用于锂膜成形的机构以及用于极片补锂的装置

摘要

本发明提供用于锂膜成形的机构以及用于极片补锂的装置。用于锂膜成形的机构包括第一隔离膜提供机构、第二隔离膜提供机构、润滑性物质施加机构、锂带提供机构、两个轧辊，第一隔离膜提供机构用于向两个轧辊提供第一隔离膜，第二隔离膜提供机构用于向两个轧辊提供第二隔离膜，锂带提供机构能够使锂带位于第一隔离膜和第二隔离膜之间，并用于向两个轧辊提供锂带，润滑性物质施加机构用于向进入两个轧辊之前的第一隔离膜和/或第二隔离膜面向锂带的表面施加润滑性物质，两个轧辊用于轧制第一隔离膜、锂带及第二隔离膜，以将锂带轧制成锂箔且使锂箔粘附在第二隔离膜上而形成锂膜。通过设置润滑性物质施加机构，轧制力降低，从而实现隔离膜的重复利用。

说明书

技术领域

本发明涉及电化学领域，更具体地涉及用于锂膜成形的机构以及用于极片补锂的装置。

背景技术

随着新能源汽车的普及，对其动力电池的要求也越来越严格；比如要求电池既要拥有高能量密度，长循环和稳定的性能，同时还要有快速充电的能力。

目前可以通过极片补锂来改善电池的循环性能以及提高能量密度。通常在极片补锂技术中，两个隔离膜夹着锂带进入两个轧辊进行轧制以将锂带轧制成锂箔并使锂箔粘附在其中一个隔离膜上，之后将携带锂箔的隔离膜与极片进行压延，使锂箔脱离隔离膜并粘附到极片上，从而形成补锂极片。在锂箔粘附在其中一个隔离膜上的过程中，由于两个轧辊与两个隔离膜之间是在干摩擦状态下进行轧制，轧制力大，锂带轧制成锂箔时对两个隔离膜的损伤也会大，隔离膜消耗量巨大。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于锂膜成形的机构以及一种用于极片补锂的装置，其能实现隔离膜的重复利用，降低补锂的成本。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种用于锂膜成形的机构，用于锂膜成形的机构包括第一隔离膜提供机构、第二隔离膜提供机构、润滑性物质施加机构、锂带提供机构、两个轧辊，第一隔离膜提供机构位于两个轧辊的上游，第一隔离膜提供机构用于向两个轧辊之间提供第一隔离膜，第二隔离膜提供机构位于两个轧辊的上游，第二隔离膜提供机构用于向两个轧辊之间提供第二隔离膜，锂带提供机构位于两个轧辊的上游，锂带提供机构能够使锂带位于第一隔离膜和第二隔离膜之间，并用于向两个轧辊之间提供锂带，润滑性物质施加机构位于两个轧辊的上游，润滑性物质施加机构用于向进入两个轧辊之前的第一隔离膜和/或第二隔离膜面向锂带的表面施加润滑性物质，两个轧辊用于轧制第一隔离膜、锂带以及第二隔离膜轧制，以将锂带轧制成锂箔且使锂箔粘附在第二隔离膜上而形成锂膜。

在一实施例中，润滑性物质施加机构为涂布机构。

在一实施例中，用于锂膜成形的机构还包括第一隔离膜收取机构，第一隔离膜收取机构位于两个轧辊的下游，第一隔离膜收取机构用于收取穿过两个轧辊之间的第一隔离膜。

在一实施例中，用于锂膜成形的机构还包括脱模剂提供机构，脱模剂提供机构位于两个轧辊与第一隔离膜收取机构之间，脱模剂提供机构用于向第一隔离膜的面向锂带的表面提供脱模剂。

