一種疊片裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉一種疊片裝置，包括制備腔及固定機(jī)構(gòu)；其中固定機(jī)構(gòu)位于制備腔內(nèi)部，固定機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)吊桿及多個(gè)夾具，每一吊桿上活動(dòng)連接多個(gè)夾具，用于固定待鍍膜的電極片，使固定的電極片可沿吊桿移動(dòng)。采用本疊片裝置制備凝膠聚合物鋰離子電池工藝簡單，同時(shí)通過移動(dòng)固定的電極片，可以直接貼合疊片，得到裸電池電芯，縮短了聚合物鋰電池的制備周期，大大提高生產(chǎn)效率，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
【專利說明】
一種疊片裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及制作材料的設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種疊片裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前制備聚合物膜的方法主要有濺射方法、旋涂法、延流法等，其中，濺射方法等真空鍍膜的設(shè)備昂貴，維護(hù)成本高，采用旋涂機(jī)制備有機(jī)薄膜原材料浪費(fèi)嚴(yán)重，涂膜不均勻厚度無法控制，并且可重復(fù)性差，流延機(jī)制備有機(jī)薄膜時(shí)操作復(fù)雜，厚度也不均勻。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0003]為克服現(xiàn)有鍍制聚合物薄膜工藝復(fù)雜的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種疊片裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種疊片裝置，包括制備腔及固定機(jī)構(gòu);其中固定機(jī)構(gòu)位于制備腔內(nèi)部，固定機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)吊桿及多個(gè)夾具，每一吊桿上活動(dòng)連接多個(gè)夾具，用于固定待鍍膜的電極片，使固定的電極片可沿吊桿移動(dòng)。
[0005]優(yōu)選地，所述進(jìn)一步包括基臺(tái)及溶液槽，基臺(tái)位于制備腔的下部，溶液槽位于基臺(tái)上;所述固定機(jī)構(gòu)位于溶液槽的正上方。
[0006]優(yōu)選地，所述兩個(gè)吊桿平行設(shè)置，其間距為鋰離子電池正負(fù)極耳之間的距離。
[0007]優(yōu)選地，所述進(jìn)一步包括第一電機(jī)，第一電機(jī)連接基臺(tái)；所述第一電機(jī)帶動(dòng)基臺(tái)上下移動(dòng)。
[0008]優(yōu)選地，所述進(jìn)一步包括第二電機(jī)，第二電機(jī)連接固定機(jī)構(gòu);所述第二電機(jī)帶動(dòng)固定機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)。
[0009]優(yōu)選地，所述固定機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括多個(gè)滑動(dòng)部件，滑動(dòng)部件連接吊桿，每個(gè)滑動(dòng)部件上連接一個(gè)夾具，一個(gè)夾具固定一個(gè)電極片。
[0010]優(yōu)選地，所述正極極片與負(fù)極極片依次交錯(cuò)排列，相鄰正極極片與負(fù)極極片的間距相同，且負(fù)極極片比正極極片多一片。
[0011 ]優(yōu)選地，所述:進(jìn)一步包括四面加熱機(jī)構(gòu)，所述加熱機(jī)構(gòu)位于制備腔前、后、左、右四面?zhèn)缺谏稀?br>[0012]優(yōu)選地，所述進(jìn)一步包括機(jī)械栗、進(jìn)氣口、排氣口、氣體檢測單元及壓力傳感器;機(jī)械栗及進(jìn)氣口與制備腔內(nèi)部連接，排氣口與制備腔外部連接，檢測單元與壓力傳感器位于制備腔內(nèi)部，氣體檢測單元用于監(jiān)測工作制備腔的氣氛，壓力傳感器用于控制保護(hù)氣氛的通入量。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種疊片裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):第一電機(jī)、第二電機(jī)分別控制基臺(tái)、固定機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，同時(shí)固定機(jī)構(gòu)設(shè)置于溶液槽正上方，能使正極極片和負(fù)極極片被溶液槽中凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液快速有效地浸潤及提拉。