本發(fā)明涉及電池領域，特別涉及到一種鋰電池疊片設備及其疊片方法。

背景技術：

在鋰電生產(chǎn)過程中，需將大片鋁箔和銅箔裁切成小片的正極片和負極片，正極片和負極片均包括本體和自本體一端延伸的極耳，本體上設置有隔膜將相鄰本體間絕緣。極耳無隔膜,且極耳與外部電源或者用電設備電連接實現(xiàn)充放電。疊片操作是將鋰電池的正極片和負極片按要求位置交替疊放在一起，以便后續(xù)注液和化成等工序的進行。現(xiàn)有技術中，基本采用手工疊片方式,效率較低,而且疊片過程中，由于極片間定位不準確，容易出現(xiàn)極片間發(fā)生錯位，從而引起短路燒毀電池的問題，如正極耳和負極耳錯位接觸導致短路或者由于多次疊片操作使極片上的隔膜損壞導致正負極片短路，導致報損率高，可控性不強。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有鋰電池的極片疊片位置不準確，報損率高，效率較低，可控性不強的技術難題，本發(fā)明提供了一種鋰電池疊片設備以及疊片方法。

本發(fā)明解決技術問題的方案是提供一種鋰電池疊片設備，其用于實現(xiàn)鋰電池的極片之間的交替疊放，所述極片包括本體和自本體一端延伸的極耳，該鋰電池疊片設備包括定位裝置和疊合裝置，所述定位裝置包括主體以及設置在主體上的定位件，所述定位件在主體上定義一定位區(qū)域用于將一極片本體定位在該定位區(qū)域；所述疊合裝置為中空框架結(jié)構(gòu)，其定義一本體區(qū)以及自該本體區(qū)延伸并跟本體區(qū)連通的限位區(qū)，所述本體區(qū)跟限位區(qū)共同形成一貫穿區(qū)域分別與極片的主體及極耳匹配；使用時，疊合裝置疊放在定位裝置上使疊合裝置與定位裝置定位件卡合，且疊合裝置的限位區(qū)與定位裝置定位好的極片的極耳在疊合方向上錯開。

優(yōu)選地，所述定位裝置進一步包括限位件，所述限位件固定于定位裝置主體上，用于和所述定位件一起限定極片極耳位置，所述限位件與疊合裝置的限位區(qū)在疊合方向上錯開。

優(yōu)選地，所述主體包括基板，所述定位件包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件和第二定位件設定于所述基板上對角位置以形成所述定位區(qū)域，所述兩定位件之間距離略大于所述極片本體的對角線長度。

優(yōu)選地，所述定位件還包括第三定位件，所述第三定位件設定于所述基板上并固定在第一定位件跟第二定位件之間，所述第一定位件、第二定位件和第三定位件形成三角定位區(qū)域，所述三角定位區(qū)域面積略大于所述極片本體按照對角線切分后的極片面積。

優(yōu)選地，所述定位件上開設定位槽，所述定位槽與疊合裝置邊或角卡合。

優(yōu)選地，所述主體包括基板，所述定位件為四個，分別設定在基板四個邊上以限定該定位區(qū)域。

優(yōu)選地，所述主體包括基板，所述定位件為從所述基板至少兩邊垂直延伸的具有開口的圍欄。

優(yōu)選地，所述主體包括基板，所述定位件可拆卸固定在所述基板上以使定位區(qū)域大小可調(diào)。

優(yōu)選地，所述鋰電池疊片設備進一步包括壓塊，所述壓塊放置于所述本體區(qū)內(nèi)以壓緊極片。

本發(fā)明還提供一種采用上述鋰電池疊片設備進行疊片的方法，其包括如下步驟：

S1：將一極片放置于定位裝置上并定位于所述定位件定義的定位區(qū)域上；

S2：將疊合裝置疊設于定位裝置上并且使疊合裝置邊或角與定位裝置的定位件卡合，且疊合裝置的限位區(qū)與定位在定位裝置上極片的極耳所在區(qū)域在疊合方向上錯開；

S3：將另一極片通過疊合裝置的貫穿區(qū)域與定位在定位裝置上的極片疊合。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的鋰電池疊片設備具有以下有益效果：

1、定位裝置的定位件固定在主體上，定位件在主體上定義一定位區(qū)域，可以將一極片定位在該定位區(qū)域；疊合裝置為中空框架結(jié)構(gòu)，其形成的本體區(qū)跟限位區(qū)共同形成一貫穿區(qū)域并分別與另一極片的主體及極耳匹配；鋰電池疊片設備使用時，疊合裝置疊放在定位裝置上使疊合裝置邊角與定位裝置的定位件卡合，且疊合裝置的限位區(qū)與定位裝置定位好的極片的極耳在疊合裝置與定位裝置疊合方向上錯開，從而限定兩極片間相互位置關系，使兩極片主體疊合同時兩極耳錯開放置，避免了兩極耳接觸短路的風險，提高產(chǎn)品良率，且操作簡便，定位準確，定位次數(shù)少，極大減少操作次數(shù)，提高疊片效率。同時可通過調(diào)整定位件形成的定位區(qū)域的尺寸大小和/或形狀以適配不同形狀和尺寸的極片。

