CN112490488A - 电芯制造设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电芯制造设备及其方法。电芯包括极片和隔膜，电芯制造设备包括：卷针，被配置为将极片和隔膜卷绕；复合装置，位于卷针上游，复合装置被配置为润湿彼此相邻的极片和隔膜中的至少一者，以使进入卷针的彼此相邻的极片和隔膜连接。本申请提供的电芯制造设备，旨在解决电芯存在析锂的问题。

Description

电芯制造设备及其方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电芯制造设备及其方法。

背景技术

在动力电池生产过程中，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，存在析锂的情况，影响电芯的使用安全性。

发明内容

本申请提供一种电芯制造设备及其方法，旨在解决电芯存在析锂的问题。

一方面，本申请提出了一种电芯制造设备，电芯包括极片和隔膜，电芯制造设备包括：

卷针，被配置为将极片和隔膜卷绕；复合装置，位于卷针上游，复合装置被配置为润湿相邻的极片和隔膜中的至少一者，以使进入卷针的相邻的极片和隔膜连接。

根据本申请实施例的电芯制造设备，通过卷针将极片和隔膜卷绕形成电芯。在极片和隔膜进入卷针之前，使用复合装置润湿极片和隔膜中的至少一者，以使进入卷针的相邻的极片和隔膜复合连接，从而使得电芯中的隔膜不再处于自由状态，而是受到约束。将完成卷绕后的电芯拉伸至扁平状后，由于隔膜受到约束，因此隔膜自身不易蓄积拉伸应力且不易发生回缩，也不易发生塌落，从而降低因隔膜发生回缩而带动极片向内移动，导致相邻极片之间间隙过大的可能性，进而降低出现析锂的可能性。由于极片和隔膜之间通过润湿方式实现连接，使得极片和隔膜之间并不是刚性连接，因此极片和隔膜彼此之间可以相对错动，但彼此不易分离，从而在从卷针上取下电芯以及压扁电芯的过程中，隔膜不易出现褶皱的情况。

根据本申请的一个实施例，复合装置被配置为：在卷针将极片卷绕第一圈的过程中，复合装置润湿相邻的第一圈的极片和隔膜中的至少一者。

由于完成卷绕的电芯在压扁后，卷绕第一圈的极片所对应的隔膜相对于靠外的隔膜更加容易回缩变形或塌落，因此可以对卷绕初始圈的隔膜和极片进行复合连接，从而在保证极片和隔膜不易分离的情况下，有利于缩短润湿时长和减小润湿区域，有利于降低润湿工序对整个卷绕工作效率的影响和润湿工序的成本。

根据本申请的一个实施例，卷针包括下料让位槽，复合装置被配置为：润湿下料让位槽的开口对应的极片和隔膜的至少一部分。

在电芯被压扁后，下料让位槽的开口对应的极片和隔膜的至少一部分位于电芯的弯折区，从而有效降低电芯在弯折区的隔膜发生回缩而导致弯折区的相邻极片之间间隙过大的可能性，进而降低弯折区出现析锂的可能性。

根据本申请的一个实施例，卷针包括卷绕区域，复合装置包括液体释放装置，液体释放装置被配置为：在相邻的极片和隔膜中至少一者上释放液体以形成润湿区域，并且沿卷针的轴向，润湿区域的轴向尺寸小于卷绕区域的轴向尺寸。

极片和隔膜在卷针的轴向上具有相对的两个边缘。极片或隔膜上形成润湿区域时，润湿区域位于两个边缘之间，并且润湿区域与两个边缘之间形成有非润湿区域。由于液体具有一定的流动性，因此极片和隔膜进入卷针后彼此会挤压液体，从而导致卷绕后的极片和隔膜之间的液体外溢出润湿区域。外溢出润湿区域的液体会流动到润湿区域与两个边缘之间形成的非润湿区域，从而不易从两个边缘溢出，进而降低液体外溢至卷针而导致电芯和卷针彼此粘连而使得卷针出现拔针不良的可能性，也降低液体外溢或溢出后飞溅到其它结构件而导致结构件腐蚀损坏的可能性。

根据本申请的一个实施例，液体释放装置被配置为释放的液体呈液滴状。

释放到极片或隔膜上的液体形成液滴。使用图像识别装置检测隔膜和极片彼此是否沿卷针的轴向对齐时，需要具有良好的检测视野。液体释放装置释放的液体呈液滴状时，液滴不易遮挡图像识别装置的检测视野，有利于保证图像识别装置正常工作。