兩吊桿滑動(dòng)連接滑動(dòng)部件，一個(gè)滑動(dòng)部件配置一個(gè)夾具，且正極極片和負(fù)極極片交錯(cuò)排列，能通過移動(dòng)滑動(dòng)部件連接的正極復(fù)合體和負(fù)極復(fù)合體，快速一次貼合疊片得到電池裸電芯，能縮短凝膠聚合物鋰電池的制備周期，能夠大大提高生產(chǎn)效率。兩吊桿平行設(shè)置，有助于滑動(dòng)部件的移動(dòng)和快速疊片。制備腔前后左右四面?zhèn)缺谏暇O(shè)置加熱機(jī)構(gòu)，能使雙面涂覆凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液的正負(fù)極極片受熱均均，并能加速造孔溶劑揮發(fā)，凝膠電解質(zhì)膜的原位生成。因而采用疊片裝置制備凝膠聚合物鋰離子電池工藝簡單，生產(chǎn)高效，能大規(guī)模量產(chǎn)。
【【附圖說明】】
[0014]圖1是本實(shí)用新型疊片裝置結(jié)構(gòu)示意圖，疊片裝置包括固定機(jī)構(gòu)。
[0015]圖2是圖1所示固定機(jī)構(gòu)夾持正極極片和負(fù)極極片狀態(tài)示意圖。
[0016]圖3是采用本實(shí)用新型疊片裝置制備凝膠聚合物鋰離子電池的工藝流程示意圖。
[0017]圖4是采用本實(shí)用新型疊片裝置制備的電池裸電芯結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]本實(shí)用新型結(jié)合以下具體實(shí)施例進(jìn)行闡述。
[0020]請(qǐng)參考圖1-2，本發(fā)明凝膠聚合物鋰離子電池的制備方法采用的疊片裝置100，可以運(yùn)用于紡織、鍍膜、清洗等領(lǐng)域。本發(fā)明結(jié)合以下具體實(shí)施例闡述采用疊片裝置100在正負(fù)極極片上浸泡提拉鍍膜和貼合疊片，制備凝膠聚合物鋰離子電池。疊片裝置100包括一提拉鍍膜設(shè)備。用于提拉鍍膜的疊片裝置100，包括固定機(jī)構(gòu)5、一溶液槽7、四面加熱機(jī)構(gòu)9、一制備腔2、一基臺(tái)4、第一電機(jī)6、第二電機(jī)6 ’、一壓力傳感器11、一氣體檢測單兀13、一機(jī)械栗
15、一排氣口 17及一進(jìn)氣口 19?；_(tái)4位于制備腔2下部，溶液槽7位于基臺(tái)4上，第一電機(jī)6控制基臺(tái)4的上下移動(dòng)，第二電機(jī)6’控制固定機(jī)構(gòu)5上下移動(dòng)，基臺(tái)4與固定機(jī)構(gòu)5任意一者或兩者同時(shí)移動(dòng)，使正極極片I和負(fù)極極片3被溶液槽7中凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液浸潤，以及與凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液分離。固定機(jī)構(gòu)5包括至少兩個(gè)吊桿51、多個(gè)滑動(dòng)部件53和多個(gè)夾具55，固定機(jī)構(gòu)5是具有支撐載體并連接可移動(dòng)的固定或夾持物件部件的一套組件，固定機(jī)構(gòu)5包括但不限于帶有固定栓、固定螺絲、夾板及夾具的可移動(dòng)組件，優(yōu)選吊桿51為兩個(gè)，兩個(gè)吊桿51平行獨(dú)立設(shè)置，位于溶液槽7的正上方，其間距為鋰離子電池正負(fù)極耳之間的距離，多個(gè)滑動(dòng)部件53懸掛在吊桿51上，滑動(dòng)部件53可以沿部件滑行移動(dòng)，包括但不限于滑輪、套環(huán)及掛鉤，滑動(dòng)部件53可沿吊桿51滑動(dòng)，每個(gè)滑動(dòng)部件53上對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)夾具55，因此夾具55滑動(dòng)連接吊桿51，用來固定正極極片I和負(fù)極極片3，一個(gè)正極極片I或負(fù)極極片3用一個(gè)夾具55固定，夾具55通過滑動(dòng)部件53分別平行懸掛于兩個(gè)吊桿51上，其中正極極片I通過夾具55懸掛于同一個(gè)吊桿51上，負(fù)極極片3通過夾具55懸掛于另一吊桿51上，因而正極極片I和負(fù)極極片3均可以沿吊桿51橫向滑動(dòng)，滑動(dòng)部件53移動(dòng)通過數(shù)控程序控制，正極極片I與負(fù)極極片3依次交錯(cuò)排列，且負(fù)極極3比正極極片I多一片。加熱機(jī)構(gòu)9有四面，分別位于制備腔2的前、后、左、右四個(gè)側(cè)壁上，加熱機(jī)構(gòu)9是一種用于加熱的組件，包括但不限于加熱墊、加熱盤、加熱板、電熱絲及電熱器，通過面對(duì)面熱輻射對(duì)制備腔2內(nèi)部實(shí)現(xiàn)局部加熱，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)提拉涂覆凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液后的正極極片I和負(fù)極極片3進(jìn)行加熱，提供一定的成膜溫度條件，使造孔溶劑揮發(fā)。機(jī)械栗15、進(jìn)氣口 19與制備腔2內(nèi)部連通，機(jī)械栗15對(duì)制備腔2抽真空，進(jìn)氣口 19通過氣體管道對(duì)制備腔2充入保護(hù)氣體，排氣口 17與尾氣處理裝置連接，與制備腔2外部連通，排除制備腔2的廢氣，氣體檢測單元13實(shí)時(shí)監(jiān)測制備腔2的氣氛，超過設(shè)定值，通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣口 19的保護(hù)氣體平衡制備腔2內(nèi)氣氛，通過壓力傳感器11控制保護(hù)氣氛的通入量。
