CN101087034A - 锂高分子电池z形极芯自动贴片机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其以连贯式的正、负极片贴片运作方式，在无需黏着剂的前提下，即可快速地制备锂高分子电池Z形极芯，有效的节省制程时间与黏着剂成本花费，并进而避免黏着剂可能对锂高分子电池运作时产生的不良影响。此外，本发明的机台设备是以模块化划分，从而使得机台在维修检测时更为快速简易。

Description

锂高分子电池Z形极芯自动贴片机

技术领域

本发明涉及一种蓄电池的制作装置，尤其涉及一种可以增加生产速率与降低制作成本的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机。

背景技术

随着科技的快速发展，促进了电子产品的研发速度，而使得民众生活越来越为便利，例如笔记本电脑、移动电话、数字相机及个人数字助理装置PDA等，这些产品给民众提供了生活及工作处理上的便利。电子产品在使用时都需有电源供应才可运作，一般电源供应的方式不外乎使用电源插头插设于电插座以供电源，或者借助装设在电子产品内部的蓄电器供应电源，蓄电器的种类包括电容器、蓄电池及具有正/负极性的储存电能装置。

锂电池是二次电池的一种，其主要是以正极锂合金氧化物、液体有机电解液和负极碳材料所组成，此外，在正负极之间用隔离膜将正负极隔开以避免短路，而液体有机电解液则含在多孔隙的塑料隔离膜中，负责离子电荷的传导工作。锂电池具有能量密度高、操作电压高、使用温度范围大、无记忆效应、寿命长等优点，但是其单价相对于其它蓄电器种类来说，呈现略高的情况。且以现今既有的锂电池装配类型来说，卷绕式由于利用正极板、负极板与隔离膜三种不同材质来相间进行长条的卷绕，从而导致电流途径增长、电池内阻增加以及对位不良等缺点；而正负极板堆栈式的制造方法，则是因为对位片数多、集电网的使用，以及热压制程，而产生对位与极板毛边的问题。因此新崛起的Z形极芯配置方式因为无上述的缺失，而成为一种较为优良的锂电池装配方式。

因此，本发明针对此种锂电池Z形极芯配置方式提出一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，以加速Z形极芯贴片在隔离膜上的速度，增加组装效率，以降低生产成本。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其利用连贯式贴片运作方式，以更快速与低时间成本来制备锂高分子电池Z形极芯。

本发明的另一目的，在于提供一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其无需使用黏着剂来将极片定位于隔离膜上，因此能够大幅度缩小机台的整体体积，与减少黏着剂保存的相关花费。

本发明的又一目的，在于提供一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其电解液与极片因为未使用黏着剂，因此极片能够全面性的与电解液接触，没有现有极片仅能从无黏着剂处接触的缺陷，进而大幅度提高锂高分子电池的功效与性能，增加产品的市场竞争力。

本发明提供一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，包括一个基座；一个设于基座上的贴片模块，其是用来将极片与隔离膜作Z形极芯方式贴片；一个设于基座上且分设于该贴片模块两侧的左、右定位模块，其是用来将极片进行定位；设于基座上且分设于左、右定位模块的左、右侧的左、右极片料槽模块，其是用来放置未定位的极片；一个设于基座上的同步移载吸盘模块，其是以贴片模块为中心，区分为左移载吸盘模块与右移载吸盘模块，且每一个左移载吸盘模块与右移吸盘模块各具有用来吸引位于该左、右定位模块与该左、右极片料槽模块的极片的两个吸引装置；以及一个设置于该左移载吸盘模块/右移载吸盘模块侧边上的滚轮模块，其是用来牵引隔离膜至贴片模块。

应用本发明一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机与现有技术相比的有益效果在于，其提供一种连贯运作且快速的贴片运作方式，应用本发明的贴片机，无需使用黏着剂来黏着极片与隔离膜，不仅能省去黏着剂所需成本，并可缩小机台体积。且利用本发明所制得的极芯，因为未使用黏着剂，所以电解液能够全面性的注入与极片接触、反应，因此能大幅度提高锂电池的功效。另外，本发明将整个机台区分数个运作模块，当机台产生问题时，可以对运作模块进行装卸、维修，从而大幅度缩短机台停止运作的时间。

