CN207967163U - 一种锂离子电池的极片加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂离子电池的极片加热装置，属于锂电池技术领域。它解决了现有技术中极片在分切后由于应力释放会产生变形的问题。一种锂离子电池的极片加热装置，包括安装件，所述安装件上固连有用于对辊压后的锂离子极片进行加热的加热头，本加热装置还包括用于对加热头进行冷却的冷却水管，所述安装件上设有冷却水输入接头和冷却水回流接头，所述冷却水管的入口端与冷却水输入接头相连通，所述冷却水管的出水端与冷却水回流接头相连通。本实用新型能够确保极片在分切后不会产生变形。

Description

一种锂离子电池的极片加热装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池的极片加热装置。

背景技术

极片是锂离子电池的主要组成部分。极片的生产工艺包括混料、涂布、辊压、分切、极耳焊接等工序。涂布工序是将是在极片的基础箔材上涂覆由活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂等组成的浆料，之后通过辊压工序将上述物质压实在基础箔材上。

极片在辊压过程中,由于横向方向电极厚度差异,造成极片受力不一致,使得极片产生应力。在经过分切工序后，极片应力释放,极片的箔材两侧长度方向产生弯曲现象,导致卷绕变形，从而出现较多极片报废,不良率较高的问题。为解决此问题，可通过改善涂布工艺中的涂布头结构,提高粉浆在集流体上厚度的一致性，尤其是降低边缘部位与中央位置差异,但此工艺及涂布结构有限，改善难度大。

为此现有技术中一般采用改善辊压装置来降低极片厚度差异，如中国专利文献公开的申请号为CN201720694346.5的一种用于锂电池正极极片的大包角式辊压装置，其包括入料辊、前包角辊、上轧辊、下轧辊、后包角辊和出料辊，上轧辊和下轧辊垂直对称设置，下轧辊的前端沿着极片的输送路径上依次设有入料辊和前包角辊，前包角辊与下轧辊之间间隙为5到20mm，下轧辊的后端沿着极片的输送路径上依次设有后包角辊和出料辊。该装置通过前包角辊和后包角辊的设置，增大极片与下轧辊的接触面积，从而降低极片厚度。虽然该装置能够提高辊压效果，在一定程度上降低极片厚度差异，但是还是难以降低边缘部位与中央位置的厚度差异,从而极片在分切后由于应力释放，极片还是会产生变形。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种锂离子电池的极片加热装置，本实用新型所要解决的技术问题是如何确保极片在分切后不会产生变形。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种锂离子电池的极片加热装置，包括安装件，其特征在于，所述安装件上固连有用于对辊压后的锂离子极片进行加热的加热头，本加热装置还包括用于对加热头进行冷却的冷却水管，所述安装件上设有冷却水输入接头和冷却水回流接头，所述冷却水管的入口端与冷却水输入接头相连通，所述冷却水管的出水端与冷却水回流接头相连通。

本加热装置通过设置加热头对辊压后的锂离子电池的极片进行加热极片在加热后会进行延展定型，从而消除极片在辊压后产生的应力，在整片的极片被分切成单个锂离子电池使用的极片后，不会由于应力释放产生变形。具体为整片极片完成辊压后还是完成的平整面，此时通过本加热装置进行工作，加热头对极片表面进行加热处理，从而保持极片平整定型，消除应力，之后进入分切工序分切后，单个极片不会产生变形。在加热过程中避免加热温度过高破坏极片，设置冷却水管对加热头进行适时冷却，保持合理的加热温度。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，所述安装件包括底板和设置在底板上的安装盒，所述加热头设置在安装盒上，所述冷却水输入接头和冷却水回流接头设置在安装盒的壳体上，所述冷却水管位于安装盒内。通过底板固定安装盒，并在安装盒上设置上述元件，从而实现对极片进行加热定型消除应力工作，同时保持合理的加热温度。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，所述加热头包括长条形且竖直设置的安装部和连接在安装部的下端呈块状的加热部。通过设置安装部便于加热头的安装固定，加热部呈块状能增大加热效果和发热辐射区域。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，所述冷却水管的一段管***于所述加热部内。通过上述设置能够快速对加热部进行降温，避免加热部温度升高过快，破坏极片。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，本加热装置还包括控制器，所述加热头上设有温度传感器，所述冷却水输入接头连接有能控制冷却水输入接头开闭的电磁阀，所述温度传感器连接控制器的输入端，所述电磁阀连接控制器的输出端，控制器的输入端还连接有用于设定加热头温度的温度按钮。温度传感器检测加热头的温度，在温度超过设定值时，控制器控制电磁阀开启冷却水输入接头，从而对加热头进行降温。控制器对温度传感器发送的信号进行触发动作，为现有技术。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，所述安装盒呈矩形盒状，所述底板上水平设置有气缸，所述加热头的安装部通过螺栓固连在安装盒的其中一侧壁上，所述气缸的活塞杆与安装盒的另一侧壁垂直固连，所述气缸和加热头位于安装盒相对的两侧。通过上述设置使得气缸的活塞杆伸缩时能够带动安装盒运动，并且气缸和加热头位于安装盒相对的两侧，从而气缸能够带动加热头在气缸活塞杆的伸缩方向前后移动，从而扩大对极片加热区域。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，所述冷却水输入接头和冷却水回流接头均设置在安装盒的顶部。通过上述设置便于冷却水输入接头和冷却水回流接头与冷却水源进行连接，从而进行稳定的降温工作。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，所述安装盒的侧部设有用于与电源连接的加热接头，所述加热头与加热接头电连接。加热头通过加热接头连接电源，从而通电后进行发热工作。

