CN113903999A - 电池电芯生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池电芯生产线，包括正极片加工线和负极片加工线，正极片加工线和负极片加工线均包括依次设置的：浆料搅拌装置、涂布装置、烘干装置，辊压装置以及分切装置，其中涂布装置适于与供料装置连接，电池电芯生产线还包括：卷绕装置，卷绕装置适于将通过正极片加工线的极片和通过负极片加工线的极片进行卷绕；第一换向装置，设置在分切装置和卷绕装置之间，第一换向装置适于调节通过分切装置的极片的水平输送方向和/或竖直高度；控制装置，与供料装置和卷绕装置连接，控制装置适于使卷绕装置的加工速度和供料装置的供料速度相适配。本发明的技术方案解决了现有技术中的电池电芯生产线加工效率低，且成本高的缺陷。

Description

电池电芯生产线

技术领域

本发明涉及电池加工设备技术领域，具体涉及一种电池电芯生产线。

背景技术

随着新能源的持续发展，电力驱动逐渐变为设备驱动的主流，因此锂电池的需求量越来越大。传统的锂电池电芯生产线中包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、模切以及卷绕等工位。在上述分切工位到卷绕工位的过程中，现有技术中需要将极片卷绕成卷，然后使用AGV小车将成卷的极片在各个工位之间进行运输。上述的生产方式使得生产工序中需要对极片进行成卷和入料放卷，影响加工效率。同时AGV小车成本高，且机械手转运过程中可能会导致极片损伤。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电池电芯生产线加工效率低，且成本高的缺陷，从而提供一种电池电芯生产线。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电池电芯生产线，包括正极片加工线和负极片加工线，正极片加工线和负极片加工线均包括依次设置的：浆料搅拌装置、涂布装置、烘干装置，辊压装置以及分切装置，其中涂布装置适于与供料装置连接，电池电芯生产线还包括：卷绕装置，卷绕装置适于将通过正极片加工线的极片和通过负极片加工线的极片进行卷绕；第一换向装置，设置在分切装置和卷绕装置之间，第一换向装置适于调节通过分切装置的极片的水平输送方向和/或竖直高度；控制装置，与供料装置和卷绕装置连接，控制装置适于使卷绕装置的加工速度和供料装置的供料速度相适配。

可选地，电池电芯生产线还包括第二换向装置，第二换向装置适于调节极片的水平输送方向和/或竖直高度，第二换向装置设置在烘干装置和辊压装置之间，和/或，辊压装置和分切装置之间。

可选地，第一换向装置或第二换向装置包括：横向换向装置，横向换向装置包括多个间隔设置的第一输送辊，至少部分相邻的第一输送辊的中心轴线之间具有预设角度。

可选地，第一换向装置或第二换向装置包括：纵向换向装置，纵向换向装置包括多个间隔设置并且并行设置的第二输送辊，至少部分相邻的第二输送辊在竖直方向具有预设距离。

可选地，电池电芯生产线还包括缓存装置，缓存装置设置在烘干装置和辊压装置之间，和/或，辊压装置和分切装置之间，和/或，分切装置和卷绕装置之间。

可选地，缓存装置包括：间隔设置的定输送辊和动输送辊，动输送辊能够沿预设方向靠近或者远离定输送辊移动，其中，预设方向与极片的输送方向呈角度设置。

可选地，正极片加工线和负极片加工线还包括：模切装置，位于分切装置和卷绕装置之间，其中，第一换向装置设置在分切装置和模切装置之间。

可选地，模切装置的上下游位置均设置有缓存装置和第二换向装置。

可选地，卷绕装置为单卷卷绕装置或者多卷卷绕装置。

可选地，电池电芯生产线还包括多个输送辊组，多个输送辊组与卷绕装置配合，输送辊组适于将通过正极片加工线或者负极片加工线后的极片输送至卷绕装置内，其中，多个输送辊组处于同一竖向位置，并且多个输送辊组沿竖直方向错位设置，多个输送辊组的输出端沿水平方向错位设置。

