【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半固态电池，具体涉及一种半固态电池组装系统及方法。
技术介绍
1、半固态电池技术当前作为传统液态锂离子电池向固态电池发展过程中的过渡技术，将在固态电池取得根本性突破之前扮演重要的角色。原位固态化技术在半固态电池中凭借与现有生产工艺兼容度高，对电芯安全性能提升显著等优势获得广泛关注和应用。
2、当前原位固态化技术是通过提前在电解液中添加所需聚合物单体和引发剂，然后在注液工序中将其注入到电芯内部。经过充分浸润后，通过施加一定的温度和压力引发聚合物单体在电芯内部的原位固化。然而，原位固化电解质生成过程中受到电解液配方、粘度，浸润工艺以及温度和压力均匀性的影响，导致固化一致性较差，最终影响电池的整体性能和一致性。例如，原位固化电解液注入到电芯后，需要精确控制固化反应发生的条件，否则在浸润过程中就会发生部分固化或流动性变差现象，导致电解液分布不均匀，部分区域存在干区，严重影响电芯性能。此外，在浸润完成后，固化开始时，通常采用夹具对电芯施加一定的压力和温度，压力施加在电芯表面的均匀性和温度分布的均匀性都将对固化效果产生巨大影响，对设备和工艺提出了非常高的要求，导致实际固化效果难以控制。
3、例如公开号为cn115548456b的专利，公开了一种原位聚合半固态电池的制备方法；包括如下步骤：装配：将正极片、隔膜和负极片装配入壳制成干电芯；一次注液：注入锂电池液态电解液；陈化，化成；二次注液：注入聚合物单体、增塑剂和引发剂的混合物；所述聚合物单体为碳酸亚乙烯酯和磷酸三丙炔酯的组合；陈化，在58-65℃原位聚合
4、因此，亟待开发一种新的设备系统来高效率高质量地实现电芯的原位固态化。
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术问题
2、针对现有的原位固态化技术的设备在浸润过程中会发生部分固化或流动性变差现象，导致电解液分布不均匀，部分区域存在干区，严重影响电芯性能以及传统设备生产效率低的技术问题，本专利技术提供了一种半固态电池组装系统，它提高了电解液分布的均匀性，通过设备的设置有序地控制组装过程，提高半固态电池的固化一致性以及组装效率。
3、针对现有的原位固态化技术的固化效果较差，固化不均匀、浸润性差、电芯一致性差、生产效率低的问题，以及如何优化原位固态化技术的技术问题，本专利技术提供了一种半固态电池组装方法，它通过将原位固化集成到电芯组装过程中有效解决了传统固化工艺带来的固化一致性差的问题，固化效果好，固化一致性好，并且减少了工艺流程，提高了生产效率，降低了制造成本。
4、技术方案
5、为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
6、一种半固态电池组装系统，包括顺次设置的送料机构，包括同步送料的两组极片送料机构、一组隔膜送料机构和极片载体送料机构，所述极片送料机构位于所述隔膜送料机构的两侧；裁切机构，与所述送料机构配合裁切极片；喷涂机构，设有两组且配合设有多组传动辊，所述喷涂机构的喷嘴朝向所述传动辊传送的极片内侧以及隔膜送料机构传送的隔膜两侧喷涂原位固化电解液；照射机构，施加紫外光照以固化原位固化电解液，紫外光照朝向已喷涂原位固化电解液的位置；成型机构，包括加热装置、加压辊和上下压板，所述加热装置和所述加压辊对极片和隔膜进行加热加压的第二次固化，所述上下压板前设有额外的喷涂机构和照射机构，所述喷涂机构朝向极片的外侧喷涂原位固化电解液，所述照射机构对极片的外侧施加紫外光照，所述上下压板加热加压地压叠固化后的极片隔膜一体单元。
7、提高电解液分布均匀性：通过在不同阶段设置喷涂机构直接向极片内侧及隔膜两侧喷涂原位固化电解液，并结合精确控制的喷嘴设计，确保了电解液能够在电池内部实现均匀涂布，避免了传统浸润法可能带来的不均匀问题，提升了电池性能的一致性和稳定性。
8、增强固化一致性：采用紫外光照照射机构对喷涂后的电解液进行原位固化，这种即时固化的工艺可以迅速固定电解液形态，减少因时间或位置差异导致的固化程度不一致。尤其是在加热加压的上下压板前增设额外的喷涂与照射步骤，针对极片外侧进行处理，确保了电池整体的固化过程均匀彻底，提高了电池的稳定性和安全性。
9、提升组装效率：系统中送料、裁切、喷涂、照射及成型等各机构顺次设置，实现了高度自动化和连续作业流程，减少了人工干预，既保证了组装精度，又显著提升了生产效率。通过设备的有序控制，每个环节紧密衔接，缩短了电池从材料到成品的转换时间。
10、优化工艺流程：该系统集成了多个关键工序于一身，一体化的设计不仅简化了半固态电池的制造流程，还有效减少了材料浪费和生产成本。特别是通过在成型阶段采用加热装置和加压辊进行第二次固化，进一步增强了电池结构的完整性，确保了电池在后续使用中的可靠性。
11、作为可选，所述传动辊在所述加热装置前靠近，拉近两组极片的距离。
12、极片受到传动辊控制来调整路径，紧密的层间排列有助于在最终压叠固化时，形成更为均匀、致密的电池结构，减少了内部空隙，提升了封装的密封性和稳定性，这对于防止电解液泄漏、延长电池使用寿命至关重要。通过在加热加压前精确调控极片间距，可以更好地匹配后续的热处理条件，如温度和压力的设定，确保整个固化过程更加高效和均匀，进一步提升电池性能的一致性。合理的极片间距还能在加压过程中减少材料过度变形的风险，保护脆弱的隔膜不受损伤，保持电池结构的完整性，这对于半固态电池的长期稳定运行尤为重要。