根据本申请的一个实施例，复合装置包括开关阀，开关阀被配置为根据卷针的卷绕角度打开或关闭液体释放装置。

通过开关阀控制液体释放装置，可以精确控制液体释放装置在极片或隔膜上形成的润湿区域的位置和面积大小。

根据本申请的一个实施例，液体释放装置为三个以上，三个以上的液体释放装置间隔设置，以使相邻的极片和隔膜对应设置至少一个液体释放装置。

复合装置可以同时对各相邻的极片和隔膜中的至少一者进行润湿，有效提高润湿工作效率。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括流量检测模块、流量调节模块和控制器，流量检测模块被配置为采集液体释放装置释放液体的流量信号，控制器根据液体流量信号控制流量调节模块以调节液体释放装置释放液体的流量。

控制器根据液体流量信号控制流量调节模块以调节液体释放装置释放液体的流量，从而可以精确控制液体释放装置的液体释放量，以防止释放过量液体导致卷针与内层隔膜粘连，进而造成拔针不良。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括平移装置，复合装置连接于平移装置，平移装置被配置为带动复合装置水平移动和/或竖直移动。

平移装置被配置为带动复合装置水平移动和/或竖直移动，从而可以将复合装置移动至最佳工作位置执行润湿工作，保证复合装置可以更精准地润湿极片或隔膜的预定区域，并且在完成润湿工作后可以回退至初始位置，降低对卷绕过程产生不良影响的可能性。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括张力调节辊，张力调节辊位于复合装置的上游，张力调节辊被配置为调节极片和/或隔膜的张力。

张力调节辊能够使得极片和隔膜保持张紧状态，降低极片或隔膜以松垮状态进入卷针而导致极片或隔膜发生褶皱的可能性。同时，张力调节辊设置在复合装置上游以避免复合装置在润湿极片和/或隔膜时对张力调节辊造成腐蚀，进而造成张力调节辊脱落的金属屑导致的电芯内短路。

根据本申请的一个实施例，卷针的外表面设有凹槽，凹槽沿卷针的轴向延伸，两个以上的凹槽沿卷针的周向间隔设置。

两个以上的凹槽沿卷针的周向间隔设置，从而电芯和卷针之间的接触面积变小，即使当复合装置释放的液体流动至卷针，也能降低电芯从卷针上拔出的难度，降低卷针出现拔针不良的可能性。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括吹扫装置，吹扫装置被配置为吹扫卷针，以清洁卷针。

一方面，保证卷针具有良好的清洁度，减少卷针上残留的液体，降低电芯与卷针粘连而导致卷针出现拔针不良的可能性；另一方面，液体具有可挥发性时，吹扫装置可以加快液体去除，有利于提高卷绕工作效率。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括角度调节装置，吹扫装置设置于角度调节装置，角度调节装置被配置为调节吹扫装置的吹扫角度。

角度调节装置被配置为调节吹扫装置的吹扫角度，从而可以使得吹扫装置以最佳角度吹扫卷针的各个区域，有利于保证吹扫效果的一致性和吹扫的工作效率。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括气体流量调节阀，气体流量调节阀被配置为调节吹扫装置喷出的气体流量。

通过气体流量调节阀可以精确控制吹扫装置的吹扫时长，保证无论卷针上残留较多或较少的液体，吹扫装置都可以在预定时间内完成卷针清洁工作。

另一个方面，根据本申请提供一种电芯制造方法，其包括：

润湿相邻的极片和隔膜中的至少一者；

卷绕极片和隔膜，其中相邻的极片和隔膜连接。

根据本申请实施例的电芯制造方法，在极片和隔膜开始卷绕之前，润湿极片和隔膜中的至少一者，以使卷绕后的相邻的极片和隔膜复合连接，从而使得电芯中的隔膜不再处于自由状态，而是受到约束。将完成卷绕后的电芯拉伸至扁平状后，由于隔膜受到约束，因此隔膜自身不易蓄积拉伸应力且不易发生回缩，也不易发生塌落，从而降低因隔膜发生回缩而带动极片向内移动，导致相邻极片之间间隙过大的可能性，进而降低出现析锂的可能性。由于极片和隔膜之间通过润湿方式实现连接，使得极片和隔膜之间并不是固定连接，因此极片和隔膜彼此之间仍然可以相对错动，但彼此不易分离，从而在转移电芯以及压扁电芯的过程中，隔膜也不易出现褶皱的情况。

