電池極片覆膜裝置的制作方法

本實用新型涉及一種電池極片覆膜裝置，尤其是一種用于鋰離子電池負極片雙面連續補鋰的電池極片覆膜裝置，屬于鋰離子電池制造自動化設備技術領域。

背景技術：

鋰離子電池由于具有高電壓、高能量密度和長循環壽命的優勢，成為應用范圍最廣的二次電池之一。但隨著便攜式電子設備微型化、長待機的不斷發展，以及電動自行車、電動汽車等大功率、高能量設備的啟用，都對作為儲能電源的鋰離子電池的能量密度提出了越來越高的要求。

對于極片來說，在電池的首次充電過程中都會由于固體電解質膜（SEI膜）的形成而消耗部分鋰，由此而造成正極材料鋰的損失，從而降低了電池的容量，造成首次效率的降低。

為了減少由于電池在首次充放電過程中的不可逆容量帶來的電池容量的降低，申請號為JP1996027910的日本專利申請中公開了一種采用將金屬鋰片覆蓋在負極片表面，然后卷繞制成電池，最后用灌注電解液的方法制備鋰離子電池的方法，該方法雖然也能起到補鋰的作用，然而負極片能夠吸收的鋰的量遠遠小于金屬鋰片提供的鋰，因此會造成嵌埋的不均勻，并導致極片的變形，而且后續循環中也容易出現析鋰。

另外，申請號為JP2005038720的日本專利申請中提出了采用真空蒸鍍的方法在負極片表面蒸發成一層金屬鋰層，雖然蒸發的鋰層比金屬鋰片薄，但是該過程中金屬鋰層的厚度較難控制，而且整個過程必須在真空環境下，蒸發效率也較低，后續極片的轉移處理也較復雜，成本較高。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種電池極片覆膜裝置，能夠將金屬鋰準確、定量、均勻地分散在極片的表面，實現對極片的補鋰，提高電池容量及使用壽命。

按照本實用新型提供的技術方案，所述電池極片覆膜裝置，其特征是：包括安裝在支架上的覆膜對輥、覆膜壓力推力機構和間隙調整機構，覆膜對輥包括平行設置的上覆膜輥和下覆膜輥，上覆膜輥和下覆膜輥的兩端分別轉動安裝在軸承座上，上覆膜輥和下覆膜輥由獨立的驅動電機驅動，上覆膜輥和下覆膜輥的輥面之間具有間隙；所述覆膜壓力推力機構提供上覆膜輥一個豎直方向的力；

所述間隙調整機構包括間隙調整動力組件和間隙調整傳動組件，間隙調整傳動組件包括第一斜塊、第二斜塊和滾針板，第二斜塊與上覆膜輥的軸承座固連，第一斜塊和第二斜塊以斜面接觸，滾針板設置于第一斜塊的斜面上；所述間隙調整動力組件連接第一斜塊驅動第一斜塊和第二斜塊沿斜面相對滑動。

進一步的，所述覆膜壓力推力機構采用氣液增壓缸，氣液增壓缸的液壓桿端部抵住上覆膜輥前后兩端的軸承座。

進一步的，在所述上覆膜輥兩端的軸承座兩側分別設有限軌滑塊，限軌滑塊與限軌軌道匹配安裝，限軌軌道豎直安裝在支架上。

進一步的，所述間隙調整動力組件包括伺服電機、聯軸器、絲杠和絲杠支座，絲杠的兩端分別安裝在絲杠支座上，伺服電機的輸出軸通過聯軸器與絲杠的一端相連，絲杠上同軸設置絲杠螺帽；兩個絲杠支座之間設有負載導軌，負載導軌上設有導軌滑塊，傳動塊安裝在導軌滑塊上，傳動塊與絲杠螺帽相連；所述第一斜塊安裝在傳動塊上。

進一步的，所述絲杠螺帽包括螺帽端和法蘭端，傳動塊上設有凹槽，凹槽與絲杠螺帽的螺帽端間隙配合，法蘭端與傳動塊相連。

進一步的，在所述支架上安裝間隙測量機構，間隙測量機構包括用于測量上覆膜輥和下覆膜輥之間間隙的激光傳感器。

進一步的，在所述上覆膜輥和下覆膜輥的前后兩端分別設有一個臺階，激光傳感器對準上覆膜輥和下覆膜輥端部的臺階之間的間隙。

進一步的，在所述上覆膜輥和下覆膜輥的輥面外側設有清潔刮刀，清潔刮刀貼近上覆膜輥和下覆膜輥的輥面。

進一步的，所述氣液增壓缸的數量為兩個。

本實用新型具有以下有益效果：

1、間隙調整機構結構簡單，能夠穩定的控制覆膜輥的運動，防止覆膜輥在運動過程中發生位移，影響覆膜效果。

2、本實用新型通過間隙測量機構實現對極片精確、均勻的補鋰，補充的鋰粉可以為電池循環提供鋰源，提高首次效率，提高電池容量及使用壽命。

3、間隙調節范圍在0-0.5mm，調節精度達到1um。

附圖說明

圖1為本實用新型所述電池極片覆膜裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型所述電池極片覆膜裝置的左視圖。