在一实施例中，脱模剂提供机构为涂布机构。

为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种用于极片补锂的装置，极片包括集流体以及设置在集流体表面上的活性物质层，用于极片补锂的装置包括辊压机构以及极片提供机构，辊压机构包括两个压辊；极片提供机构位于两个压辊的上游，极片提供机构用于向两个压辊之间提供极片，用于极片补锂的装置还包括根据本发明第一方面所述的用于锂膜成形的机构，用于锂膜成形的机构位于两个压辊的上游，辊压机构用于压延锂膜以及极片，以使锂膜中的锂箔粘附到活性物质层上。

在一实施例中，用于极片补锂的装置还包括第二隔离膜收取机构，第二隔离膜收取机构位于两个压辊的下游，第二隔离膜收取机构用于使锂膜穿过两个压辊之间并收取穿过两个压辊之间的锂膜中的第二隔离膜。

在一实施例中，用于极片补锂的装置还包括补锂极片收取机构，补锂极片收取机构位于两个压辊的下游，补锂极片收取机构用于将活性物质层粘附有锂箔的极片收取。

在一实施例中，用于锂膜成形的机构和第二隔离膜收取机构为两组，以向极片的两表面提供锂箔。

在一实施例中，用于极片补锂的装置还包括设置在两个压辊与第二隔离膜收取机构之间的用于向第二隔离膜的面向补锂极片的表面提供脱模剂的脱模剂提供机构。

本发明的有益效果如下：通过润滑性物质施加机构用于向进入两个轧辊之前的第一隔离膜和/或第二隔离膜面向锂带的表面施加润滑性物质，两个轧辊之间的轧制力能够显著降低，从而可以减少锂带轧制成锂箔时轧辊对第一隔离膜和第二隔离膜的损伤，实现第一隔离膜和第二隔离膜的重复利用，降低补锂成本。

附图说明

图1是根据本发明的用于极片补锂的装置的第一实施例的示意图。

图2是根据本发明的用于极片补锂的装置的第二实施例的示意图。

图3是根据本发明的用于极片补锂的装置的第三实施例的示意图。

图4是根据本发明的用于极片补锂的装置的涂布机构的第一实施例的示意图。

图5是根据本发明的用于极片补锂的装置的涂布机构的第二实施例的示意图。

图6是根据本发明的用于极片补锂的装置的涂布机构的第三实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1辊压机构 P01集流体

11压辊 P02的活性物质层

2极片提供机构 P1补锂极片

3用于锂膜成形的机构 M1凹版涂布机构

31A第一隔离膜提供机构 M11收容槽

31B第二隔离膜提供机构 M12凹版辊

32润滑性物质施加机构 M121凹部

33锂带提供机构 M2转移涂布机构

34轧辊 M21刮刀

35第一隔离膜收取机构 M22转移辊

36脱模剂提供机构 M3挤压涂布机构

S1第一隔离膜 M31收容罐

S2第二隔离膜 M32螺杆泵

L0锂带 M33涂布头

L1锂箔 4第二隔离膜收取机构

C锂膜 5补锂极片收取机构

P0极片

具体实施方式

附图示出本发明的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本发明。

此外，诸如上、下、左、右、前和后等用于说明实施例中的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的，且尽管各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的，但是当这些位置改变时，这些方向应有不同的解释，以对应所述改变。

图1是根据本发明的用于极片补锂的装置的第一实施例的示意图。

如图1所示，用于极片补锂的装置包括辊压机构1、极片提供机构2、用于锂膜成形的机构3。依据实际情况，用于极片补锂的装置还可包括第二隔离膜收取机构4。依据实际情况，用于极片补锂的装置还包括补锂极片收取机构5。其中，极片P0包括集流体P01以及设置在集流体P01表面上的活性物质层P02。

辊压机构1包括两个压辊11。

极片提供机构2位于两个压辊11的上游。极片提供机构2用于向两个压辊11之间提供极片P0，如图1所示，极片提供机构2可为辊子，从而极片提供机构2用于将卷料形式的极片P0进行放卷。活性物质层P02连续地分布在集流体P01的表面上。