根据本申请的一个实施例，将极片卷绕第一圈的过程中，润湿相邻的第一圈的极片和隔膜中的至少一者。

由于完成卷绕的电芯在压扁后，卷绕第一圈的极片所对应的隔膜容易回缩变形或塌落，因此可以对卷绕第一圈的极片以及卷绕第一圈的极片所对应的隔膜进行复合连接，从而在保证极片和隔膜不易分离的情况下，有利于缩短润湿时长和减小润湿区域，有利于降低润湿工序对整个卷绕工作效率的影响和润湿工序的成本。

根据本申请的一个实施例，使用卷针卷绕极片和隔膜，卷针包括下料让位槽，润湿下料让位槽的开口对应的极片和隔膜的至少一部分。

在电芯被压扁后，下料让位槽的开口对应的极片和隔膜的至少一部分位于电芯的弯折区，从而有效降低电芯在弯折区的隔膜发生回缩而导致弯折区的相邻极片之间间隙过大的可能性，进而降低弯折区出现析锂的可能性。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本申请一实施例的电芯制造设备的结构示意图；

图2是本申请一实施例的卷针的结构示意图；

图3是本申请一实施例的卷针卷绕极片和隔膜后的结构示意图；

图4是本申请一实施例的下料组件夹持电芯的结构示意图；

图5是本申请一实施例的下料组件拉伸电芯的结构示意图；

图6是本申请另一实施例的下料组件夹持电芯的结构示意图；

图7是本申请一实施例的复合装置和卷针配合使用的结构示意图；

图8是本申请另一实施例的复合装置和卷针配合使用的结构示意图；

图9是本申请一实施例的复合装置和平移装置组装结构示意图；

图10是本申请一实施例的液体释放装置、流量检测模块、流量调节模块和控制器的连接状态示意图；

图11是本申请再一实施例的复合装置和卷针配合使用的结构示意图；

图12是本申请一实施例的角度调节装置和吹扫装置组装结构示意图；

图13是本申请一实施例的电芯制造方法的流程示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、电芯制造设备；2、第一放卷装置；3、第二放卷装置；4、张力调节辊；5、图像识别装置；6、卷针；6a、卷绕区域；6b、下料让位槽；6c、凹槽；61、第一半轴；62、第二半轴；7、极片；8、隔膜；9、电芯；9a、弯折区；10、下料组件；101、内侧夹针；102、外侧夹针；20、复合装置；21、液体释放装置；22、开关阀；30、流量检测模块；40、流量调节模块；50、控制器；60、平移装置；70、吹扫装置；80、角度调节装置；90、气体流量调节阀；S、润湿区域；X、轴向；Y、水平方向；Z、竖直方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

申请人在注意到完成卷绕并经过预压定型工序的电芯，在使用过程中，其内圈部分存在析锂问题。申请人对电芯的自身结构以及加工过程进行研究分析。申请人发现电芯正极片和负极片彼此之间的间隙过大，从而导致析锂问题。进一步研究分析后，申请人发现电芯卷绕完后，需要使用下料组件夹持住电芯并将电芯从卷针上取下，然后使用下料组件将取下的电芯拉伸至扁平状，再移走下料组件，并对电芯进行预压定型。使用下料组件将取下的电芯拉伸至扁平状后，位于内圈的隔膜自身会被拉伸而处于张紧状态。由于当下料组件移走后，位于内圈的隔膜处于自由状态，因此处于张紧状态的隔膜会发生回缩，从而带动内圈的正极片或负极片沿电芯的径向向内移动，进而导致正极片和负极片彼此之间的间隙过大。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电芯制造设备的结构进行改进，下面对本申请实施例进行进一步描述。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图12对本申请实施例进行描述。

参见图1所示，本申请实施例的电芯制造设备1包括第一放卷装置2、第二放卷装置3、张力调节辊4、图像识别装置5以及卷针6。第一放卷装置2用于放置卷状的极片7。第二放卷装置3用于放置卷状的隔膜8。第一放卷装置2释放的极片7以及第二放卷装置3释放的隔膜8可以分别经过张力调节辊4。张力调节辊4被配置为调节极片7和/或隔膜8的张力。张力调节辊4能够使得极片7和隔膜8保持张紧状态，降低极片7或隔膜8以松垮状态进入卷针6而导致极片7或隔膜8发生褶皱的可能性。经过张力调节辊4的极片7和隔膜8进入卷针6而被卷针6卷绕。图像识别装置5可以用于检测隔膜8和极片7彼此是否沿卷针6的轴向对齐。图像识别装置5可以是工业摄像机。