[0021]實(shí)施例1
[0022]請(qǐng)參考圖3，采用一種疊片裝置100制備凝膠聚合物鋰離子電池的工藝流程包括步驟Sll正負(fù)極極片準(zhǔn)備、步驟S12制備前驅(qū)液、步驟S13浸泡提拉鍍膜、步驟S14電池組裝及步驟S15電池成型，其工藝具體實(shí)施步驟為:
[0023]步驟Sll，正負(fù)極極片準(zhǔn)備:卷料正極極片I和負(fù)極極片3均雙面涂覆，正極極片I涂覆活性材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰，鎳鈷錳三元正極材料、鎳鈷鋁三元正極材料的任意一種或其組合;負(fù)極極片3涂覆活性材料為石墨負(fù)極材料、鈦酸鋰、合金類負(fù)極材料、過渡金屬氧化物負(fù)極材料的任意一種或其組合。優(yōu)選為鈷酸鋰涂覆正極極片1，石墨涂覆負(fù)極極片3，然后將正極極片I與負(fù)極極片3裁剪成所需形狀，請(qǐng)參考圖2，正極極片I與負(fù)極極片3形狀相同，整片呈多邊形，由上下兩部分組成，下部分呈方形，上部分呈梯形或方形，優(yōu)選為梯形，上部分的邊線不超過下部分的中心線，高溫除水，備用。
[0024]步驟SI2，制備前驅(qū)液:a)將高分子聚合物聚偏二氟乙稀(polyvinyl idenedi f Iuor i de，PVDF)溶于有機(jī)溶劑N-甲基卩比略燒酮(N-me thy 1-2-pyrrol i done，NMP)中得到Al液;b)量取適量的商用電解液BI液;將A1、B1液混合均勻得到凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液Cl，備用。
[0025]步驟S13，浸泡提拉鍍膜:a)使用圖1所示設(shè)備將被涂覆的正極極片I與負(fù)極極片3通過夾具55固定，正極極片I和負(fù)極極片3依次交錯(cuò)懸掛排列，且負(fù)極極片3比正極極片I多一片，保持相鄰正極極片I與負(fù)極極片3間距相同；b)將凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液Cl注入溶液槽7中，該溶液槽7開口端正對(duì)懸掛的正極極片I和負(fù)極極片3; c)設(shè)置提拉速度為O -10 O O c m / s，本實(shí)施例優(yōu)選為0.5cm/s，正極極片1、負(fù)極極片3與凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液慢慢接觸，待正極極片I和負(fù)極極片3完全被凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液Cl覆蓋，并浸漬一定時(shí)間，一次浸漬時(shí)間為Is-120min，再反轉(zhuǎn)提拉運(yùn)動(dòng)方向，速度設(shè)置為0.5cm/s，正極極片1、負(fù)極極片3與凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液Cl慢慢分離，此時(shí)凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液Cl均勻地涂覆在正極極片I和負(fù)極極片3上;d)涂覆完成后將吊桿51上升至P位置，使正極極片1、負(fù)極極片3與加熱機(jī)構(gòu)9在同一水平位置，靜置0-72h，本實(shí)施例優(yōu)選為120min，四面加熱機(jī)構(gòu)9熱輻射為正極極片I和負(fù)極極片3提供一定溫度，使造孔溶劑揮發(fā)，相分離，凝膠電解質(zhì)膜原位生成于正極極片I和負(fù)極極片3基體兩側(cè)上，重復(fù)操作c)和d)，可得到多層凝膠電解質(zhì)膜，參考圖4所示，最終獲得正極復(fù)合體111和負(fù)極復(fù)合體333。
[0026]步驟S14，電池組裝:請(qǐng)參閱圖4，通過移動(dòng)吊桿51上的滑動(dòng)部件53，將所述的正極復(fù)合體111和負(fù)極復(fù)合體33 3直接進(jìn)行貼合疊片，獲得電池裸電芯1;焊接好正負(fù)極極耳，置于已沖殼的鋁塑膜內(nèi)，用熱封機(jī)四周密封。
[0027]步驟S15，電池成型:經(jīng)過化成、整形、除氣得到凝膠聚合物鋰離子電池。