可选地，电池电芯生产线还包括多个输送辊组，多个输送辊组与卷绕装置配合，输送辊组适于将通过正极片加工线或者负极片加工线后的极片输送至卷绕装置内，其中，多个输送辊组处于同一水平位置，多个输送辊组的输出端沿水平方向错位设置，输送辊组和卷绕装置之间设置有第三换向装置，第三换向装置适于调节极片沿水平方向的输送方向。

可选地，正极片加工线和负极片加工线并行设置。

本发明具有以下优点：

利用本发明的技术方案，极片在通过正极片加工线或者负极片加工线的分切装置后，通过第一换向装置将分切后的多条极片位置错开，并将多条极片直接通入至卷绕装置，同时，控制装置使卷绕装置的加工速度和供料装置的供料速度相适配，进而实现上游设备生产多少，下游设备就加工多少的工况，实现连续生产。上述结构实现了极片不成卷的连续生产，加工效率高，同时无需外的AGV小车或者其他搬运工具，生产线的整体成本低。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的电池电芯生产线加工效率低，且成本高的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的电池电芯生产线的实施例一的结构示意图；

图2示出了图1中A处放大示意图；

图3示出了图1中电池电芯生产线的横向换向装置的结构示意图；

图4示出了图1中电池电芯生产线的纵向换向装置的结构示意图；

图5示出了图1中电池电芯生产线的缓存装置的结构示意图；

图6示出了本发明的电池电芯生产线的实施例二的结构示意图；

图7示出了本发明的电池电芯生产线的实施例三的结构示意图；以及

图8示出了本发明的电池电芯生产线的实施例四的结构示意图。

附图标记说明：

10、浆料搅拌装置；20、涂布装置；30、烘干装置；40、辊压装置；50、分切装置；60、卷绕装置；70、缓存装置；71、定输送辊；72、动输送辊；80、第二换向装置；90、模切装置；100、正极片加工线；110、第一换向装置；120、横向换向装置；121、第一输送辊；130、纵向换向装置；131、第二输送辊；140、第三换向装置；200、负极片加工线；300、输送辊组。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例的电池电芯生产线，包括正极片加工线100和负极片加工线200。正极片加工线100和负极片加工线200均包括依次设置的浆料搅拌装置10、涂布装置20、烘干装置30，辊压装置40以及分切装置50，其中涂布装置20适于与供料装置连接。进一步地，电池电芯生产线还包括卷绕装置60、第一换向装置110和控制装置。卷绕装置60适于将通过正极片加工线100的极片和通过负极片加工线200的极片进行卷绕。第一换向装置110设置在分切装置50和卷绕装置60之间，第一换向装置110适于调节通过分切装置50的极片的水平输送方向和/或竖直高度。控制装置与供料装置和卷绕装置60连接，控制装置适于使卷绕装置60的加工速度和供料装置的供料速度相适配。

利用本实施例的技术方案，极片在通过正极片加工线100或者负极片加工线200的分切装置50后，通过第一换向装置110将分切后的多条极片位置错开，并将多条极片直接通入至卷绕装置60，同时，控制装置使卷绕装置60的加工速度和供料装置的供料速度相适配，进而实现上游设备生产多少，下游设备就加工多少的工况，实现连续生产。上述结构实现了极片不成卷的连续生产，加工效率高，同时无需额外的AGV小车或者其他搬运工具，生产线的整体成本低。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的电池电芯生产线加工效率低，且成本高的缺陷。

需要说明的是，本实施例中正极片加工线100和负极片加工线200所包含的工位大致相同，区别在于，二者浆料搅拌装置10中所装填的浆料种类不同。

进一步地，本实施例中通过加工任务与智能监控，控制***可以将下游工序的加工速度直接匹配上游原料的生产速度，不需要额外的存储装置。

进一步地，正极片加工线100中的浆料搅拌装置10用于对正极浆料进行搅拌并运输至涂布装置20上，从而使涂布装置20对极片涂布正极浆料。负极片加工线200中的浆料搅拌装置10用于对负极浆料进行搅拌并运输至涂布装置20上，从而使涂布装置20对极片涂布负极浆料。