2、所述限位件用于限定極片極耳位置且限位件跟疊合裝置的限位區(qū)在疊合方向上錯開，避免極耳反向放錯位置使相鄰兩極片的極耳疊合。

3、第一定位件和第二定位件設置于基板上。第一極片、疊合裝置與第一定位、第二定位件多點接觸被定位于所述定位區(qū)域，足以起到對第一極片和疊合裝置準確定位的作用?；宓钠溆辔恢锰幘鶝]有設置定位件，可提高疊合裝置和極片拿取或放置時的便捷性，同時節(jié)省鋰電池疊片設備的制造成本。

4、第三定位件固定于基板上，與第一定位件、第二定位件之間形成一三角定位區(qū)域，三角定位區(qū)域穩(wěn)定性高，以使定位件對極片和疊合裝置定位時達到更好的定位效果。

5、所述定位件的兩限位面與凹槽形成定位槽，所述定位槽與疊合裝置邊或角卡合，使極片和疊合裝置在所述定位區(qū)域內(nèi)被精確定位。所述凹槽可防止極片和疊合裝置的角位置直接與定位件接觸，從而防止極片和疊合裝置的角位置處被刮花或被彎折。

6、所述定位件設置在基板的各邊位置形成所述定位區(qū)域，同樣可以達到定位所述極片和疊合裝置的效果；所述定位件設置在基板各邊角，形成具有開口的圍欄結(jié)構(gòu)，所述開口對應所述極耳供極耳伸出所述定位區(qū)域，除所述開口位置外，所述定位件能與所述極耳和疊合裝置更多位置接觸從而更全面進行定位，定位得更準確穩(wěn)固。

7、所述定位件可拆卸固定在所述基板上以使定位區(qū)域大小可調(diào)，從而使定位裝置匹配更多大小及形狀的極片，具有廣泛適用性。

8、所述提拿部與所述極耳邊框固定連接，可將疊合裝置便捷地拿取，使疊片操作更便捷。

本發(fā)明還提供的一種鋰電池疊片方法具有如下有益效果：通過限定兩極片相互間位置關系，使本體疊合的同時兩極耳錯開放置，避免了兩極片可能短路的風險，提高產(chǎn)品良率，且操作簡便，定位次數(shù)少，定位準確，極大減少操作次數(shù)，提高效率。同時可通過調(diào)整定位件形成的定位區(qū)域的尺寸大小和/或形狀以適配不同形狀和尺寸的極片。

【附圖說明】

圖1是第一極片和第二極片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是鋰電池疊片設備的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是使用鋰電池疊片設備疊片時的過程示意圖。

圖4是定位裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是定位裝置的另一變形實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是第一定位件的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是定位裝置的再一變形實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是定位裝置的再一變形實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是包括限位件的定位裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是鋰電池疊片設備一變形實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是疊合裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是疊合裝置的另一立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是鋰電池疊片設備疊片完成后的示意圖。

圖14是疊合裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】

為了使本發(fā)明的目的，技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施實例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。在本發(fā)明的所有實施例中，上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等位置限定詞僅限于指定視圖上的相對位置，而非絕對位置，不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種鋰電池疊片設備1，其用于實現(xiàn)鋰電池的正極片和負極片按照要求位置進行交替間隔疊放。正極片和負極片均包括本體和自本體一端延伸的極耳。為方便說明，如圖1所示，本發(fā)明將極片分為第一極片100和第二極片200。所述第一極片100可為正極片也可為負極片，所述第一極片100包括第一本體1001和自第一本體1001一端延伸的第一極耳1002。所述第二極片200的極性與第一極片100的極性相異，即若第一極片100為正極片，則第二極片200需為負極片，若第一極片100為負極片，則第二極片200需為正極片。所述第二極片200包括第二本體2001和自第二本體2001一端延伸的第二極耳2002。為避免第一本體1001的邊緣與第二本體2001的邊緣接觸發(fā)生短路，一般設置第一本體1001的面積大于第二本體2001的面積使第二本體2001的邊緣位于第一本體1001的面上。由于第一本體1001的尺寸大于第二本體2002的尺寸，故第一極片100的整體尺寸大于第二極片200的整體尺寸。若鋰電池只包含一正極片和一負極片，則該鋰電池稱為電池單體；為增大鋰電池容量，鋰電池通常由多層正極片和多層負極片交叉疊放形成，稱為多層電池。