[0028]本發(fā)明疊片裝置100除用于在正負(fù)極極片上浸泡提拉鍍膜和貼合疊片，制備凝膠聚合物鋰離子電池外，還可以還可以運(yùn)用于紡織、鍍制有機(jī)膜、清洗等領(lǐng)域。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種疊片裝置100具有以下優(yōu)點(diǎn):第一電機(jī)6、第二電機(jī)6’分別控制基臺(tái)4、固定機(jī)構(gòu)5上下移動(dòng)，同時(shí)固定機(jī)構(gòu)5設(shè)置于溶液槽7正上方，能使正極極片I和負(fù)極極片3被溶液槽7中凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液快速有效地浸潤及提拉。兩吊桿51滑動(dòng)連接滑動(dòng)部件53，一個(gè)滑動(dòng)部件53配置一個(gè)夾具55，且正極極片I和負(fù)極極片3交錯(cuò)排列，能通過移動(dòng)滑動(dòng)部件53連接的正極復(fù)合體I和負(fù)極復(fù)合體3，快速一次貼合疊片得到電池裸電芯10，能縮短凝膠聚合物鋰電池的制備周期，能夠大大提高生產(chǎn)效率。兩吊桿51平行設(shè)置，有助于滑動(dòng)部件53的移動(dòng)和快速疊片。制備腔2前后左右四面?zhèn)缺谏暇O(shè)置加熱機(jī)構(gòu)9，能使雙面涂覆凝膠電解質(zhì)前驅(qū)液的正負(fù)極極片受熱均均，并能加速造孔溶劑揮發(fā)，凝膠電解質(zhì)膜的原位生成。因而采用疊片裝置100制備凝膠聚合物鋰離子電池工藝簡單，生產(chǎn)高效，能大規(guī)模量產(chǎn)。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型原則之內(nèi)所作的任何修改，等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種疊片裝置，其特征在于:包括制備腔及固定機(jī)構(gòu)；其中固定機(jī)構(gòu)位于制備腔內(nèi)部，固定機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)吊桿及多個(gè)夾具，每一吊桿上活動(dòng)連接多個(gè)夾具，用于固定待鍍膜的電極片，使固定的電極片可沿吊桿移動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:進(jìn)一步包括基臺(tái)及溶液槽，基臺(tái)位于制備腔的下部，溶液槽位于基臺(tái)上;所述固定機(jī)構(gòu)位于溶液槽的正上方。3.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:所述兩個(gè)吊桿平行設(shè)置，其間距為鋰離子電池正負(fù)極耳之間的距離。4.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:進(jìn)一步包括第一電機(jī)，第一電機(jī)連接基臺(tái)；所述第一電機(jī)帶動(dòng)基臺(tái)上下移動(dòng)。5.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:進(jìn)一步包括第二電機(jī)，第二電機(jī)連接固定機(jī)構(gòu);所述第二電機(jī)帶動(dòng)固定機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)。6.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:所述固定機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括多個(gè)滑動(dòng)部件，滑動(dòng)部件連接吊桿，每個(gè)滑動(dòng)部件上連接一個(gè)夾具，一個(gè)夾具固定一個(gè)電極片。7.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:所述正極極片與負(fù)極極片依次交錯(cuò)排列，相鄰正極極片與負(fù)極極片的間距相同，且負(fù)極極片比正極極片多一片。8.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:進(jìn)一步包括四面加熱機(jī)構(gòu)，所述加熱機(jī)構(gòu)位于制備腔前、后、左、右四面?zhèn)缺谏稀?.如權(quán)利要求1所述的一種疊片裝置，其特征在于:進(jìn)一步包括機(jī)械栗、進(jìn)氣口、排氣口、氣體檢測單元及壓力傳感器;機(jī)械栗及進(jìn)氣口與制備腔內(nèi)部連接，排氣口與制備腔外部連接，檢測單元與壓力傳感器位于制備腔內(nèi)部，氣體檢測單元用于監(jiān)測工作制備腔的氣氛，壓力傳感器用于控制保護(hù)氣氛的通入量。
【文檔編號(hào)】H01M10/058GK205646016SQ201620271820
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】夏立, 向勇, 彭曉麗, 牟成旭, 蒲萬錦, 賀金味, 蘇興
【申請(qǐng)人】成都國珈星際固態(tài)鋰電科技有限公司