用于锂膜成形的机构3位于两个压辊11的上游。用于锂膜成形的机构3包括第一隔离膜提供机构31A、第二隔离膜提供机构31B、润滑性物质施加机构32、锂带提供机构33、两个轧辊34。依据实际情况，用于锂膜成形的机构3还可包括第一隔离膜收取机构35。依据实际情况，用于锂膜成形的机构3还可包括脱模剂提供机构36。

第一隔离膜提供机构31A位于两个轧辊34的上游。第一隔离膜提供机构31A用于向两个轧辊34之间提供第一隔离膜S1。如图所示，第一隔离膜提供机构31A为辊子，从而第一隔离膜提供机构31A用于将卷料形式的第一隔离膜S1进行放卷。

第二隔离膜提供机构31B位于两个轧辊34的上游。第二隔离膜提供机构31B用于向两个轧辊34之间提供第二隔离膜S2。如图1所示，第二隔离膜提供机构31B可为辊子，从而第二隔离膜提供机构31B用于将卷料形式的第二隔离膜S2进行放卷。其中，第二隔离膜S2的表面粗糙度大于第一隔离膜S1的表面粗糙度。

润滑性物质施加机构32位于两个轧辊34的上游。润滑性物质施加机构32用于向进入两个轧辊34之前的第一隔离膜S1的面向锂带L0的表面施加润滑性物质(未示出)。润滑性物质施加机构32向第一隔离膜S1的表面施加润滑性物质可以以连续方式进行。

锂带提供机构33位于两个轧辊34的上游。锂带提供机构33能够使锂带L0位于第一隔离膜S1和第二隔离膜S2之间，并用于向两个轧辊34之间提供锂带L0。如图1所示，锂带提供机构33为辊子，从而锂带提供机构33用于将卷料形式的锂带L0放卷。

两个轧辊34用于轧制第一隔离膜S1、锂带L0以及第二隔离膜S2，以将锂带L0轧制成锂箔L1且使锂箔L1粘附在第二隔离膜S2上而形成锂膜C。在图1中，两个轧辊34将进入两个轧辊34之间的第一隔离膜S1、锂带L0以及第二隔离膜S2轧制以使锂带L0变成锂箔L1并使锂箔L1连续粘附在第二隔离膜S2上而形成锂膜C。

第一隔离膜收取机构35位于两个轧辊34的下游。第一隔离膜收取机构35用于收取穿过两个轧辊34之间的第一隔离膜S1。如图1所示，第一隔离膜收取机构35为辊子，从而第一隔离膜收取机构35用于将第一隔离膜S1收卷。

脱模剂提供机构36位于两个轧辊34与第一隔离膜收取机构35之间，脱模剂提供机构36用于第一隔离膜S1的面向锂带L0的表面提供脱模剂(未示出)。脱模剂提供机构36在第一隔离膜收取机构35收取第一隔离膜S1之前对第一隔离膜S1的表面施加脱模剂，以便表面施加有脱模剂的第一隔离膜S1后续被第一隔离膜提供机构31A重复利用，尤其是第一隔离膜收取机构35为辊子形式时，表面施加有脱模剂的第一隔离膜S1收卷结束后，成卷的第一隔离膜S1能够再次被第一隔离膜提供机构31A利用，从而降低了成本。