在上述的锂离子电池的极片加热装置中，本装置还包括架体，所述架体上固连有水平设置的导向轨，所述导向轨的长度方向与气缸的活塞杆相垂直，所述底板滑动连接在所述导向轨上，在架体上还设有能带动底板在导向轨上滑动的驱动源。移动底板带动加热头纵向移动，也就是沿极片的宽度方向前后移动，驱动气缸的活塞杆使加热头横向移动，也就是沿极片的长度方向前后移动。通过上述设置使得本加热装置适用不同尺寸的极片，从而适用范围广。

与现有技术相比，本锂离子电池的极片加热装置具有以下优点：

1、本实用新型通过设置加热头对辊压后的锂离子电池的极片进行加热极片在加热后会进行延展定型，从而消除极片在辊压后产生的应力，在整片的极片被分切成单个锂离子电池使用的极片后，不会由于应力释放极片产生变形。

2、本实用新型在加热过程中能避免加热温度过高破坏极片，设置冷却水管对加热头进行适时冷却，保持合理的加热温度。

附图说明

图1是本实用新型的正视结构示意图。

图2是本实用新型的侧视结构示意图。

图3是本实用新型的俯视结构示意图。

图4是本实用新型的控制电路连接结构示意图。

图中，1、底板；2、安装盒；3、加热头；3a、安装部；3b、加热部；4、冷却水管；5、冷却水输入接头；6、冷却水回流接头；7、控制器；8、温度传感器；9、电磁阀；10、气缸；11、加热接头；12、导向轨；13、手动按钮；14、温度按钮；15、极片。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，一种锂离子电池的极片加热装置，包括安装件，作为优选安装件包括底板1和设置在底板1上的安装盒2，安装盒2上固连有用于对辊压后的锂离子极片15进行加热的加热头3。本加热装置还包括用于对加热头3进行冷却的冷却水管4，安装盒2的壳体上设有冷却水输入接头5和冷却水回流接头6，冷却水管4的入口端与冷却水输入接头5相连通，冷却水管4的出水端与冷却水回流接头6相连通。作为另一种方案安装件可以为一个框架或者安装架。

如图1和图2所示，加热头3包括长条形且竖直设置的安装部3a和连接在安装部3a的下端呈块状的加热部3b。冷却水管4的一段管***于所述加热部3b内。

如图1至图3所示，安装盒2呈矩形盒状，底板1上水平设置有气缸10，加热头3的安装部3a通过螺栓固连在安装盒2的其中一侧壁上，气缸10的活塞杆与安装盒2的另一侧壁垂直固连，气缸10和加热头3位于安装盒2相对的两侧。冷却水输入接头5和冷却水回流接头6均设置在安装盒2的顶部。安装盒2的侧部设有用于与电源连接的加热接头11，加热头3与加热接头11电连接。

如图1和图3所示，本装置还包括架体(图中为示出)，架体上固连有水平设置的导向轨12，导向轨12的长度方向与气缸10的活塞杆相垂直，底板1滑动连接在所述导向轨12上，在架体上还设有能带动底板1在导向轨12上滑动的驱动源。驱动源图中未示出，驱动源可以为电机或气缸10一。

如图4所示，本加热装置还包括控制器7，加热头3上设有温度传感器8，冷却水输入接头5连接有能控制冷却水输入接头5开闭的电磁阀9。温度传感器8连接控制器7的输入端，电磁阀9连接控制器7的输出端。作为优选气缸10连接控制器7的输出端，控制器7的输入端连接有用于控制气缸10动作的手动按钮13，控制器7的输入端还连接有用于设定加热头3温度的温度按钮14。

