本申请涉及一种电芯制造装置及其方法。电芯包括第一极片、第二极片和隔膜，电芯具有位于内侧的卷绕起始圈，电芯制造装置包括：卷针，被配置为将第一极片、第二极片和隔膜卷绕形成电芯，在卷针卷绕初始阶段，卷绕起始圈卷绕于卷针外周；加热组件，被配置为对卷绕起始圈的预定位置进行加热，以使预定位置的第一极片和第二极片中的至少一者与隔膜热复合。本申请提供的电芯制造装置，旨在解决电芯内圈部分存在析锂的问题。
【技术实现步骤摘要】
电芯制造装置及其方法
本申请涉及电池
，特别是涉及一种电芯制造装置及其方法。
技术介绍
在电池生产过程中，需要使用卷绕设备将极片和隔膜卷绕成电芯。经过卷绕和预压定型后的电芯呈扁平状结构。然而，经过卷绕和预压定型后的电芯，在使用过程中，内圈部分存在析锂的情况，影响电芯的使用安全性。
技术实现思路
本申请提供一种电芯制造装置及其方法，旨在解决电芯内圈部分存在析锂的问题。一方面，本申请提出了一种电芯制造装置，电芯包括第一极片、第二极片和隔膜，电芯具有位于内侧的卷绕起始圈，电芯制造装置包括：卷针，被配置为将第一极片、第二极片和隔膜卷绕形成电芯，在卷针卷绕初始阶段，卷绕起始圈卷绕于卷针外周；加热组件，被配置为对卷绕起始圈的预定位置进行加热，以使预定位置的第一极片和第二极片中的至少一者与隔膜热复合。根据本申请实施例的电芯制造装置，通过卷针将第一极片、第二极片和隔膜卷绕形成电芯。使用加热组件可以对卷绕起始圈的预定位置加热以使第一极片和第二极片中至少一者与隔膜在预定位置热复合连接，从而使得隔膜不再处于自由状态，而是受到第一极片和/或第二极片的约束。将完成卷绕后的电芯拉伸至扁平状后，由于位于内圈部分的隔膜受到约束，因此隔膜自身不易蓄积拉伸应力且不易发生回缩，从而降低因隔膜发生回缩而带动第一极片和第二极片向内移动，导致内圈部分的第一极片和第二极片彼此之间间隙过大的可能性，进而降低出现析锂的可能性。根据本申请的一个实施例，加热组件包括加热器和抵压件，加热器被配置为对预定位置进行加热，抵压件设置于卷针的外侧，抵压件被配置为对预定位置施加压力。加热组件的加热器可以将卷绕起始圈的预定位置加热到预定温度，以使隔膜对应区域发生熔融且使得熔融程度达到预设状态。抵压件从卷绕起始圈的外侧对完成加热的隔膜施加预定压力。在抵压件和卷针的共同挤压作用下，隔膜以及第一极片和第二极片中至少一者可以与隔膜实现热复合。根据本申请的一个实施例，加热组件还包括驱动部件，抵压件与驱动部件相连接，驱动部件被配置为驱动抵压件靠近或远离卷针。通过驱动部件可以提高抵压件对卷绕起始圈施加的压力精准度，有利于降低对卷绕起始圈施加的压力与预定压力值之间的误差，降低第一极片和第二极片中至少一者与隔膜完成热复合后又再次发生分离或者第一极片、第二极片和隔膜中的至少一者出现结构性损坏的可能性。根据本申请的一个实施例，驱动部件包括安装座和伸缩件，伸缩件被配置为驱动安装座靠近或远离卷针，抵压件设置于安装座。伸缩件可以在抵压件远离卷针的一侧对抵压件起到更好的约束效果，降低抵压件朝远离卷针的方向窜动而导致施加到卷绕起始圈上的压力出现波动情况。根据本申请的一个实施例，加热器设于抵压件，加热器通过抵压件对预定位置加热。由于加热器设于抵压件，因此加热器可以实时地对抵压件进行加热，从而保证抵压件的温度始终保持在预定温度，降低因抵压件的温度存在较大波动而导致热复合失败或效果变差的可能性。根据本申请的一个实施例，加热组件还包括第一温度传感器，第一温度传感器被配置为监测抵压件的温度。通过第一温度传感器可以实时监测抵压件的温度，便于判断抵压件的温度是否处于预定温度，有利于降低抵压件的温度出现偏高或偏低的情况而导致热复合效果变差的可能性。根据本申请的一个实施例，抵压件为中空结构，至少部分加热器容纳于抵压件内部。加热器设置于抵压件内部的方式，使得加热器可以容易实现对抵压件的各个区域加热状态保持一致，从而保证抵压件的各个区域温升保持一致，有利于降低因抵压件与电芯接触的区域出现温度不均匀而导致对电芯隔膜的加热效果存在差异的可能性，进而降低第一极片、第二极片中的至少一者与隔膜在加热区域粘连牢固程度不同的可能性。根据本申请的一个实施例，加热器设置于卷针内部并且被配置为加热卷针上与预定位置相对的区域。由于加热器设置于卷针内部，因此卷针可以连续转动，并在转动过程中对卷绕起始圈的端部、卷绕起始圈的不同区域或者卷绕起始圈整圈进行热复合，有效提高卷绕工作效率。根据本申请的一个实施例，加热组件还包括第二温度传感器，第二温度传感器设置于卷针，第二温度传感器被配置为监测卷针上与预定位置相对区域的温度。通过第二温度传感器可以实时监测卷针上与卷绕起始圈的预定位置相对区域的温度，便于判断卷针上与卷绕起始圈的预定位置相对区域的温度是否处于预定温度，有利于降低卷针的局部温度出现偏高或偏低的情况而导致热复合效果变差的可能性。根据本申请的一个实施例，卷针的外周具有用于电芯下料的让位槽，沿卷针的周向，让位槽的两侧中至少一侧设置加热器。