本申请实施例的电芯制造设备1还包括复合装置20。复合装置20位于卷针6上游。需要说明的是，上游指的是在加工工序中工序相对于靠前。在加工过程中，极片7和隔膜8先经过复合装置20再进入卷针6。复合装置20被配置为润湿相邻的极片7和隔膜8中的至少一者，以使进入卷针6的相邻的极片7和隔膜8复合连接。示例性地，复合装置20可以润湿极片7朝向隔膜8的表面和/或隔膜8朝向极片7的表面。示例性地，复合装置20可以同时润湿相邻的极片7和隔膜8。

本申请实施例的极片7和隔膜8可以均为多个。极片7和隔膜8交替设置。复合装置20可以对其中至少两个进行润湿。示例性地，极片7和隔膜8可以均为两个。可以对任一相邻的一个极片7和一个隔膜8润湿，或者，对相邻的两个极片7和两个极片7之间的一个隔膜8润湿，或者，对相邻的两个隔膜8和两个隔膜8之间的一个极片7润湿。

复合装置20可以采用释放液滴状液体的方式进行润湿，也可以采用高温气体在极片7或隔膜8上冷凝的方式进行润湿。

本申请实施例的张力调节辊4可以位于复合装置20的上游，以避免复合装置20在润湿极片7和/或隔膜8时对张力调节辊4造成腐蚀，进而造成张力调节辊4脱落的金属屑导致的电芯9内短路。

参见图2和图3所示，本申请实施例的卷针6包括卷绕区域6a。该卷绕区域6a是沿卷针6自身轴向X具有预定宽度的区域。卷针6在卷绕区域6a上卷绕极片7和隔膜8。极片7和隔膜8在卷绕区域6a完成卷绕。

在一些实施例中，参见图4所示，卷针6包括第一半轴61和第二半轴62。第一半轴61和第二半轴62可以彼此靠近或远离移动。第一半轴61和第二半轴62上设置有下料让位槽6b。本申请实施例的电芯制造设备1还包括下料组件10。下料组件10被配置为从卷针6上取下电芯9。下料组件10包括内侧夹针101和外侧夹针102。在完成卷绕后，可以在卷针6的两个下料让位槽6b内分别***下料组件10的内侧夹针101。内侧夹针101和外侧夹针102被配置为共同夹持住完成卷绕的电芯9。内侧夹针101和外侧夹针102夹住电芯9后，第一半轴61和第二半轴62彼此靠近移动，使得卷针6与电芯9之间脱离紧贴状态，便于下料组件10从卷针6上移走电芯9。

在一些实施例中，参见图4和图5所示，两个下料组件10沿水平方向Y间隔设置。两个下料组件10各自在不同的位置夹持住电芯9。沿水平方向Y，两个下料组件10彼此远离移动，从而将电芯9拉伸至扁平状。电芯9上与两个下料组件10相对应的区域可以形成弯折区9a。电芯9上与两个下料组件10相对应的区域与卷针6的下料让位槽6b相对。在两个弯折区9a之间形成平直区。

在一些实施例中，参见图6所示，卷针6的外表面设有凹槽6c。凹槽6c沿卷针6的轴向X延伸。两个以上的凹槽6c沿卷针6的周向间隔设置，从而电芯9和卷针6之间的接触面积变小，即使当复合装置20释放的液体流动至卷针6，也能降低电芯9从卷针6上拔出的难度，降低卷针6出现拔针不良的可能性。

参见图7所示，极片7和隔膜8中的至少一者被复合装置20润湿后形成润湿区域S。在润湿区域S，相互接触后的极片7和隔膜8实现连接。

本申请实施例的电芯制造设备1，通过卷针6将极片7和隔膜8卷绕形成电芯9。在极片7和隔膜8进入卷针6之前，使用复合装置20润湿极片7和隔膜8中的至少一者，以使进入卷针6的相邻的极片7和隔膜8复合连接，从而使得电芯9中的隔膜8不再处于自由状态，而是受到约束。将完成卷绕后的电芯9拉伸至扁平状后，由于隔膜8受到约束，因此隔膜8自身不易蓄积拉伸应力且不易发生回缩，也不易发生塌落，从而降低因隔膜8发生回缩而带动极片7沿电芯9的径向向内移动，导致相邻极片7之间间隙过大的可能性，进而降低出现析锂的可能性。由于极片7和隔膜8之间通过润湿方式实现连接，使得极片7和隔膜8之间并不是刚性连接，因此极片7和隔膜8彼此之间可以相对错动，但彼此不易分离，从而在从卷针6上取下电芯9以及压扁电芯9的过程中，隔膜8不易出现褶皱的情况。