辊压机构1用于压延锂膜C以及极片P0，以使锂膜C中的锂箔L1粘附到活性物质层P02上而形成补锂极片P1。

第二隔离膜收取机构4位于两个压辊11的下游。第二隔离膜收取机构4用于使锂膜C穿过两个压辊11之间并收取穿过两个压辊11之间的锂膜C中的第二隔离膜S2。在图1中，第二隔离膜收取机构4为辊子，第二隔离膜收取机构4用于将第二隔离膜S2收卷，同时第二隔离膜收取机构4对穿过两个压辊11之间的锂膜C中的第二隔离膜S2提供牵引力。与第一隔离膜S1仅经过两个轧辊34的轧制相比，第二隔离膜S2经过两个轧辊34的轧制以及两个压辊11的压延，会在受损程度上加大，但若第二隔离膜S2的性能依然良好，同样地，可在两个压辊11和第二隔离膜收取机构4之间也设置脱模剂提供机构36，该脱模剂提供机构36用于向第二隔离膜S2的面向补锂极片P1的表面提供脱模剂。在第二隔离膜收取机构4收取第二隔离膜S2之前对第二隔离膜S2的表面施加脱模剂，以便表面施加有脱模剂的第二隔离膜S2后续被第二隔离膜提供机构31B重复利用，尤其是第二隔离膜提供机构31B为辊子形式时，表面施加有脱模剂的第二隔离膜S2收卷结束后，成卷的第二隔离膜S2能够再次被第二隔离膜提供机构31B利用，从而降低了成本。

补锂极片收取机构5位于两个压辊11的下游。补锂极片收取机构5用于将活性物质层P02粘附有锂箔L1的极片P0(即补锂极片P1)收取。在图1中，补锂极片收取机构5为辊子，补锂极片收取机构5用于将补锂极片P1收卷。

在图1所示的第一实施例中，用于锂膜成形的机构3和第二隔离膜收取机构4依据活性物质层P02设置在集流体P01的一个或两个表面上而对应地设置为一组或两组。换句话说，当活性物质层P02设置在集流体P01的一个表面上时，用于锂膜成形的机构3和第二隔离膜收取机构4设置为一组，实现极片P0的单面补锂；当活性物质层P02设置在集流体P01的两个表面上时，用于锂膜成形的机构3和第二隔离膜收取机构4设置为如图1所示的两组，从而实现极片P0的双面补锂。

图1所示的用于极片补锂的装置的第一实施例实现极片P0的连续性地补锂。

图2是根据发明的用于极片补锂的装置的第二实施例的示意图。注意的是，具有与第一实施例的部件相同的结构的部件通过由相同的附图标记表示而省略其说明。此外，与第一实施例相同的动作和作用的说明将省略。

与图1的用于极片补锂的装置的第一实施例不同的是：在第二实施例中，润滑性物质施加机构32用于向进入两个轧辊34之前的第二隔离膜S2的面向锂带L0的表面施加润滑性物质(未示出)。润滑性物质施加机构32用于向第二隔离膜S2的表面施加润滑性物质以间断性地方式进行。润滑性物质施加机构32向第二隔离膜S2的面向锂带L0的表面间断性地施加润滑性物质，两个轧辊34用于轧制第一隔离膜S1、锂带L0以及第二隔离膜S2以将锂带L0轧制成锂箔L1并使锂箔L1间断性地粘附在第二隔离膜S2上而形成锂膜C，未附着在第二隔离膜S2上的锂箔L1间断性地粘附在第一隔离膜S1上。活性物质层P02间断性地分布在集流体P01的表面上。

图2所示的用于极片补锂的装置的第二实施例实现极片P0的间歇性地补锂。

图3是根据发明的用于极片补锂的装置的第三实施例的示意图。注意的是，具有与第二实施例的部件相同的结构的部件通过由相同的附图标记表示而省略其说明。此外，与第二实施例相同的动作和作用的说明将省略。

与图2的用于极片补锂的装置的第二实施例不同的是：在第三实施例中，润滑性物质施加机构32用于向进入两个轧辊34之前的第一隔离膜S1和第二隔离膜S2的面向锂带L0的表面均施加润滑性物质(未示出)。润滑性物质施加机构32向第二隔离膜S2的表面施加润滑性物质以间断性地方式进行。润滑性物质施加机构32向第一隔离膜S1的表面施加润滑性物质也以间断性地方式进行，但是施加在第一隔离膜S1的面向锂带L0的表面上的润滑性物质与施加在第二隔离膜S2的面向锂带L0的表面上的润滑性物质交替进入两个轧辊34之间。在图3中，存在有两个润滑性物质施加机构32，具体地，两个润滑性物质施加机构32的一个向第一隔离膜S1的面向锂带L0的表面间断性地施加润滑性物质，两个润滑性物质施加机构32的另一个向第二隔离膜S2的面向锂带L0的表面间断性地施加润滑性物质，施加在第一隔离膜S1的面向锂带L0的表面上的润滑性物质与施加在第二隔离膜S2的面向锂带L0的表面上的润滑性物质交替进入两个轧辊34之间。注意的是，施加在第一隔离膜S1的面向锂带L0的表面上的润滑性物质与施加在第二隔离膜S2的面向锂带L0的表面上的润滑性物质可以相同也可以不同。在图3中，尽管示出了两个润滑性物质施加机构32，但是它们可以合为一个并设置不同的涂布口和控制机构，从而实现采用一个润滑性物质施加机构32对第一隔离膜S1和第二隔离膜S2进行润滑性物质的涂布。