加热器对卷绕起始圈加热并经过抵压件抵压形成的两处热复合区域位于弯折区或靠近弯折区，有利于降低弯折区的隔膜带动第一极片或第二极片向内移动的可能性。根据本申请的一个实施例，加热组件还包括防粘部件，至少部分抵压件的外表面覆盖防粘部件，抵压件通过防粘部件对预定位置施加压力。由于设置于抵压件上的防粘部件具有防粘作用，因此加热组件不易与卷绕起始圈发生粘连，降低加热组件与卷绕起始圈发生粘连而导致加热组件时牵拉卷绕起始圈的可能性。根据本申请的一个实施例，抵压件为压辊。抵压件可以跟随卷针转动而自转，使得加热组件可以连续对卷绕起始圈进行热复合，从而不需要卷针停止转动，有利于提高卷绕起始圈的热复合一致性和稳定性，也提高了热复合工作效率。根据本申请的一个实施例，抵压件为与卷针形状相匹配的压块。抵压件在对卷绕起始圈施加压力时，卷针保持静止，因此卷针和抵压件之间没有相对位移，从而可以降低因抵压件和卷绕起始圈发生相对移动而导致第一极片、第二极片和隔膜中至少一者出现褶皱的可能性。另一个方面，根据本申请提供一种电芯制造方法，其包括：将电芯的第一极片、隔膜和第二极片卷绕形成卷绕起始圈；加热卷绕起始圈的预定位置，以使预定位置的第一极片和第二极片中的至少一者与隔膜热复合。本申请实施例的电芯制造方法用于制造上述实施例的电芯。本申请实施例的电芯制造方法中，将第一极片、第二极片和隔膜卷绕形成电芯。对卷绕起始圈的预定位置加热以使第一极片和第二极片中至少一者与隔膜在预定位置热复合连接，从而隔膜不再处于自由状态，而是受到第一极片和第二极片的约束。由于位于内圈部分的隔膜受到约束，因此内圈部分的隔膜不易发生回缩，从而降低因隔膜发生回缩而带动第一极片和第二极片向内移动，导致内圈部分的第一极片和第二极片彼此之间间隙过大的可能性，进而降低出现析锂的可能性。根据本申请的一个实施例，加热卷绕起始圈的预定位置时，加热时间为2秒至5秒。加热时间小于2秒时，存在加热时间短而导致隔膜熔融程度未达到预定的要求，从而导致热复合效果不佳或热复合失败的可能性。加热时间大于5秒时，存在加热时间长而导致隔膜熔融程度超过预定的要求，从而导致隔膜发生破损而导致隔膜失效的可能性。根据本申请的一个实施例，加热卷绕起始圈的预定位置时，加热温度为85度至95度。...
【技术保护点】
1.一种电芯制造装置，所述电芯包括第一极片、第二极片和隔膜，所述电芯具有位于内侧的卷绕起始圈，其特征在于，所述电芯制造装置包括：/n卷针，被配置为将所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜卷绕形成所述电芯，在所述卷针卷绕初始阶段，所述卷绕起始圈卷绕于所述卷针外周；/n加热组件，被配置为对所述卷绕起始圈的预定位置进行加热，以使所述预定位置的所述第一极片和所述第二极片中的至少一者与所述隔膜热复合。/n
【技术特征摘要】
1.一种电芯制造装置，所述电芯包括第一极片、第二极片和隔膜，所述电芯具有位于内侧的卷绕起始圈，其特征在于，所述电芯制造装置包括：
卷针，被配置为将所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜卷绕形成所述电芯，在所述卷针卷绕初始阶段，所述卷绕起始圈卷绕于所述卷针外周；
加热组件，被配置为对所述卷绕起始圈的预定位置进行加热，以使所述预定位置的所述第一极片和所述第二极片中的至少一者与所述隔膜热复合。
2.根据权利要求1所述的电芯制造装置，其特征在于，所述加热组件包括加热器和抵压件，所述加热器被配置为对所述预定位置进行加热，所述抵压件设置于所述卷针的外侧，所述抵压件被配置为对所述预定位置施加压力。
3.根据权利要求2所述的电芯制造装置，其特征在于，所述加热组件还包括驱动部件，所述抵压件与所述驱动部件相连接，所述驱动部件被配置为驱动所述抵压件靠近或远离所述卷针。
4.根据权利要求3所述的电芯制造装置，其特征在于，所述驱动部件包括安装座和伸缩件，所述伸缩件被配置为驱动所述安装座靠近或远离所述卷针，所述抵压件设置于所述安装座。
5.根据权利要求2所述的电芯制造装置，其特征在于，所述加热器设于所述抵压件，所述加热器通过所述抵压件对所述预定位置加热。
6.根据权利要求5所述的电芯制造装置，其特征在于，所述加热组件还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器被配置为监测所述抵压件的温度。
7.根据权利要求5或6所述的电芯制造装置，其特征在于，所述抵压件为中空结构，至少部分所述加热器容纳于所述抵压件内部。
8.根据权利要求2所述的电芯制造装置，其特征在于，所述加热器设...
【专利技术属性】
技术研发人员：阳超，张小畏，唐鸣浩，林文法，
申请(专利权)人：江苏时代新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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