在一些实施例中，复合装置20被配置为：在卷针6将极片7卷绕第一圈的过程中，复合装置20润湿相邻的第一圈的极片7和隔膜8中的至少一者。示例性地，极片7和隔膜8一起进入卷针6被卷针6卷绕。极片7在卷针6上卷绕第一圈时，极片7和隔膜8形成卷绕起始圈。或者，卷针6预先卷绕N圈隔膜8，然后极片7进入卷针6被卷针6卷绕。上述N的取值范围可以为：1≤N≤5。极片7在卷针6上卷绕第一圈时，极片7和隔膜8形成卷绕起始圈。由于完成卷绕的电芯9在压扁后，卷绕第一圈的极片7所对应的隔膜8容易回缩变形或塌落，因此可以对卷绕初始圈的隔膜8和极片7进行复合连接，从而在保证极片7和隔膜8不易分离的情况下，有利于缩短润湿时长和减小润湿区域S，有利于降低润湿工序对整个卷绕工作效率的影响和润湿工序的成本。示例性地，在卷针6将极片7卷绕第一圈的过程中，复合装置20可以润湿极片7和隔膜8的一部分或将极片7和隔膜8全部润湿。

在一些示例中，复合装置20可以润湿卷针6的下料让位槽6b的开口对应的极片7和隔膜8的至少一部分。在电芯9被压扁后，下料让位槽6b的开口对应的极片7和隔膜8的至少一部分位于电芯9的弯折区9a，从而有效降低电芯9在弯折区9a的隔膜8发生回缩而导致弯折区9a的相邻极片7之间间隙过大的可能性，进而降低弯折区9a出现析锂的可能性。

在一些实施例中，参见图8所示，复合装置20包括液体释放装置21。液体释放装置21被配置为：在相邻的极片7和隔膜8中至少一者上释放液体以形成润湿区域S，并且沿卷针6的轴向X，润湿区域S的轴向尺寸小于卷绕区域6a的轴向尺寸。极片7和隔膜8在轴向X上具有相对的两个边缘。极片7和隔膜8卷绕在卷针6上时，各自的两个边缘均分别与卷绕区域6a的两个边界对齐。极片7或隔膜8上形成润湿区域S时，润湿区域S位于两个边缘之间，并且润湿区域S与两个边缘之间形成有非润湿区域。由于液体具有一定的流动性，因此极片7和隔膜8进入卷针6后彼此会挤压液体，从而导致卷绕后的极片7和隔膜8之间的液体外溢出润湿区域S。外溢出润湿区域S的液体会流动到润湿区域S与两个边缘之间形成的非润湿区域，从而不易从两个边缘溢出，进而降低液体外溢至卷针6而导致电芯9和卷针6彼此粘连而使得卷针6出现拔针不良的可能性，也降低液体外溢或溢出后飞溅到其它结构件而导致结构件腐蚀损坏的可能性。

在一些实施例中，液体释放装置21释放液体的方式可以是喷洒。液体释放装置21具有喷液口。从喷液口喷出的具有预定压力的液体可以呈液滴状。液体释放装置21释放液体的方式也可以是滴落。液体释放装置21具有出液口。从出液口滴出的液体可以呈液滴状。图像识别装置5用于检测隔膜8和极片7彼此是否沿卷针6的轴向对齐时，需要具有良好的检测视野。液体释放装置21释放的液体呈液滴状时，液滴不易遮挡图像识别装置5的检测视野，有利于保证图像识别装置5正常工作。

在一些实施例中，液体释放装置21释放的液体具有可挥发性，从而在预压成型后的电芯9中，液体可以逐渐挥发消失，有效降低液体对电芯9性能造成不良影响的可能性。示例性地，液体包括聚碳酸酯和碳酸二甲脂中的至少一种。制成的电芯9在使用过程中需要被电解液浸润，而聚碳酸酯和碳酸二甲脂属于电解液的成分，因此即使存在液体挥发不完全的情况时，也可以进一步降低液体对电芯9性能造成不良影响的可能性。

在一些实施例中，参见图8所示，复合装置20包括开关阀22。开关阀22被配置为根据卷针6的卷绕角度打开或关闭液体释放装置21。示例性，卷针6静止状态时，卷绕角度设定为0°。在卷针6启动并转动预定角度后，极片7和隔膜8上与卷针6的下料让位槽6b对应部分的起始位置移动到液体释放装置21，此时开关阀22打开液体释放装置21以释放液体。在卷针6继续转动预定角度后，极片7和隔膜8上与卷针6的下料让位槽6b对应部分的结束位置移动到液体释放装置21，此时开关阀22关闭液体释放装置21。或者，在卷针6启动并转动预定角度后，极片7的起始位置移动到液体释放装置21，此时开关阀22打开液体释放装置21以释放液体。在卷针6继续转动预定角度后，极片7上用于在卷针6上形成第一圈的结束位置移动到液体释放装置21，此时开关阀22关闭液体释放装置21。因此，通过开关阀22控制液体释放装置21，可以精确控制液体释放装置21在极片7或隔膜8上形成的润湿区域S的位置和面积大小。