如圖2-3所示，本發(fā)明的鋰電池疊片設備1包括定位裝置10、疊合裝置20和壓塊30。所述定位裝置10包括主體101以及設置在主體101上的定位件102，所述定位件102在主體101上定義一定位區(qū)域11，所述定位區(qū)域11的各方向尺寸均略大于所述疊合裝置20和第一極片100的第一本體1001各方向上尺寸，用于將第一本體1001定位在該定位區(qū)域11。疊合裝置20為一具有一定厚度的中空框架結(jié)構(gòu)，其定義一本體區(qū)21以及自該本體區(qū)21延伸并跟本體區(qū)21連通的限位區(qū)22，所述本體區(qū)21跟限位區(qū)22分別與第二極片200的第二主體2001及第二極耳2002匹配，所述本體區(qū)21跟限位區(qū)22共同形成一貫穿區(qū)域23，所述貫穿區(qū)域23各方向尺寸均略大于第二極片200各方向上尺寸，使第二極片200放置時可以通過該貫穿區(qū)域23。

使用鋰電池疊片設備1進行疊片過程中，疊合裝置20疊放在定位裝置10上使疊合裝置20的邊角與定位裝置10的定位件102卡合，且疊合裝置20上的限位區(qū)22與定位裝置10定位好的第一極片100的第一極耳1002在疊合裝置20與定位裝置10的疊合方向上錯開。當把第二極片200通過疊合裝置20來與被定位在定位裝置10上的第一極片100進行疊合時，由于第二極耳2002被限位在限位區(qū)22內(nèi)，故第二極耳2002和第一極耳1002被錯開放置，防止第一極耳1002和第二極耳2002接觸短路。第一極片100和第二極片200定位疊合好后，將壓塊30放置于第二本體2001上壓緊第一極片100和第二極片200，即完成電池單體疊片操作。如需形成多層電池，則先后取下疊合裝置20和壓塊30，重復上述電池單體疊片操作過程即可。需要注意的是，取下疊合裝置20后將其再次疊合在定位裝置10上時,前次疊合的第一極片100也就為此次疊合裝置20放置時的參考對象,也即疊合裝置20的限位區(qū)2002需要跟前次疊合后最上層的極片的極耳位置在疊合方向上錯開。也即同一類型極片極耳位置在疊合方向上是一致的。所述定位裝置10的厚度范圍為1mm-3mm，所述壓塊30為一尺寸小于極片尺寸的圓柱體或者長方體，質(zhì)量范圍為0.1kg-0.3kg。

請一并參閱圖4，前述主體101和定位件102可以一體成型，定位件102也可拆卸固定于主體101，所述定位件102數(shù)量可為一兩個或者一兩個以上，所述主體101形狀尺寸與所述定位區(qū)域11適配。作為本發(fā)明的一個實施例，所述主體101包括基板103，所述定位件102可拆卸固定于所述基板103上，所述基板103為一長方體板狀結(jié)構(gòu)，順時針方向形成有角1、2、3、4四個角。定位件102至少包括第一定位件104和第二定位件105，第一定位件104和第二定位件105設定于基板103上的角位置處并呈對角設置，即第一定位件104位于角1位置處，第二定位件105位于角3位置處。第一定位件104和第二定位件105共同定義出該定位區(qū)域11，第一極片100被定位在定位區(qū)域11?；?03的角2和角4位置處均沒有設置定位件102，方便第一極片100拿取或放置，同時節(jié)省鋰電池疊片設備1的制造成本?？梢岳斫?，所述第一定位件104和第二定位件105之間的距離略大于第一極片100主體的對角線長度，以方便極片拿取和放置。

請一并參閱圖5，定位件102進一步包括第三定位件106，第三定位件106設定于基板103上的角2或角4位置處。第一定位件104、第二定位件105和第三定位件106之間形成一三角定位區(qū)域，即第一定位件104、第二定位件105和第三定位件106共同定義該定位區(qū)域11。該三角定位區(qū)域面積略大于所述第一極片本體按照對角線切分后的極片面積。

請一并參閱圖6，由于第一定位件104、第二定位件105和第三定位件106結(jié)構(gòu)相同，只是擺放位置、擺放方向及達到的效果不同，故以第一定位件104為例對第一定位件104、第二定位件105和第三定位件106的結(jié)構(gòu)進行說明。第一定位件104上形成有固定孔1041、定位孔1042、兩限位面1043和凹槽1044。螺絲通過固定孔1041將第一定位件104固定在基板103上，防止疊片過程中第一定位件104移位。定位孔1042為一通孔，在基底111上設置有與定位孔1042匹配的凸起或通孔，在將第一定位件104固定到基底111過程中，先通過定位孔1042與基底111上的凸起或通孔的配合，對第一定位件104進行初步定位，然后再通過螺絲通過固定孔而準確將第一定位件104固定到基板103。由于第一定位件104、第二定位件105和第三定位件106與基板為可拆卸的螺紋連接，故可通過調(diào)整第一定位件104、第二定位件105和第三定位件106的位置調(diào)整所述定位區(qū)域11的形狀和/或尺寸大小，以適配不同形狀和尺寸的第一極片100。