进一步地，烘干装置30用于对涂布正极浆料或者负极浆料后的极片进行烘干处理。

在本实施例的技术方案中，辊压装置40包括冷却机构。辊压装置能够对烘干处理之后的极片进行冷压，进而降低极片的温度。

在本实施例的技术方案中，正极片或者负极片进入分切装置50后，会分切产生多条带状极片，带状正极片和带状负极片进入至卷绕装置60进行卷绕并形成电芯。

结合图2可以看到，本实施例中当极片通过分切装置50后，极片被分切为多个条形极片，多个条形极片通过第一换向装置110进行换向，并使多个条形极片之间错开间隔，并且并行输送。因此当极片通过分切装置50以及第一换向装置110后可以直接通入至卷绕装置60进行卷绕，并且无需进行成卷运输。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，上述的第一换向装置110包括横向换向装置120。其中，横向换向装置120包括多个间隔设置的第一输送辊121，至少部分相邻的第一输送辊121的中心轴线之间具有预设角度。具体而言，本实施例中第一输送辊121为两个，两个第一输送辊121的中心轴线呈角度设置。结合图3本领域技术人员可以理解，极片通过成角度的两个第一输送辊121后，其水平运输的方向或者位置可以被调整，本实施例中。极片通过两个第一输送辊121后，其水平运输的位置被错位。

结合图2，本实施例中在分切装置50和卷绕装置60之间设置了多个上述的横向换向装置120，进而使得极片被切分后，多个条形极片能够被错开间距并且并行输送，进而使得极片被切分后能够直接被通入至卷绕装置60。

当然，本领域技术人员可以根据实际工作需要来调整第一输送辊121的具体数量，同时，相邻的第一输送辊121之间所呈的角度，本领域技术人员可以根据极片需要调整的方向来进行适配性地调节。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，上述的第一换向装置110还包括纵向换向装置130，纵向换向装置130包括多个间隔设置并且并行设置的第二输送辊131，至少部分相邻的第二输送辊131在竖直方向具有预设距离。具体而言，本实例中设置有两个第二输送辊131，两个第二输送辊131之间平行设置，并且二者在竖直方向具有高度差。结合图4本领域技术人员可以理解，极片通过两个第二输送辊131后，其输送的高度即可改变。当上述的分切装置50出口和卷绕装置60的入口之间存在高度差时，即可通过纵向换向装置130对极片的高度位置进行调整，保证生产的连贯性。

当然，若分切装置50出口和卷绕装置60的安装精度足够高，且保证分切装置50出口和卷绕装置60的入口处于同一水平位置时，第一换向装置110也可以不设置纵向换向装置130。

进一步地，第二输送辊131的具体数量，以及相邻的第二输送辊131之间的高度差，本领域技术人员可以根据极片需要调节的高度来进行适配性地设计。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，电池电芯生产线还包括第二换向装置80。第二换向装置80能够调整极片和上下左右方位，也即调整极片的输送方向，保证极片能够按照预定轨迹进入后端设备，防止极片与薄膜出现褶皱。

具体而言，第二换向装置80设置在烘干装置30和辊压装置40之间，以及辊压装置40和分切装置50之间，第二换向装置80可以对极片的位置进行调整，以使极片能够在第二换向装置80前后两个设备中顺畅流转。第二换向装置80可以包括上述的横向换向装置120和纵向换向装置130，进而可以对极片的左右上下方位进行调整。当然，根据实际工况需要，第二换向装置80也可以仅包括上述装置中的一个。

进一步地，若烘干装置30、辊压装置40和分切装置50的安装精度足够高，保证设备之间的出口和进口处于同一水平和竖直位置，则上述设备之间也可以不设置上述的第二换向装置80。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，电池电芯生产线还包括缓存装置70。缓存装置70能够对极片进行缓存，进而实现极片的先存先走，后存后走。在后端设备出现故障时，缓存装置70会自动缓存极片，进而不影响上游设备的生产。进一步地，在烘干装置30和辊压装置40之间，辊压装置40和分切装置50之间，以及分切装置50和卷绕装置60之间均设置有缓存装置70。