作为优选，控制器7的输出端连接有报警器。在加热头3的温度高于预设的温度上限值时，控制器7控制报警器进行报警。

在本装置的底板1上还设置有标尺，通过标尺来对加热头3移动的距离和所处的位置进行标记，便于操作人员记录。

以下是本实用新型的工作过程：

将本加热装置中的加热接头11与电源连接，从而通过电源开关键来控制加热头3的加热工作。将冷却水输入接头5与水管连接供水，将冷却水回流接头6与下水管连接过水，电磁阀9的通断来控制冷却水管4是否通路。通过控制器7设定加热头3的加热温度范围，此为现有技术。

将本加热装置放置在辊压工序后以及分切工序前的极片15运输通道上。加热头3的加热部3b位于极片15表面的上方。在接通电源后，加热头3开始加热工作，加热部3b开始辐射热能给极片15。由于整片极片15完成辊压后还是完成的平整面，并且进行平稳运输，在极片15在加热后会进行延展定型，从而消除极片15在辊压后产生的应力，在整片的极片15被分切成单个锂离子电池使用的极片15后，不会由于应力释放而使极片15产生变形。

温度传感器8实时检测加热头3的温度，在温度超过设定的温度范围时，控制器7控制电磁阀9通电打开水管与冷却水管4的连接，从而水从冷却水输入接头5流入到冷却水管4内，并从加热部3b中通过带走热量，再从而冷却水回流接头6流出。在水流过时使加热部3b进行降温，从而保持加热部3b的温度不会太高，避免造成破坏极片15的事情发生。

本加热装置还能通过气缸10的活塞杆伸缩带动加热头3的位置沿极片15的长度方向前后移动，并且还能通过移动底板1带动加热头3沿极片15的宽度方向前后移动，使得本加热装置适用不同尺寸的极片15，从而适用范围广，同时能够对极片15进行全面的应力消除，确保极片15在切片后不会发生变形。

对本装置加热后的极片15进行取样，使用拉力计对电极箔材拉伸强度进行测试,确保满足产品规格范围要求。箔材拉力强度不符合规格要求时，可通过调整控制面板调整加热头3部与极片15的相对距离或对加热头3设定温度进行调整。记录间隙数据和温度数据，方便进行量化管理。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了底板1、安装盒2、加热头3、安装部3a、加热部3b、冷却水管4、冷却水输入接头5、冷却水回流接头6、控制器7、温度传感器8、电磁阀9、气缸10、加热接头11、导向轨12、手动按钮13、温度按钮14、极片15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种锂离子电池的极片加热装置，包括安装件，其特征在于，所述安装件上固连有用于对辊压后的锂离子极片(15)进行加热的加热头(3)，本加热装置还包括用于对加热头(3)进行冷却的冷却水管(4)，所述安装件上设有冷却水输入接头(5)和冷却水回流接头(6)，所述冷却水管(4)的入口端与冷却水输入接头(5)相连通，所述冷却水管(4)的出水端与冷却水回流接头(6)相连通。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，所述安装件包括底板(1)和设置在底板(1)上的安装盒(2)，所述加热头(3)设置在安装盒(2)上，所述冷却水输入接头(5)和冷却水回流接头(6)设置在安装盒(2)的壳体上，所述冷却水管(4)位于安装盒(2)内。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，所述加热头(3)包括长条形且竖直设置的安装部(3a)和连接在安装部(3a)的下端呈块状的加热部(3b)。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，所述冷却水管(4)的一段管***于所述加热部(3b)内。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，本加热装置还包括控制器(7)，所述加热头(3)上设有温度传感器(8)，所述冷却水输入接头(5)连接有能控制冷却水输入接头(5)开闭的电磁阀(9)，所述温度传感器(8)连接控制器(7)的输入端，所述电磁阀(9)连接控制器(7)的输出端，控制器(7)的输入端还连接有用于设定加热头(3)温度的温度按钮(14)。

6.根据权利要求3所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，所述安装盒(2)呈矩形盒状，所述底板(1)上水平设置有气缸(10)，所述加热头(3)的安装部(3a)通过螺栓固连在安装盒(2)的其中一侧壁上，所述气缸(10)的活塞杆与安装盒(2)的另一侧壁垂直固连，所述气缸(10)和加热头(3)位于安装盒(2)相对的两侧。

7.根据权利要求2所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，所述冷却水输入接头(5)和冷却水回流接头(6)均设置在安装盒(2)的顶部。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，所述安装盒(2)的侧部设有用于与电源连接的加热接头(11)，所述加热头(3)与加热接头(11)电连接。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池的极片加热装置，其特征在于，本装置还包括架体，所述架体上固连有水平设置的导向轨(12)，所述导向轨(12)的长度方向与气缸(10)的活塞杆相垂直，所述底板(1)滑动连接在所述导向轨(12)上，在架体上还设有能带动底板(1)在导向轨(12)上滑动的驱动源。