一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，该设备包括加热装置、加压装置、第一连续走带装置、第二连续走带装置、隔膜支撑装置和框架；所述加压装置固定在框架上部，所述第一连续走带装置与加压装置连接，所述第二连续走带装置固定在框架下部，所述隔膜支撑装置固定在框架上，且所述隔膜支撑装置的上表面与所述第二连续走带装置的上表面位于同一平面内。本实用新型避免了普通叠片电池中极片错位的问题，增强了电池后期使用过程中的安全性；极片和隔膜粘结在一起能够提高电池的循环性能及倍率性能；连续走带装置可边热压、边传送，也就是说可热压、传送同时进行，大幅提高了生产效率；同时，由于极片被固定，后期操作变得简单。
【专利说明】
一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及叠片电池制作技术领域，具体是一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备。【背景技术】
[0002]随着笔记本电脑、智能手机等电子产品的进一步发展，锂离子电池得到越来越广泛的应用。锂离子电池也由于其质量轻、体积小、比能量高、自放电小、循环性能好、污染小和无记忆效应等特点，成为了21世纪最具有应用前景的绿色二次电池之一。
[0003]目前常用的锂离子电池使用的是卷绕式利记博彩app，这种方法具有生产效率高、成本低、操作简单等优点。但是随着新能源汽车进一步推广普及，普通锂离子电池也逐渐暴露出其不足之处，如内阻大、安全性能一般、大倍率充放电性能差等。于是叠片电池以及兼顾性能与效率的卷绕式叠片电池应运而生，相比卷绕结构，叠片结构有着更均匀一致的电流密度、优良的内部散热性能、优异的高倍率性能，更适合大功率放电。这种叠片电池或者卷绕式叠片电池的制作难点之一是如何将极片与隔膜粘结在一起并确保在制作中不发生极片偏移而导致正负极接触短路。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，该设备能够有效地将电池极片与隔膜粘结固定在一起，改善现有叠片电池在制作过程中隔膜与极片发生错位、隔膜褶皱等问题。
[0005]本实用新型的技术方案为:
[0006]—种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，该设备包括加热装置、加压装置、第一连续走带装置、第二连续走带装置、隔膜支撑装置和框架;所述加压装置固定在框架上部，所述第一连续走带装置与加压装置连接，所述第二连续走带装置固定在框架下部，所述隔膜支撑装置固定在框架上，且所述隔膜支撑装置的上表面与所述第二连续走带装置的上表面位于同一平面内；
[0007]所述第一连续走带装置和第二连续走带装置结构相同，均包括由驱动辊带动的多个压辊、绕挂在所述多个压辊两端的环形带以及均匀分布在所述环形带外周表面上的多个热压板;所述压辊为两端粗、中间细的哑铃状结构;所述第一连续走带装置的环形带的下部内侧和所述第二连续走带装置的环形带的上部内侧均紧贴设有由多个滚轮连接而成的滚轮组;所述加热装置紧贴所述滚轮组的内侧设置。
[0008]所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，所述加热装置为中空的长方体结构，内部均匀分布有多个加热元件，所述长方体结构紧贴滚轮组的一面为热压面，其余五个面均设有绝热层。
[0009]所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，所述加压装置为气缸或油缸。
[0010]所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，所述滚轮组的沿热压板传送方向设置的两个相邻滚轮之间的距离小于热压板长度的一半。
[0011]所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，所述环形带为柔性带，采用聚酯帆布或棉帆布制备而成。
[0012]所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，所述热压板采用不锈钢、铜板、铝合金、氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷、聚四氟乙烯中的一种制备而成。
[0013]所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，该设备还包括加热控制器，所述加热控制器的输出端与加热装置的输入端连接。
[0014]本实用新型的有益效果为:
[0015]由上述技术方案可知，本实用新型避免了普通叠片电池中极片错位的问题，增强了电池后期使用过程中的安全性;极片和隔膜粘结在一起能够提高电池的循环性能及倍率性能;连续走带装置可边热压边传送，也就是说可热压、传送同时进行，大幅提高了生产效率;同时，由于极片被固定，后期操作变得简单。【附图说明】
[0016]图1是本实用新型具体实施例的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型的连续走带装置的结构示意图；
[0018]图3是本实用新型的压辊的截面示意图；
[0019]图4是本实用新型的压辊、连续走带装置以及加热装置的局部示意图。【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。
[0021]如图1?图4所示，一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，包括加热装置1、 加压装置2、第一连续走带装置、第二连续走带装置、隔膜支撑装置8、框架9和加热控制器 10。
[0022]第一连续走带装置和第二连续走带装置结构相同，均包括由驱动辊3带动的多个压辊4、绕挂在多个压辊4两端的环形带5以及均匀分布在环形带5外周表面上的多个热压板 6。压辊4为两端粗、中间细的哑铃状结构。第一连续走带装置的环形带5的下部内侧和第二连续走带装置的环形带5的上部内侧均紧贴设有由多个滚轮连接而成的滚轮组7。
[0023]加热装置1紧贴滚轮组7的内侧设置，加压装置2固定在框架9上部，第一连续走带装置的多个压辊4通过支架与加压装置2连接，第二连续走带装置的多个压辊4通过支架固定在框架9下部。隔膜支撑装置8固定在框架9上，且隔膜支撑装置8的上表面与第二连续走带装置的环形带5的上部外表面位于同一平面内。