与图2所示的第二实施例一样，图3所示的用于极片补锂的装置的第三实施例也实现极片P0的间歇性地补锂。

在图1至图3所示的实施例中，润滑性物质施加机构32和/或脱模剂提供机构36为涂布机构。涂布机构可为凹版涂布机构M1、转移涂布机构M2或挤压涂布机构M3。

图4是根据本发明的用于极片补锂的装置的涂布机构的第一实施例的示意图。

图4的涂布机构为凹版涂布机构M1。凹版涂布机构M1包括收容槽M11以及凹版辊M12，收容槽M11用于收容对应的润滑性物质或脱模剂，凹版辊M12用于与对应的隔离膜(即第一隔离膜S1或第二隔离膜S2)相邻；凹版辊M12具有沿周向间隔设置且沿周向延伸的凹部M121，凹版辊M12用于在旋转时通过凹部M121从收容槽M11中将对应的润滑性物质或脱膜剂汲取并涂布在对应的隔离膜(即第一隔离膜S1或第二隔离膜S2)的对应的表面上。凹版辊M12定时旋转，以实现间歇涂布。凹版辊M12连续旋转，以实现连续涂布。

图5是根据本发明的用于极片补锂的装置的涂布机构的第二实施例的示意图。

图5的涂布机构为转移涂布机构M2。转移涂布机构M2包括刮刀M21以及转移辊M22，刮刀M21用于收容对应的润滑性物质或脱模剂并与转移辊M22相邻，转移辊M22用于与对应的隔离膜(即第一隔离膜S1或第二隔离膜S2)相邻；刮刀M21用于将对应的润滑性物质或脱膜剂转移在转移辊M22的表面上，转移在转移辊M22的表面上的对应的润滑性物质或脱膜剂接触并涂覆到对应的隔离膜(即第一隔离膜S1或第二隔离膜S2)的对应的表面上。刮刀M21能够定时弹开以实现间断性涂布。刮刀M21不弹开以实现连续性涂布。

图6是根据本发明的用于极片补锂的装置的涂布机构的第三实施例的示意图。

图6的涂布机构为挤压涂布机构M3。挤压涂布机构M3包括收容罐M31、螺杆泵M32以及涂布头M33，收容罐M31用于收容对应的润滑性物质或脱模剂，螺杆泵M32用于将对应的润滑性物质或脱模剂输送至涂布头M33，涂布头M33用于将对应的润滑性物质或脱模剂涂覆到对应的隔离膜(即第一隔离膜S1或第二隔离膜S2)。涂布头M33可设置定时进刀和退刀模式，以以实现间断性涂布。涂布头M33设置连续进刀模式，以实现连续性涂布。

综上所述，在图1至图3的实施例中，通过润滑性物质施加机构32用于向进入两个轧辊34之前的第一隔离膜S1和/或第二隔离膜S2面向锂带L0的表面施加润滑性物质，两个轧辊34之间的轧制力能够降低，从而可以减少锂带L0轧制成锂箔L1时轧辊对第一隔离膜S1和第二隔离膜S2的损伤，实现第一隔离膜S1和第二隔离膜S2的重复利用。

上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。