圖3為本實用新型所述電池極片覆膜裝置的局部放大圖。

圖4為所述傳動塊的示意圖。

圖5為所述間隙測量機構的局部示意圖。

圖6為本實用新型的覆膜工作原理圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1～圖6所示：所述電池極片覆膜裝置包括支架1、前面板2、后面板3、上面板4、下面板5、軸承座6、上覆膜輥7、下覆膜輥8、覆膜壓力推力機構9、伺服電機10、聯軸器11、絲杠12、絲杠支座13、第一斜塊14、第二斜塊15、滾針板16、限軌滑塊17、限軌軌道18、絲杠螺帽19、負載導軌20、導軌滑塊21、傳動塊22、凹槽23、激光傳感器24、激光固定板25、清潔刮刀26、刮刀底座27、減速器28、驅動電機29、極片100、膜200。

本實用新型所述電池極片覆膜裝置，用于向鋰離子電池負極片補鋰。如圖1～圖2所示，本實用新型所述電池極片覆膜裝置包括安裝在支架1上的覆膜對輥、覆膜壓力推力機構9和間隙調整機構，支架1包括前面板2、后面板3、上面板4和下面板5，覆膜對輥的兩端分別通過軸承安裝在軸承座6上，覆膜對輥的后端與驅動電機29的輸出軸相連，驅動電機29安裝在支架1的后面板3上，覆膜對輥包括平行相對設置的上覆膜輥7和下覆膜輥8，上覆膜輥7和下覆膜輥8分別由一個獨立的驅動電機29驅動，上覆膜輥7和下覆膜輥8的輥面相貼近且留有間隙。覆膜壓力推力機構9安裝在上面板4上，本實施例中覆膜壓力推力機構9優選氣液增壓缸，氣液增壓缸的數量為兩個，氣液增壓缸通過液壓桿始終給上覆膜輥7一個豎直方向的力（兩個氣液增壓缸的液壓桿端部抵住上覆膜輥前后兩端的軸承座），保證在覆膜工作過程中上覆膜輥7不會因為覆膜壓力而竄動，影響覆膜間隙。

所述間隙調整機構包括間隙調整動力組件和間隙調整傳動組件，間隙調整動力組件包括伺服電機10、減速器28、聯軸器11、絲杠12和絲杠支座13，間隙調整傳動組件包括第一斜塊14、第二斜塊15、滾針板16、限軌滑塊17和限軌軌道18。兩個絲杠支座13水平設置在支架1前面板2兩側的位置處，絲杠12的兩端分別安裝在絲杠支座13上，伺服電機10的輸出軸通過聯軸器11與絲杠12的一端相連，兩個絲杠支座13之間設有負載導軌20，負載導軌20上對應設有導軌滑塊21，傳動塊22的后端安裝在導軌滑塊21上，傳動塊22上設有凹槽23（如圖4所示），絲杠12的中部同軸設置有絲杠螺帽19，絲杠螺帽19包括螺帽端和法蘭端，凹槽23能夠容納絲杠螺帽19的螺帽端，螺帽端與絲杠12相配合，法蘭端與傳動塊22相連。傳動塊22的后端上側面為斜面，第一斜塊14設置在該斜面上，滾針板16設置在第一斜塊14上，第二斜塊15安裝在上覆膜輥7的軸承座底部，第一斜塊14、滾針板16和第二斜塊15組成一個運動機構。

上覆膜輥7兩端的軸承座兩側分別設有限軌滑塊17，限軌滑塊17與限軌軌道18匹配安裝，限軌軌道18豎直安裝在支架1的前面板2和后面板3上，實現對上覆膜輥7的限位運動，使上覆膜輥7只能在豎直方向上上下運動。

為了實現精確間隙精確調整，本實用新型還設有間隙測量機構，間隙測量機構包括激光固定板25，在激光固定板25的兩端安裝激光傳感器24，激光固定板25分別設置在上覆膜輥7和下覆膜輥8的前部且對應于上覆膜輥7和下覆膜輥8的中間位置處、以及上覆膜輥7和下覆膜輥8的后部且對應于上覆膜輥7和下覆膜輥8的中間位置處。在所述上覆膜輥7和下覆膜輥8的前后兩端（以圖2中向右的方向為前，向左的方向為后）分別設有一個臺階，激光傳感器24通過對上覆膜輥7和下覆膜輥8端部的臺階的距離變化來檢測出間隙的調整距離。

為了實現清潔功能，在上覆膜輥7和下覆膜輥8的輥面外側設有清潔刮刀26，清潔刮刀26的一端貼近上覆膜輥7和下覆膜輥8的輥面，清潔刮刀26的另一端安裝在刮刀底座27上，刮刀底座27的兩端分別安裝在前面板2和后面板3上。

本實用新型的工作原理：如圖6所示，電極極片100和帶有鋰粉的膜200從兩覆膜輥之間通過，膜200上的鋰粉在覆膜輥的作用下被補充在極片100上，補充的鋰粉可以為電池循環提供鋰源，提高首次效率，提高電池容量。

間隙調整的工作原理：伺服電機10通過聯軸器11帶動絲杠12轉動，通過絲杠螺帽19帶動傳動塊22在水平方向上運動，傳動塊22帶動第一斜塊14運動，通過滾針板16的作用實現第一斜塊14和第二斜塊15之間相對滑動，由于斜塊具有傾斜面，所以最終實現上覆膜輥7上下運動，上覆膜輥7兩端的軸承座兩側設置的限軌軌道18和限軌滑塊17，實現對上覆膜輥7的運動方向的限定，使上覆膜輥7只在豎直方向上運動。本實用新型的間隙調節范圍在0-0.5mm，調節精度達到1um。