[0024]加热装置1为中空的长方体结构，内部均匀分布有多个加热元件11，长方体结构紧贴滚轮组7的一面为热压面，其余五个面均设有绝热层12，绝热材料可以是玻璃纤维、石棉、 岩棉、硅酸盐或者气凝胶毡、真空板等。加热控制器10的输出端与加热元件11的输入端连接。加热元件11的加热方式可以为电阻丝加热、导热油管加热、红外线加热、中高频感应加热或者微波加热中的一种或几种混合，加热温度在室温至300°C之间可调。绝热层12减小了加热元件11与周边的热传递，起到了保温及节约能耗的作用。[〇〇25]加压装置2为气缸或油缸，可提供0至lOOOkgf的压力。
[0026]驱动辊3与电机相连，压辊4与驱动辊3通过皮带或链条相连。环形带5随着压辊4的转动而运动，并且在进行热压时，也可实现连续走带。滚轮组7的沿热压板6传送方向设置的两个相邻滚轮之间的距离小于热压板6长度的一半，这样可保证热压板6在传动时一次至少接触两个以上滚轮，从而使热压时压力均匀。热压时主要起作用部分为热压板6,环形带5的作用是连接热压板6,并且可以围绕压辊4的弧面运动。环形带5为柔性带，采用耐高温材料制备，可以为高强高渗透聚酯帆布或棉帆布等其中的一种。热压板6材料须硬度高且导热性好，材料可以是不锈钢、铜板、铝合金、氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷、聚四氟乙烯中的一种。
[0027]电池正极使用磷酸铁锂材料，集流体为铝箱，负极采用人造石墨材料，集流体为铜箱。在正、负集流体完成涂布、烘烤、辊压、分切成条后，分别按照正、负极片设计尺寸剪裁成小极片并规整。[〇〇28]本实用新型的工作原理:
[0029]极片13与隔膜14至少有一样表面涂胶，将若干极片13均匀排列放置在隔膜14上。 当极片13和隔膜14通过隔膜支撑装置8沿箭头方向进入第一连续走带装置与第二连续走带装置之间时，加压装置2提供一定压力，第一连续走带装置的压辊4在加压装置2的作用下向下运动，从而使第一连续走带装置逐渐靠近第二连续走带装置，给极片13和隔膜14施加一定压力，同时加热装置1通过热压板6将热能传导给极片13和隔膜14。隔膜14或极片13上的涂胶在热能的作用下熔化，并在压力下使极片13与隔膜14粘结在一起，并通过隔膜支撑装置8沿箭头方向继续向前移动进入下一道工序，热压完成。
[0030]压辊4连接到驱动辊3,并在驱动辊4的作用下转动，并带动环形带5运动，由于极片 13和隔膜14在进入第一连续走带装置与第二连续走带装置之间时，隔膜14是紧贴在第二连续走带装置的环形带5的上部外表面的，这样使得设备在热压时还能同时带动隔膜14运动， 从而实现隔膜14和极片13的连续热复合。
[0031]本实用新型适用于液态锂离子电池、聚合物锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等。当用于锂离子电池时，电池正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等富锂相材料中的一种或几种，电池负极材料为碳类、硅类、合金类、钛酸锂等材料中的一种或几种，电池隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚丙烯-聚乙烯复合隔膜、无纺布、聚偏氟乙烯聚合物隔膜、涂胶隔膜或陶瓷隔膜中的一种。
[0032]以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，其特征在于:该设备包括加热装置、加 压装置、第一连续走带装置、第二连续走带装置、隔膜支撑装置和框架;所述加压装置固定 在框架上部，所述第一连续走带装置与加压装置连接，所述第二连续走带装置固定在框架 下部，所述隔膜支撑装置固定在框架上，且所述隔膜支撑装置的上表面与所述第二连续走 带装置的上表面位于同一平面内；所述第一连续走带装置和第二连续走带装置结构相同，均包括由驱动辊带动的多个压 辊、绕挂在所述多个压辊两端的环形带以及均匀分布在所述环形带外周表面上的多个热压 板;所述压辊为两端粗、中间细的哑铃状结构;所述第一连续走带装置的环形带的下部内侧 和所述第二连续走带装置的环形带的上部内侧均紧贴设有由多个滚轮连接而成的滚轮组； 所述加热装置紧贴所述滚轮组的内侧设置。2.根据权利要求1所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，其特征在于:所述加 热装置为中空的长方体结构，内部均匀分布有多个加热元件，所述长方体结构紧贴滚轮组 的一面为热压面，其余五个面均设有绝热层。3.根据权利要求1所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，其特征在于:所述加 压装置为气缸或油缸。4.根据权利要求1所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，其特征在于:所述滚 轮组的沿热压板传送方向设置的两个相邻滚轮之间的距离小于热压板长度的一半。5.根据权利要求1所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，其特征在于:所述环 形带为柔性带，采用聚酯帆布或棉帆布制备而成。6.根据权利要求1所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，其特征在于:所述热 压板采用不锈钢、铜板、铝合金、氮化铝陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷、聚四氟乙烯中的一 种制备而成。7.根据权利要求1所述的用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备，其特征在于:该设备 还包括加热控制器，所述加热控制器的输出端与加热装置的输入端连接。
【文档编号】H01M10/058GK205583067SQ201620313419
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】胡家佳, 许涛, 王志忠, 陈涛, 王晨旭
【申请人】合肥国轩高科动力能源有限公司