兩限位面1043相互垂直，在兩限位面1043的直角位置處形成有凹槽1044，所述凹槽1044連接兩限位面1043共同形成定位槽1045，定位槽1045對疊合裝置20的靠近角1位置處的邊或角卡合，以保證第一定位件104對疊合裝置20定位精準。所述定位槽1045的凹槽1044為一向第一定位件104中心軸凹陷的圓弧結(jié)構(gòu)，在對疊合裝置20和第一極片100定位過程中避免疊合裝置20和第一極片100的角位置直接與第一定位件104接觸，防止疊合裝置20和第一極片100的角位置被刮壞或被折彎。

請一并參閱圖7-8，可以理解，還可以將定位件102設置在基板103的邊位置處，如圖7所示在基板103的各邊位置均設置定位件102，該四個定位件102限定所述定位區(qū)域11；或者如圖8所示，定位件102在基板103各邊角位置形成具有開口的圍欄結(jié)構(gòu)以形成所述定位區(qū)域11，即所述定位件102為從所述基板103至少兩邊垂直延伸的具有開口的圍欄。所述開口對應所述第一極耳1002和第二極耳2002供第一極耳1002和第二極耳2002伸出所述定位區(qū)域11。

請一并參閱圖9-10，作為定位裝置10的一個變形實施例，所述定位裝置10進一步包括限位件107，用于和定位件102一起限定第一極耳1002的位置。所述限位件107固定于所述主體101上且在疊合裝置20和定位裝置10疊合時與疊合裝置20的限位區(qū)22在疊合方向上錯開設置。所述限位件107在朝向所述定位區(qū)域11開設有與第一極耳1002相適配的開口108，使第一極耳1002可順利放入該開口1008定位。

請一并參閱圖11，疊合裝置20為一由多邊構(gòu)成的上下貫通的中空框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)可根據(jù)第二極片200形狀尺寸的變化做出多種匹配于定位件102的變形結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的一個實施例，疊合裝置20包括由四邊形成的主邊框201、自主邊框201延伸的三邊形成的極耳邊框202和提拿部203。主邊框201各邊圍設形成所述本體區(qū)21，極耳邊框202各邊圍設形成所述限位區(qū)22，所述主邊框201與極耳邊框202連接處開設缺口以使所述本體區(qū)21和限位區(qū)22貫通，從而共同形成所述貫穿區(qū)域23。所述提拿部203與所述極耳邊框202固定連接，可將疊合裝置20輕捷地拿放，使疊片操作更便捷。

請一并參閱圖12，主邊框201各邊呈直角設置，所述主邊框的121的相鄰邊直角位置處形成一凹部204。所述凹部204與定位槽1045形成卡合結(jié)構(gòu)對主邊框201限位。在兩凹部204之間形成凸部205，凸部205被限位在前述不同定位件12的限位面1043之間。

請一并參閱圖13-14，通常情況下，導致正極片的制造成本高于負極片，故將正極片做得比負極片小以節(jié)約成本。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，前述第一極片100為負極片，前述第二極片200為正極片，第一極片100與第二極片200疊放時，由于第一本體1001面積大于第二本體2002面積，第一本體1001大于第二本體2002的部分在第一本體1001上形成留白區(qū)域，使該留白區(qū)域均勻分布在第一本體1001四周。將留白區(qū)域內(nèi)第一本體1001與第二本體2002之間的最短距離定義為寬度d，并將疊合裝置20的凹部204部分的厚度設定為d，于是疊合裝置20的主邊框201各邊蓋住所述留白區(qū)域，使得第一本體1001與第二本體2002具有最大的接觸面積。優(yōu)選的，所述第一本體1001是長寬分別為120mm×60mm的矩形片，所述第二本體2001是長寬分別為118mm×58mm的矩形片，所述d的值為1mm,也即疊合裝置20的凹部204部分的厚度為1mm。

本發(fā)明還提供一種采用上述鋰電池疊片設備進行疊片的方法，其包括如下步驟：

S1：將一極片放置于定位裝置上并定位于所述定位件定義的定位區(qū)域上；

S2：將疊合裝置疊設于定位裝置上并且使疊合裝置邊角與定位裝置定位件卡合，且疊合裝置的限位區(qū)與定位在定位裝置上極片的極耳所在區(qū)域在疊合方向上錯開；

S3：將另一極片通過疊合裝置的貫穿區(qū)域與定位在定位裝置上的極片疊合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)所作的任何修改，等同替換和改進等均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。