本技術(shù)屬于鋰電池制造，尤其涉及一種電芯熱壓整形方法、電池單體及電芯熱壓整形裝置。

背景技術(shù)：

1、卷繞式電芯包括裸電芯結(jié)構(gòu)，裸電芯結(jié)構(gòu)是將正極片、負極片及隔膜按照預定順序進行層疊并進行卷繞成型的零部件。卷繞成型的裸電芯結(jié)構(gòu)下料后，裸電芯結(jié)構(gòu)呈蓬松狀態(tài)，正極片和負極片容易滑移且不易裝配，故卷繞成型的裸電芯結(jié)構(gòu)通常需進行熱壓整形或冷壓整形，以將裸電芯結(jié)構(gòu)整形為固定形狀。

2、目前，熱壓整形工藝在行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用普及率相較于冷壓整形工藝更高。相關(guān)技術(shù)的電芯熱壓裝置包括兩組相對設(shè)置的熱壓組件，兩組熱壓組件的熱壓面相對設(shè)置，熱壓組件包括熱壓板，在熱壓板側(cè)面連接有若干個加熱管，通過加熱管對熱壓板進行加熱，兩組熱壓板相向移動夾持裸電芯結(jié)構(gòu)時，通過加熱管進行加熱后的熱壓板對裸電芯結(jié)構(gòu)完成熱壓工序。

3、綜上可知，相關(guān)技術(shù)的電芯熱壓裝置通過熱壓板對裸電芯結(jié)構(gòu)加熱是間接加熱，能量利用率低、加熱時間長，并且，與裸電芯結(jié)構(gòu)抵接的熱壓板表面溫度高、熱壓板抵接裸電芯結(jié)構(gòu)表面的時間長，易導致隔膜閉孔。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種電芯熱壓整形方法、電池單體及電芯熱壓整形裝置，旨在解決通過熱壓板對裸電芯結(jié)構(gòu)間接加熱，能量利用率低、加熱時間長，并且，與裸電芯結(jié)構(gòu)抵接的熱壓板表面溫度高、熱壓板抵接裸電芯結(jié)構(gòu)表面的時間長，易導致隔膜閉孔的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種電芯熱壓整形方法，用于對裸電芯結(jié)構(gòu)進行熱壓成型，電芯熱壓整形方法包括以下步驟：

3、將裸電芯結(jié)構(gòu)的其中兩個正極極耳和/或其中兩個負極極耳電連接至加熱電源，以進行通電加熱裸電芯結(jié)構(gòu)；

4、對加熱后的裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形，以固定裸電芯結(jié)構(gòu)的形狀輪廓。

5、本技術(shù)的實施例提供的電芯熱壓整形方法通過采用直接對裸電芯結(jié)構(gòu)中的極片通電使得極片過流產(chǎn)生歐姆熱來加熱裸電芯結(jié)構(gòu)的方式，能夠快速地同步加熱裸電芯結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈與外圈，加熱時間短、加熱均勻、加熱溫度分布一致性好，并且能量利用率明顯提高。并且，壓板抵接裸電芯結(jié)構(gòu)表面的時間更短，從而降低裸電芯結(jié)構(gòu)的表層隔膜發(fā)生隔膜閉孔的概率，提高鋰電池的產(chǎn)品質(zhì)量。

6、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“將裸電芯結(jié)構(gòu)的其中兩個正極極耳和/或其中兩個負極極耳電連接至加熱電源，以進行通電加熱裸電芯結(jié)構(gòu)”之前，執(zhí)行步驟：將正極片、隔膜及負極片層疊并復合成型為電芯料卷，并將電芯料卷卷繞形成裸電芯結(jié)構(gòu)。快速地卷繞形成蓬松狀態(tài)的裸電芯結(jié)構(gòu)，為進行熱壓完成準備工作，提高工作效率。

7、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“將裸電芯結(jié)構(gòu)的其中兩個正極極耳和/或其中兩個負極極耳電連接至加熱電源”的過程中：其中兩個正極極耳是裸電芯結(jié)構(gòu)展開為電芯料卷時相距最遠的兩個正極極耳；和/或，其中兩個負極極耳是裸電芯結(jié)構(gòu)展開為電芯料卷時相距最遠的兩個負極極耳。如此，正極片和/或負極片過流時能夠產(chǎn)生歐姆熱的歐姆電阻最大，使得正極片和/或負極片過流產(chǎn)生歐姆熱的發(fā)熱效率最高，能量利用率高。