13、作为可选，所述传动辊从两侧向中心的隔膜靠近。
14、隔膜本身位于中间，这样可以避免隔膜受到极片或其他传动辊的触碰或影响，在加压过程中减少材料过度变形的风险，保护脆弱的隔膜不受损伤，保持电池结构的完整性。
15、作为可选，所述送料机构包括第一输送卷、第二输送卷、隔膜卷和载体卷，所述隔膜卷位于中心，所述第一输送卷和第二输送卷位于所述隔膜卷的两侧，所述载体卷设有两组并分别与所述第一输送卷和第二输送卷的极片附着。
16、中心对称布局：将隔膜卷置于中心位置，而第一输送卷和第二输送卷(即两组极片送料机构)分列于隔膜卷的两侧，这样的设计有利于实现物料输送的对称性和平衡性，确保在后续加工过程中极片与隔膜能精确对齐，提升组装的精度和效率。
17、双极片送料同步性：通过两组极片送料机构同时工作，可以保证两边极片的送料速度和位置同步，这对于需要高精度叠层结构的半固态电池来说至关重要，减少了因送料不同步可能导致的层错位或间隙不均问题。
18、载体卷的双配置：载体卷设计为两组，分别与第一输送卷和第二输送卷的极片附着，这样的设计可以有效支撑和引导极片在送料过程中的平直度和稳定性，减少弯曲或皱褶的产生，进一步提升极片在组装过程中的定位准确性和整体电池的品质。
19、便于自动化控制：这种对称且集成化的送料机构布局，非常适合自动化生产线的要求，易于通过编程实现精确控制，包括速度调节、位置对准等，提高了生产流程的自动化程度和生产本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半固态电池组装系统，其特征在于，包括顺次设置的
2.根据权利要求1所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述传动辊(6)在所述加热装置(14)前靠近，拉近两组极片的距离。
3.根据权利要求2所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述传动辊(6)从两侧向中心的隔膜靠近。
4.根据权利要求1所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述送料机构(1，2，3，4)包括第一输送卷(1)、第二输送卷(2)、隔膜卷(3)和载体卷(4)，所述隔膜卷(3)位于中心，所述第一输送卷(1)和第二输送卷(2)位于所述隔膜卷(3)的两侧，所述载体卷(4)设有两组并分别与所述第一输送卷(1)和第二输送卷(2)的极片附着。
5.根据权利要求4所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述加压辊(15)处设有用于回收载体的载体卷(4)。
6.根据权利要求4所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，载体和极片通过所述传动辊(6)附着，所述传动辊(6)设有平行辊组，所述平行辊组上的载体和极片垂直于所述喷涂机构(7，8，9，10)的喷嘴和所
7.根据权利要求1所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述上下压板(18)以交替式地压叠固化后的极片隔膜一体单元，隔膜呈连续Z字形折叠的形态。
8.一种半固态电池组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种半固态电池组装方法，其特征在于，正极片载体一体片和负极片载体一体片喷涂的原位固化电解液具有差别，正极片载体一体片喷涂的原位固化电解液适配于正极片，负极片载体一体片喷涂的原位固化电解液适配于负极片。
10.根据权利要求8所述的一种半固态电池组装方法，其特征在于，所述载体为PET片。
...【技术特征摘要】
1.一种半固态电池组装系统，其特征在于，包括顺次设置的
2.根据权利要求1所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述传动辊(6)在所述加热装置(14)前靠近，拉近两组极片的距离。
3.根据权利要求2所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述传动辊(6)从两侧向中心的隔膜靠近。
4.根据权利要求1所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述送料机构(1，2，3，4)包括第一输送卷(1)、第二输送卷(2)、隔膜卷(3)和载体卷(4)，所述隔膜卷(3)位于中心，所述第一输送卷(1)和第二输送卷(2)位于所述隔膜卷(3)的两侧，所述载体卷(4)设有两组并分别与所述第一输送卷(1)和第二输送卷(2)的极片附着。
5.根据权利要求4所述的一种半固态电池组装系统，其特征在于，所述加压辊(15)处设有用于回收载体的载体卷(4)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，张厚泼，宋明，饶绍建，王涌，
申请(专利权)人：万向一二三股份公司，
类型：发明
国别省市：
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