如图5所示，在本实施例的技术方案中，缓存装置70包括间隔设置的定输送辊71和动输送辊72，动输送辊72能够沿预设方向靠近或者远离定输送辊71移动，其中，预设方向与极片的输送方向呈角度设置。具体而言，本实施例中设置了多个并行的定输送辊71，以及多个并行的动输送辊72。其中，多个定输送辊71和多个动输送辊72之间依次间隔设置。结合图5可以看到，动输送辊72可以相对于定输送辊71沿着垂直于极片输送的方向移动。结合图5本领域技术人员可以理解，当动输送辊72远离定输送辊71移动时，极片的输送距离被延长，进而起到极片缓存的效果。

当然，本领域技术人员可以对动输送辊72相对于定输送辊71运动的方向进行适配性地调整，只要使该方向相对于极片的运输方向具有一定角度即可。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，正极片加工线100和负极片加工线200还包括模切装置90，模切装置90位于分切装置50和卷绕装置60之间。具体而言，模切装置90用于在极片上加工极耳。当电池需求带有极耳时，可以使极片经过缓存装置70和第一换向装置110之后，直接输入模切装置90中。当电池需求为无极耳时，极片经过缓存装置70和第一换向装置110之后，直接输入至卷绕装置60中。进一步地，模切装置90对输入的极片进行极耳的模切，模切装置90内设置了一个压辊机构，去除模切过程中产生的毛刺。经过模切的极片再经过缓存装置70和第二换向装置80之后，直接输入卷绕装置60中。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，模切装置90的上下游位置均设置有缓存装置70。也即在本实施例中，分切装置50和模切装置90之间设置有缓存装置70和第一换向装置110，并且在模切装置90和卷绕装置60之间设置有缓存装置70和第二换向装置80。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，卷绕装置60为多卷卷绕装置。具体而言，多卷卷绕装置的特点是，一台多卷卷绕设备中能够对多根带状极片进行电芯的卷绕加工。

优选地，本实施例中的正极片加工线100和负极片加工线200并行设置。进而使得本实施例中的电池电芯生产线的占用面积较小。

实施例二

如图6所示，实施例二的电池电芯生产线和上述的实施例一的区别在于，卷绕装置60为单卷卷绕装置。具体而言，单卷卷绕装置的特点是，单卷卷绕装置有多台，每台单卷卷绕装置与一根带状极片配合并进行电芯的卷绕加工。

实施例三

如图7所示，在实施例四的技术方案中，电池电芯生产线还包括多个输送辊组300，多个输送辊组300与卷绕装置60配合，输送辊组300适于将通过正极片加工线100或者负极片加工线200后的极片输送至卷绕装置60内。其中，多个输送辊组300处于同一竖直位置，并且多个输送辊组300沿竖直方向错位设置，多个输送辊组300的输出端沿水平方向错位设置。具体而言，多个输送辊组300之间具有高度差，并且位于同一竖直位置，多个输送辊组300的输出端沿水平方向错位，进而使得不同的输送辊组300的输出端与不同的卷绕装置60配合。上述结构形成了极片的分层输入结构。

实施例四

如图8所示，在实施例四的技术方案中，电池电芯生产线还包括多个输送辊组300，多个输送辊组300与卷绕装置60配合，输送辊组300适于将通过正极片加工线100或者负极片加工线200后的极片输送至卷绕装置60内。其中，多个输送辊组300处于同一水平位置，多个输送辊组300的输出端沿水平方向错位设置，输送辊组300和卷绕装置60之间设置有第三换向装置140，第三换向装置140适于调节极片沿水平方向的输送方向。具体而言，和上述的实施例三相比，实施例四中的多个输送辊组300之间处于同一水平位置，多个输送辊组300的输出端沿水平方向错位。上述结构形成了极片的单层转向输入结构。

进一步地，上述的第三换向装置140可以包括上述的横向换向装置120，进而使得第三换向装置140可以对极片的沿水平方向的输送方向进行调节。

本领域技术人员可以根据实际工作需要，来使实施例一中的多卷卷绕装置或者实施例二中的单卷卷绕装置采用上述的分层输入结构或者单层转向输入结构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种电池电芯生产线，其特征在于，包括正极片加工线(100)和负极片加工线(200)，所述正极片加工线(100)和所述负极片加工线(200)均包括依次设置的：