8、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“將電芯料卷卷繞形成裸電芯結(jié)構(gòu)”之前，對需要連接加熱電源的兩個正極極耳和/或兩個負極極耳進行模切預留極耳接電端部。由于極耳接電端部在極耳的長度基礎(chǔ)上延長了長度，因此，極耳接電端部與加熱電源的電源正極及電源負極進行電連接時不會受到其余極耳的干涉，從而更加方便、快捷地完成電連接。

9、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“對需要連接加熱電源的兩個正極極耳和/或兩個負極極耳進行模切預留極耳接電端部”時，對各個正極極耳以及各個負極極耳進行模切，使得模切后的各個正極極耳與各個負極極耳的輪廓形狀均一致。形狀一致的正極極耳和負極極耳能夠方便分別整理，提高整理極耳的工作效率。

10、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“將電芯料卷卷繞形成裸電芯結(jié)構(gòu)”的過程中：使得各個正極極耳相互對齊，相鄰兩個正極極耳的表面之間具有間隙；并且，使得各個負極極耳相互對齊，相鄰兩個負極極耳的表面之間具有間隙。各個正極極耳相互對齊以及各個負極極耳相互對齊，在后續(xù)的裝配工序中，有利于快速地完成將各個正極極耳電連接至電池單體的正極的集流體，以及有利于快速地完成將各個負極極耳電連接至電池單體的負極的集流體，提高裝配效率。并且，相鄰兩個正極極耳的表面之間、相鄰兩個負極極耳的表面之間具有間隙，也就是，相鄰兩個正極極耳之間、相鄰兩個負極極耳之間是相互絕緣的。這樣，當兩個正極極耳和/或兩個負極極耳電連接至加熱電源的電源正極、電源負極并通電流時，電流必然流經(jīng)兩個極耳之間的導體，從而正極片和/或負極片產(chǎn)生歐姆熱，以高效地加熱整個裸電芯結(jié)構(gòu)。

11、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行完成步驟“對加熱后的裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形”之后，對極耳接電端部進行裁切。裁切掉極耳接電端部，使得全部正極極耳的長度是完全一致的，全部負極極耳的長度是完全一致的，有利于快速地完成將各個正極極耳電連接至電池單體的正極的集流體，以及快速地完成將各個負極極耳電連接至電池單體的負極的集流體，提高裝配效率。

12、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“對加熱后的裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形”的過程中：采用上下夾壓的方式對裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形。此時夾壓整形采用的第一壓板和第二壓板呈上下正對設(shè)置，蓬松狀態(tài)的裸電芯結(jié)構(gòu)可以直接被轉(zhuǎn)移并放置在第一壓板上，能夠簡化對裸電芯結(jié)構(gòu)進行輸送的轉(zhuǎn)移過程，節(jié)約輸送時間，提高工作效率。

13、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“將其中兩個正極極耳和/或其中兩個負極極耳電連接至加熱電源，以進行通電加熱裸電芯結(jié)構(gòu)”時，加熱時間為5s-10s。根據(jù)歐姆定律，歐姆熱q＝i2*r*t，對裸電芯結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效加熱，加熱時間5s-10s即可完成對裸電芯結(jié)構(gòu)加熱至合適的熱壓溫度。

14、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“對加熱后的裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形，以固定裸電芯結(jié)構(gòu)的形狀輪廓”時，夾壓裸電芯結(jié)構(gòu)的時間為5s-10s。對裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形的時間不宜過長，選取合適的壓力夾壓裸電芯結(jié)構(gòu)5s-10s，即可得到固定形狀輪廓的裸電芯結(jié)構(gòu)，減少因夾壓時間過長發(fā)生隔膜閉孔的情況。

15、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“對加熱后的裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形，以固定裸電芯結(jié)構(gòu)的形狀輪廓”時，夾壓裸電芯結(jié)構(gòu)的面壓力大于等于5mpa。對裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形的壓力不宜過大，選取合適的壓力5mpa夾壓裸電芯結(jié)構(gòu)，即可得到固定形狀輪廓的裸電芯結(jié)構(gòu)，減少因壓力過大發(fā)生隔膜閉孔的情況。