在一些实施例中，复合装置20包括三个液体释放装置21。三个液体释放装置21间隔设置。卷针6卷绕两个极片7和两个隔膜8以形成电芯9。两个极片7的极性相反，其中一者为正极片，另一者为负极片。两个极片7和两个隔膜8中，相邻的极片7和隔膜8之间设置一个液体释放装置21，从而复合装置20可以同时对各相邻的极片7和隔膜8中的至少一者进行润湿，有效提高润湿工作效率。需要说明的是，液体释放装置21的数量不限于上述的三个也可以是四个以上，以使相邻的极片7和隔膜8对应设置至少一个液体释放装置21。

在一些实施例中，参见图9所示，电芯制造设备1还包括平移装置60。复合装置20连接于平移装置60。平移装置60被配置为带动复合装置20水平移动和/或竖直移动，从而可以将复合装置20移动至最佳工作位置执行润湿工作，保证复合装置20可以更精准地润湿极片7或隔膜8的预定区域，并且在完成润湿工作后可以回退至初始位置，降低对卷绕过程产生不良影响的可能性。示例性地，平移装置60包括基座、水平导轨和竖直导轨。水平导轨设置于基座，而竖直导轨沿水平方向Y可移动地连接于水平导轨。复合装置20沿竖直方向Z可移动地连接于竖直导轨。

在一些实施例中，参见图10所示，电芯制造设备1还包括流量检测模块30、流量调节模块40和控制器50。流量检测模块30被配置为采集液体释放装置21释放液体的流量信号。控制器50根据流量检测模块30采集到的液体流量信号控制流量调节模块40以调节液体释放装置21释放液体的流量，从而可以精确控制液体释放装置21的液体释放量。这样，一方面，降低液体释放量过多，使得液体出现外溢而导致电芯9和卷针6彼此粘连而使得卷针6出现拔针不良的可能性，同时也降低液体外溢至或溢出后飞溅到其它结构件而导致结构件腐蚀损坏的可能性；另一方面，降低液体释放量过少，使得极片7和隔膜8发生分离的可能性。

在一些实施例中，参见图11所示，电芯制造设备1还包括吹扫装置70。吹扫装置70被配置为吹扫卷针6，以清洁残留在卷针6上的液体，从而一方面，保证卷针6具有良好的清洁度，降低因卷针6上残留液体而造成电芯9与卷针6粘连，进而出现拔针不良的可能性；另一方面，液体具有可挥发性时，吹扫装置70可以加快液体去除，有利于提高卷绕工作效率。示例性地，吹扫装置70通过向卷针6的外周表面吹气来清扫卷针6。采用气体吹扫的方式，可以降低在清洁过程中卷针6表面出现微小碎屑的可能性，进而能够降低卷针6卷绕电芯9时，电芯9内部因碎屑而造成短路的可能性。

在一些实施例中，参见图12所示，电芯制造设备1还包括角度调节装置80。吹扫装置70设置于角度调节装置80。角度调节装置80被配置为调节吹扫装置70的吹扫角度，从而可以使得吹扫装置70以最佳角度吹扫卷针6的各个区域，有利于保证吹扫效果的一致性和吹扫的工作效率。示例性地，角度调节装置80可以是机械手臂，从而使得吹扫装置70活动范围大、角度调节灵活。

在一些实施例中，电芯制造设备1还包括气体流量调节阀90。气体流量调节阀90被配置为调节吹扫装置70喷出的气体流量。当卷针6上残留的液体量较少时，可以减小气体流量。当卷针6上残留的液体量较多时，可以增大气体流量，从而可以精确控制吹扫装置70的吹扫时长，保证无论卷针6上残留较多或较少的液体，吹扫装置70都可以在预定时间内完成卷针6清洁工作。