浆料搅拌装置(10)、涂布装置(20)、烘干装置(30)，辊压装置(40)以及分切装置(50)，其中涂布装置(20)适于与供料装置连接，

电池电芯生产线还包括：

卷绕装置(60)，所述卷绕装置(60)适于将通过所述正极片加工线(100)的极片和通过所述负极片加工线(200)的极片进行卷绕；

第一换向装置(110)，设置在所述分切装置(50)和所述卷绕装置(60)之间，所述第一换向装置(110)适于调节通过所述分切装置(50)的极片的水平输送方向和/或竖直高度；

控制装置，与所述供料装置和所述卷绕装置(60)连接，控制装置适于使所述卷绕装置(60)的加工速度和所述供料装置的供料速度相适配。

2.根据权利要求1所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述电池电芯生产线还包括第二换向装置(80)，所述第二换向装置(80)适于调节极片的水平输送方向和/或竖直高度，所述第二换向装置(80)设置在所述烘干装置(30)和所述辊压装置(40)之间，和/或，所述辊压装置(40)和所述分切装置(50)之间。

3.根据权利要求2所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述第一换向装置(110)或所述第二换向装置(80)包括：

横向换向装置(120)，所述横向换向装置(120)包括多个间隔设置的第一输送辊(121)，至少部分相邻的所述第一输送辊(121)的中心轴线之间具有预设角度。

4.根据权利要求2所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述第一换向装置(110)或所述第二换向装置(80)包括：

纵向换向装置(130)，所述纵向换向装置(130)包括多个间隔设置并且并行设置的第二输送辊(131)，至少部分相邻的所述第二输送辊(131)在竖直方向具有预设距离。

5.根据权利要求2所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述电池电芯生产线还包括缓存装置(70)，所述缓存装置(70)设置在所述烘干装置(30)和所述辊压装置(40)之间，和/或，所述辊压装置(40)和所述分切装置(50)之间，和/或，所述分切装置(50)和所述卷绕装置(60)之间。

6.根据权利要求5所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述缓存装置(70)包括：

间隔设置的定输送辊(71)和动输送辊(72)，所述动输送辊(72)能够沿预设方向靠近或者远离所述定输送辊(71)移动，其中，所述预设方向与极片的输送方向呈角度设置。

7.根据权利要求5所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述正极片加工线(100)和所述负极片加工线(200)还包括：

模切装置(90)，位于所述分切装置(50)和所述卷绕装置(60)之间，其中，所述第一换向装置(110)设置在所述分切装置(50)和所述模切装置(90)之间。

8.根据权利要求7所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述模切装置(90)的上下游位置均设置有所述缓存装置(70)和所述第二换向装置(80)。

9.根据权利要求1所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述卷绕装置(60)为单卷卷绕装置或者多卷卷绕装置。

10.根据权利要求1所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述电池电芯生产线还包括多个输送辊组(300)，多个所述输送辊组(300)与所述卷绕装置(60)配合，所述输送辊组(300)适于将通过所述正极片加工线(100)或者所述负极片加工线(200)后的极片输送至所述卷绕装置(60)内，其中，多个所述输送辊组(300)处于同一竖向位置，并且多个所述输送辊组(300)沿竖直方向错位设置，多个所述输送辊组(300)的输出端沿水平方向错位设置。

11.根据权利要求1所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述电池电芯生产线还包括多个输送辊组(300)，多个所述输送辊组(300)与所述卷绕装置(60)配合，所述输送辊组(300)适于将通过所述正极片加工线(100)或者所述负极片加工线(200)后的极片输送至所述卷绕装置(60)内，其中，多个所述输送辊组(300)处于同一水平位置，多个所述输送辊组(300)的输出端沿水平方向错位设置，所述输送辊组(300)和所述卷绕装置(60)之间设置有第三换向装置(140)，所述第三换向装置(140)适于调节极片沿水平方向的输送方向。

12.根据权利要求1所述的电池电芯生产线，其特征在于，所述正极片加工线(100)和所述负极片加工线(200)并行设置。

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