用于制备多孔极片的控制系统及制备多孔极片的方法与流程

本发明属于锂电池制备，尤其涉及一种用于制备多孔极片的控制系统及制备多孔极片的方法。

背景技术：

1、锂离子电池由于其能量密度高，循环寿命长等优点，而广泛用于电动汽车，数码电子设备，航空航天载具等领域。而随着锂离子电池应用场景的持续扩大，现有的锂离子电池性能愈发不能满足市场的各类特殊要求。其中循环寿命成为现有锂离子电池技术的主要开发方向之一。多微孔极片结构能保证单体电池内的活性锂离子在裸电芯内的渗透效果，从而提高正负极极片两侧的活性锂离子的一致性，进而成为提高锂离子电池循环寿命和电芯整体性能一致性的主要手段之一，而目前的多微孔极片结构主要是通过箔材打孔、泡沫结构和三维编织物为主流技术。从而实现电池使用寿命提升和电性能稳定增加的目标。

2、然而，箔材打孔的主要手段为脉冲激光打孔技术，通过使用脉冲激光对箔材进行照射，烧穿箔材上的照射点实现多孔集流体制备，但是该类制备方案涉及激光设备使用，这就导致多孔箔材的成本生产成本昂贵，耗能高，不利于大规模生产制备。泡沫结构集流体的孔通道结构蜿蜒曲折，且通道穿透性不可控，这就导致了制备得到的多孔极片的局部通透性不佳，进而影响电芯整体的性能一致性。三维编织物结构则需要将金属制备成微米丝材，再进行编网处理，制备得到的编织物工序流程繁多，进而导致了该类多孔结构极片的使用成本增加，不利于大规模生产制造。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种用于制备多孔极片的控制系统及制备多孔极片的方法；该控制系统能够实现自动化制备多孔极片；不仅成本低，而且制备的多孔极片的孔通道规则可控，适合大规模生产。

2、根据本发明实施例第一方面，提供一种用于制备多孔极片的控制系统，包括：牵引单元，包括推进机构以及与所述推进机构连接的夹具机构；所述牵引单元，用于基于牵引指令的触发控制所述夹具机构夹紧极片带，并在确定所述极片带被夹紧后控制所述推进机构移动以输送所述极片带至所述冲压单元，生成第一触发指令，且向所述冲压单元发送所述第一触发指令；所述冲压单元，包括冲压台，以及设置在所述冲压台上方的冲压机构；所述冲压台用于盛放所述推进机构输送的极片带；所述冲压单元，用于基于所述第一触发指令的触发控制所述冲压机构对所述冲压台上的极片带执行冲压操作，并在确定所述冲压操作结束后收起所述冲压机构，生成第二触发指令，且向所述牵引单元发送所述第二触发指令；所述牵引单元，还用于基于所述第二触发指令的触发控制所述夹具机构松开所述极片带，并将冲压后获得的多孔极片通过所述冲压单元输送至极片收纳单元；所述极片收纳单元，用于收纳冲压后的多孔极片。

3、优选的，所述的系统还包括：后处理单元；所述后处理单元设置在所述冲压单元与所述极片收纳单元之间；所述后处理单元包括：吸样台、吸盘，以及输送机构；所述吸样台，用于对所述冲压单元输送的多孔极片进行后处理；所述吸盘相对设置在所述吸样台上方，所述吸盘的一侧用于从所述吸样台吸附后处理后的多孔极片，另一侧与所述输送机构连接；所述后处理单元，用于基于后处理指令的触发控制所述吸样台的气压在预设范围内以吸附所述多孔极片孔中的模切颗粒；并在确定吸附完成后控制所述输送机构从所述吸样台上抓取后处理的多孔极片以输送至所述极片收纳单元。

4、优选的，所述输送机构包括竖直设置的第一机械臂，以及相对所述第一机械臂垂直设置的第二机械臂；所述第一机械臂的可伸缩一端与所述吸盘连接，所述第一机械臂的另一端和所述第二机械臂的可伸缩一端连接；所述输送机构，用于控制所述第二机械臂执行伸缩操作以使所述第一机械臂所连接的吸盘达到预设气压，并在确定所述吸盘达到预设气压后控制所述第一机械臂朝着所述吸样台的方向上下移动以吸附多孔极片；所述输送机构，还用于在确定所述多孔极片被吸附后控制第二机械臂沿着所述吸样台的左/右方向移动以将所述多孔极片从所述吸样台转移至所述极片收纳单元。

5、优选的，所述冲压机构包括冲压杆、模具，以及盛放所述模具的模具槽；所述冲压杆的可伸缩一端与所述模具槽连接；所述模具嵌入所述模具槽中，并与所述模具槽进行机械固定；所述冲压杆，用于带动所述模具沿着所述冲压杆的轴向方向可伸缩地移动以对所述极片带提供冲压力；所述冲压单元，用于基于所述第一触发指令的触发控制所述冲压杆向下移动以对所述极片带执行冲压操作，并在所述冲压操作达到预设时间后控制所述冲压杆向上移动，生成第二触发指令。