16、在本技術(shù)的一些實施例中，在執(zhí)行步驟“將其中兩個正極極耳和/或其中兩個負極極耳電連接至加熱電源，以進行通電加熱”與執(zhí)行步驟“對加熱后的裸電芯結(jié)構(gòu)進行夾壓整形，以固定裸電芯結(jié)構(gòu)的形狀輪廓”之間的間隔時間為0-10s。將加熱完成的裸電芯結(jié)構(gòu)靜置，從而使裸電芯結(jié)構(gòu)的整體溫度達到用于執(zhí)行步驟s50的理想溫度值，由于執(zhí)行步驟s50時裸電芯結(jié)構(gòu)40的溫度適宜，有效降低了因裸電芯結(jié)構(gòu)溫度高導致隔膜閉孔的發(fā)生概率，有效提高了熱壓整形的裸電芯結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品質(zhì)量。

17、根據(jù)本技術(shù)的另一方面，提供了一種電池單體。其中，該電池單體包括采用如前述的電芯熱壓整形方法進行熱壓整形的裸電芯結(jié)構(gòu)。

18、根據(jù)本技術(shù)的又一方面，提供了一種電芯熱壓整形裝置。其中，該電芯熱壓整形裝置包括整形工位，整形工位設(shè)有驅(qū)動機構(gòu)、第一壓板、第二壓板及加熱電源，第一壓板與第二壓板正對設(shè)置以夾壓裸電芯結(jié)構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)與第一壓板驅(qū)動連接和/或驅(qū)動機構(gòu)與第二壓板驅(qū)動連接，加熱電源用于對裸電芯結(jié)構(gòu)進行通電加熱。此時，夾壓整形采用的第一壓板和第二壓板呈上下正對設(shè)置，蓬松狀態(tài)的裸電芯結(jié)構(gòu)可以直接被轉(zhuǎn)移并放置在第一壓板上，能夠簡化對裸電芯結(jié)構(gòu)進行輸送的轉(zhuǎn)移過程，節(jié)約輸送時間，提高工作效率。通過采用直接對裸電芯結(jié)構(gòu)中的極片通電使得極片過流產(chǎn)生歐姆熱來加熱裸電芯結(jié)構(gòu)的方式，能夠快速地同步加熱裸電芯結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈與外圈，加熱時間短、加熱均勻、加熱溫度分布一致性好，并且能量利用率明顯提高。并且，壓板抵接裸電芯結(jié)構(gòu)表面的時間更短，從而降低裸電芯結(jié)構(gòu)的表層隔膜發(fā)生隔膜閉孔的概率，提高鋰電池的產(chǎn)品質(zhì)量。

19、在本技術(shù)的一些實施例中，電芯熱壓整形裝置還包括卷繞工位，卷繞工位位于整形工位的上游，卷繞工位用于將電芯料卷卷繞形成裸電芯結(jié)構(gòu)?？焖俚鼐砝@形成蓬松狀態(tài)的裸電芯結(jié)構(gòu)，為進行熱壓完成準備工作，提高工作效率。

20、在本技術(shù)的一些實施例中，電芯熱壓整形裝置還包括復合成型工位和模切工位，模切工位位于卷繞工位的上游，復合成型工位位于模切工位的上游，復合成型工位用于將正極片、隔膜及負極片層疊地復合成型為電芯料卷，模切工位用于對電芯料卷上的正極極耳和/或負極極耳進行模切，并模切得到用于與加熱電源電連接的極耳接電端部。由于極耳接電端部在極耳的長度基礎(chǔ)上延長了長度，因此，極耳接電端部與加熱電源的電源正極及電源負極進行電連接時不會受到其余極耳的干涉，從而更加方便、快捷地完成電連接。

21、在本技術(shù)的一些實施例中，整形工位還設(shè)有裁切機構(gòu)，在第一壓板和第二壓板夾壓裸電芯結(jié)構(gòu)之后，裁切機構(gòu)用于裁切極耳接電端部。裁切掉極耳接電端部，使得全部正極極耳的長度是完全一致的，全部負極極耳的長度是完全一致的，有利于快速地完成將各個正極極耳電連接至電池單體的正極的集流體，以及快速地完成將各個負極極耳電連接至電池單體的負極的集流體，提高裝配效率。

22、本技術(shù)的實施例具有以下有益效果：

23、通過采用直接對裸電芯結(jié)構(gòu)中的極片通電使得極片過流產(chǎn)生歐姆熱來加熱裸電芯結(jié)構(gòu)的方式，能夠快速地同步加熱裸電芯結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈與外圈，加熱時間短、加熱均勻、加熱溫度分布一致性好，并且能量利用率明顯提高。并且，壓板抵接裸電芯結(jié)構(gòu)表面的時間更短，從而降低裸電芯結(jié)構(gòu)的表層隔膜發(fā)生隔膜閉孔的概率，提高鋰電池的產(chǎn)品質(zhì)量。