参见图13所示，本申请实施例还提供一种电芯9制造方法，其包括：

润湿相邻的极片7和隔膜8中的至少一者；

卷绕极片7和隔膜8，其中相邻的极片7和隔膜8相连接。

本申请实施例的电芯9制造方法，在极片7和隔膜8开始卷绕之前，润湿极片7和隔膜8中的至少一者，以使卷绕后的相邻的极片7和隔膜8复合连接，从而使得电芯9中的隔膜8不再处于自由状态，而是受到约束。将完成卷绕后的电芯9拉伸至扁平状后，由于隔膜8受到约束，因此隔膜8自身不易蓄积拉伸应力且不易发生回缩，也不易发生塌落，从而降低因隔膜8发生回缩而带动极片7沿电芯9的径向向内移动，导致相邻极片7之间间隙过大的可能性，进而降低出现析锂的可能性。由于极片7和隔膜8之间通过润湿方式实现连接，使得极片7和隔膜8之间并不是固定连接，因此极片7和隔膜8彼此之间仍然可以相对错动，但彼此不易分离，从而在转移电芯9以及压扁电芯9的过程中，隔膜8也不易出现褶皱的情况。

在一些实施例中，将极片7卷绕第一圈的过程中，润湿相邻的第一圈的极片7和隔膜8中的至少一者。由于完成卷绕的电芯9在压扁后，卷绕第一圈的极片7所对应的隔膜8相对于靠外的隔膜8更加容易回缩变形或塌落，因此可以对卷绕第一圈的极片7以及卷绕第一圈的极片7所对应的隔膜8进行复合连接，从而在保证极片7和隔膜8不易分离的情况下，有利于缩短润湿时长和减小润湿区域S，有利于降低润湿工序对整个卷绕工作效率的影响和润湿工序的成本。示例性地，在极片7卷绕第一圈的过程中，复合装置20可以润湿卷绕第一圈的极片7和卷绕第一圈的极片7所对应的隔膜8的一部分或将卷绕第一圈的极片7和卷绕第一圈的极片7所对应的隔膜8全部润湿。

在一些实施例中，在相邻的极片7和隔膜8中至少一者上释放液体以形成润湿区域S。极片7和隔膜8在与卷绕方向垂直的方向上具有两个边缘。极片7或隔膜8上形成润湿区域S时，润湿区域S位于两个边缘之间，并且润湿区域S与两个边缘之间形成有非润湿区域。由于液体具有一定的流动性，因此极片7和隔膜8卷绕后彼此会挤压液体，从而导致卷绕后的极片7和隔膜8之间的液体外溢出润湿区域S。外溢出润湿区域S的液体会流动到润湿区域S与两个边缘之间形成的非润湿区域，从而不易从两个边缘溢出，进而降低液体外溢至或溢出后飞溅到其它结构件而导致结构件腐蚀损坏的可能性。

在一些实施例中，在相邻的极片7和隔膜8中至少一者上形成两个以上的润湿区域S。两个以上的润湿区域S沿卷绕方向间隔设置。

在一些实施例中，使用卷针6卷绕极片7和隔膜8。卷针6包括下料让位槽6b。润湿下料让位槽6b的开口对应的极片7和隔膜8的至少一部分。在电芯9被压扁后，下料让位槽6b的开口对应的极片7和隔膜8的至少一部分位于电芯9的弯折区9a，从而有效降低电芯9在弯折区9a的隔膜8发生回缩而导致弯折区9a的相邻极片7之间间隙过大的可能性，进而降低弯折区9a出现析锂的可能性。

在一些实施例中，释放液体的方式可以是喷洒。喷洒的液体可以呈液滴状。释放液体的方式也可以是滴落。滴落的液体可以呈液滴状。图像识别装置5用于检测隔膜8和极片7彼此是否沿卷针6的轴向对齐时，需要具有良好的检测视野。液体释放装置21释放的液体呈液滴状时，液滴不易遮挡图像识别装置5的检测视野，有利于保证图像识别装置5正常工作。

在一些实施例中，释放液体的方式也可以是熏蒸。熏蒸的液体可以呈雾状。雾状的液体可以在极片7或隔膜8上发生冷凝。

在一些实施例中，释放的液体具有可挥发性，从而在预压成型后的电芯9中，液体可以逐渐挥发消失，有效降低液体对电芯9性能造成不良影响的可能性。示例性地，液体包括聚碳酸酯和碳酸二甲脂中的至少一种。制成的电芯9在使用过程中需要被电解液浸润，而聚碳酸酯和碳酸二甲脂属于电解液的成分，因此存在液体挥发不完全的情况时，也可以进一步降低液体对电芯9性能造成不良影响的可能性。

在一些实施例中，使用卷针6卷绕极片7和隔膜8形成电芯9。电芯9制造方法还包括：将电芯9从卷针6上下料，清洁卷针6。对卷针6上残留的液体进行清洁后，可以保证卷针6具有良好的清洁度，降低因卷针6上残留液体而造成电芯9与卷针6粘连，进而出现拔针不良的可能性。