6、优选的，所述系统还包括：极片输送单元；所述极片输送单元包括：用于放置极片卷的放卷杆以及导向辊；其中，所述极片卷用于指示极片带的收纳状态；所述极片输送单元，用于控制所述极片杆旋转以对所述极片卷进行放卷操作；并在所述放卷过程中控制所述导向辊提供张力和换向作用以输送放卷后的极片带至所述推进机构。

7、优选的，所述推进机构包括上下相对设置的第一推进机构、第二推进机构、底座，以及第四支撑架；所述第一推进机构包括第一支撑架、第一推进杆，以及下压杆；所述第一支撑架和所述下压杆相对设置；所述第一推进杆的一端沿着第一支撑杆的垂直方向与所述第一支撑杆固定连接，另一端与所述下压杆的上端固定连接；所述第一推进杆能够可伸缩地带动着所述下压杆沿着水平方向移动；所述第二推进机构包括设置在所述底座上的第二支撑架、第三支撑架，以及第二推进杆；所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架均垂直于所述底座相对设置；所述第二支撑架和所述四支撑架分别固定连接于所述底座的两端，所述第二推进杆平行于底座方向固定连接在所述第二支撑架和所述第三支撑架之间；且所述第二推进杆能够可伸缩地带动着所述第三支撑杆沿着水平方向移动；所述第四支撑架用于对所述第二推进杆的移动距离进行限位；所述第三支撑架的上端连接有下夹具；所述下压杆的下端连接有上夹具；所述上夹具和所述下夹具相对设置；所述牵引单元，用于基于牵引指令的触发控制所述下压杆带动所述上夹具沿着所述下压杆的轴向方向向下移动以与所述下夹具配合作用夹紧所述极片带，并在确定所述极片带被夹紧后控制所述第一推进杆和所述第二推进杆共同沿着水平方向伸缩以输送所述极片带至冲压单元，生成第一触发指令。

8、优选的，所述系统还包括；设置在所述牵引单元和所述冲压单元之间的第一过渡平台；以及设置在所述冲压单元和所述后处理单元之间的第二过渡平台；所述第一过渡平台和所述第二过渡平台均用于支撑输送过程中的极片带。

9、优选的，所述输送机构，还用于基于所述多孔极片与所述极片收纳单元接触所生成的第三触发指令控制所述第二机械臂执行伸缩操作以使所述第一机械臂连接的吸盘达到标准气压，并在确定所述吸盘达到标准气压后控制所述第二机械臂执行归位操作。

10、根据本发明实施例第二方面，还提供一种根据第一方面所述的控制系统制备多孔极片的控制方法，所述方法包括：所述极片输送单元控制所述极片杆旋转以对所述极片卷进行放卷操作；并在所述放卷过程中控制所述导向辊提供张力和换向作用以输送放卷后的极片带至所述牵引单元，生成牵引指令；所述极片输送单元将所述牵引指令发送至所述牵引单元；

11、所述牵引单元基于牵引指令的触发控制所述夹具机构夹紧极片带，并在确定所述极片带被夹紧后控制所述推进机构移动以输送所述极片带至冲压单元，生成第一触发指令；所述牵引单元向所述冲压单元发送所述第一触发指令；

12、所述冲压单元基于所述第一触发指令的触发控制所述冲压机构对所述冲压台上的极片带执行冲压操作，并在确定所述冲压操作结束后收起所述冲压机构，生成第二触发指令；所述冲压单元向所述牵引单元发送所述第二触发指令；

13、所述牵引单元，还用于基于所述第二触发指令的触发控制所述夹具机构松开所述极片带，并将冲压后获得的多孔极片通过所述冲压单元输送至极片收纳单元，从而制得多孔极片。

14、根据本发明实施例第三方面，还提供一种如第二方面所述控制方法制得的多孔极片能够应用于聚合物锂离子电池中。

15、本发明实施例提供用于制备多孔极片的控制系统及制备多孔极片的方法；该系统包括：牵引单元，包括推进机构以及与所述推进机构连接的夹具机构；所述牵引单元，用于基于牵引指令的触发控制所述夹具机构夹紧极片带，并在确定所述极片带被夹紧后控制所述推进机构移动以输送所述极片带至所述冲压单元，生成第一触发指令，且向所述冲压单元发送所述第一触发指令；所述冲压单元，包括冲压台，以及设置在所述冲压台上方的冲压机构；所述冲压台用于盛放所述推进机构输送的极片带；所述冲压单元，用于基于所述第一触发指令的触发控制所述冲压机构对所述冲压台上的极片带执行冲压操作，并在确定所述冲压操作结束后收起所述冲压机构，生成第二触发指令，且向所述牵引单元发送所述第二触发指令；所述牵引单元，还用于基于所述第二触发指令的触发控制所述夹具机构松开所述极片带，并将冲压后获得的多孔极片通过所述冲压单元输送至极片收纳单元；所述极片收纳单元，用于收纳冲压后的多孔极片。本实施例制备多孔极片的控制系统通过设置牵引单元能够为极片带提供拉力，从而确保极片带段式移动；通过设置冲压单元，能够为极片带提供冲压力，实现自动冲压。由此，采用本实施例的控制系统能够实现自动化制备多孔极片，而且整个控制系统设备无需昂贵耗材，因此能耗低、生产成本低；另外，基于本实施例控制系统所制备的多孔极片的孔通道规则可控，局部的锂离子渗透效率有效可控。