在一些示例中，通过向卷针6吹送气体来清洁卷针6。采用气体吹扫的方式，可以降低在清洁过程中卷针6表面出现微小碎屑的可能性，进而能够降低卷针6卷绕电芯9时，电芯9内部因碎屑而造成短路的可能性。另外，液体具有可挥发性时，吹送气体可以加快液体去除，有利于提高卷绕工作效率。

在一些实施例中，上述实施例的电芯制造设备1可以执行上述实施例的电芯9制造方法以制造电芯9。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (15)

1.一种电芯制造设备，所述电芯包括极片和隔膜，其特征在于，所述电芯制造设备包括：

卷针，被配置为将极片和隔膜卷绕；

复合装置，位于所述卷针上游，所述复合装置被配置为润湿相邻的所述极片和所述隔膜中的至少一者，以使进入所述卷针的相邻的所述极片和所述隔膜连接。

2.根据权利要求1所述的电芯制造设备，其特征在于，所述复合装置被配置为：在所述卷针将所述极片卷绕第一圈的过程中，所述复合装置润湿相邻的所述第一圈的所述极片和所述隔膜中的至少一者。

3.根据权利要求2所述的电芯制造设备，其特征在于，所述卷针包括下料让位槽，所述复合装置被配置为：润湿所述下料让位槽的开口对应的所述极片和所述隔膜的至少一部分。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电芯制造设备，其特征在于，所述卷针包括卷绕区域，所述复合装置包括液体释放装置，所述液体释放装置被配置为：在相邻的所述极片和所述隔膜中至少一者上释放液体以形成润湿区域，并且沿所述卷针的轴向，所述润湿区域的轴向尺寸小于所述卷绕区域的轴向尺寸。

5.根据权利要求4所述的电芯制造设备，其特征在于，所述液体释放装置被配置为释放的所述液体呈液滴状；或者，所述复合装置包括开关阀，所述开关阀被配置为根据所述卷针的卷绕角度打开或关闭所述液体释放装置。

6.根据权利要求4所述的电芯制造设备，其特征在于，所述液体释放装置为三个以上，三个以上的所述液体释放装置间隔设置，以使相邻的所述极片和所述隔膜对应设置至少一个所述液体释放装置。

7.根据权利要求4所述的电芯制造设备，其特征在于：

所述电芯制造设备还包括流量检测模块、流量调节模块和控制器，所述流量检测模块被配置为采集所述液体释放装置释放所述液体的流量信号，所述控制器根据所述液体流量信号控制所述流量调节模块以调节所述液体释放装置释放所述液体的流量。

8.根据权利要求1至3任一项所述的电芯制造设备，其特征在于：

所述电芯制造设备还包括平移装置，所述复合装置连接于所述平移装置，所述平移装置被配置为带动所述复合装置水平移动和/或竖直移动。

9.根据权利要求1至3任一项所述的电芯制造设备，其特征在于，所述电芯制造设备还包括张力调节辊，所述张力调节辊位于所述复合装置的上游，所述张力调节辊被配置为调节所述极片和/或所述隔膜的张力。

10.根据权利要求1至3任一项所述的电芯制造设备，其特征在于，所述卷针的外表面设有凹槽，所述凹槽沿所述卷针的轴向延伸，两个以上的所述凹槽沿所述卷针的周向间隔设置。

11.根据权利要求1至3任一项所述的电芯制造设备，其特征在于，所述电芯制造设备还包括吹扫装置，所述吹扫装置被配置为吹扫所述卷针，以清洁所述卷针。

12.根据权利要求11所述的电芯制造设备，其特征在于：

所述电芯制造设备还包括角度调节装置，所述吹扫装置设置于所述角度调节装置，所述角度调节装置被配置为调节所述吹扫装置的吹扫角度；和/或，

所述电芯制造设备还包括气体流量调节阀，所述气体流量调节阀被配置为调节所述吹扫装置喷出的气体流量。

13.一种电芯制造方法，其特征在于，包括：

润湿相邻的极片和隔膜中的至少一者；

卷绕所述极片和所述隔膜，其中相邻的所述极片和所述隔膜连接。

14.根据权利要求13所述的电芯制造方法，其特征在于，将所述极片卷绕第一圈的过程中，润湿相邻的所述第一圈的所述极片和所述隔膜中的至少一者。

15.根据权利要求13或14所述的电芯制造方法，其特征在于，使用卷针卷绕所述极片和所述隔膜，所述卷针包括下料让位槽，润湿所述下料让位槽的开口对应的所述极片和所述隔膜的至少一部分。

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