附图说明

图1(a)至图1(b)分别为本发明一个较佳实施例的俯视图与以aa’作为剖面线的剖视图。

图2为此较佳实施例的正面视图。

图3至图5为本发明运作时的各步骤示意图。

图6为利用本发明制备Z形极芯时，极芯的堆栈型态示意图。

图7(a)至图7(b)分别为本发明另一较佳实施例的俯视图与以aa’作为剖面线的剖视图。

图8为所述本发明另一较佳实施例的正面视图。

具体实施方式

本发明提供一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其能够使Z形极芯贴片过程更为快速，有效的大幅缩短制程所需时间，此外，利用本发明的贴片机将无需使用黏着剂，从而可避免黏着剂对锂电池反应过程中产生可能的反应影响，且进而可节省黏着剂的成本。

首先，请参照图1(a)与图1(b)，分别为本发明一个较佳实施例的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机的俯视图、与剖面线(aa’)的剖视图，主要包括六个机构模块，分别为构成基座的后侧立板1与工作底板2、以及同步移载吸盘模块3、定位模块4、贴片模块5、左右极片料槽模块6以及隔离膜牵引模块(图中未显示)。

请同时参照图1(a)、图1(b)与图2，以下将对各个移载吸盘模块、定位模块、贴片模块、极片料槽模块以及滚轮模块进行详述：

贴片模块5：贴片模块5设置于工作底板2上，主要功能在于分别将同步移载吸盘模块3所吸取过来的正、负极片与隔离膜作Z形极芯方式贴片。此外为了防止贴片后的极片与隔离膜走位，贴片模块进一步设有前后夹爪(图中未显示)，以将极片、隔离膜夹住使其固定位置不走位。

同步移载吸盘模块3：其设置于后侧立板1上，此同步移载吸盘模块3包含有气缸、与以贴片模块5为中心作分隔的左移载吸盘模块32与右移载吸盘模块34，而每一个左移载吸盘模块32与右移载吸盘模块34包含有两个吸盘322、324与342、344、左右线性驱动装置36、上下驱动装置38。同步移载吸盘模块3的主要功能是利用左右线性驱动装置36、上下驱动装置38与吸盘322、324、342、344将正、负极片吸取后，分别移载至定位模块4及贴片模块5上，分别作正、负极片的定位和贴片功能。

定位模块4：设置于工作底板2上，定位模块4包含有气缸、与以贴片模块5为中心所分隔成的左定位模块42与右定位模块44，其主要功能在于分别将同步移载吸盘模块3所吸取过来的正、负极片，依其各不同的特定尺寸作精密的定位。

极片料槽模块6：设置于工作底板2上，且依以贴片模块5区分为位于左定位模块42左侧的左极片料槽模块62与位于右定位模块44右侧的右极片料槽模块64，极片料槽模块6是将极片66放在料槽68内，以供同步移载吸盘模块3将正、负极片吸取取料。此外，为增加整个料槽68对于正、负极片66的容量更可将料槽68穿设入工作底板2内，再利用额外设置于料槽68内的升降机(图中未显示)将极片往上推，以便于吸盘吸取极片。

滚轮模块7：前端滚轮71固定于后侧立板1上而末端滚轮72固定于左/右移载吸盘模块32、34上，用来牵引隔离膜8至贴片模块5，并随着左/右移载吸盘模块32、34移动。

以下将对全机运作顺序进行说明：

请同时参照图2至图6，首先其是本发明的机台完成需要进行贴片前的状态，由图中可发现此时放置有正、负极片68的料槽66分别插入工作底板2的左右料槽固定位置，且滚轮模块7牵引隔离膜8至贴片模块5，在左/右定位模块42、44各放置一个正/负极片，并完成定位处理；接下来，请参照图3，待左右定位模块动作确认后，利用上下线性驱动装置38使左右移载吸盘模块32、34的左、右吸盘322、324、342、344(共四个)将同时下降，此时吸盘322吸引左极片料槽模块62内正/负极片、吸盘324吸引位于左定位模块42经过定位的正/负极片，此时，进一步可在吸盘322、324、342、344上设置光电开关以检测极片是否已正确吸引；接下来，请参照图4，左移载吸盘模块32利用左右线性驱动装置36，使吸盘322带着极片至左定位模块42而吸盘324吸着极片移至贴片模块5上方；接着利用上下线性模块将吸盘322、324下降，并破真空，以使位于吸盘322上的极片放置于左定位模块42上进行定位，而位于吸盘324上的极片则贴设于位于贴片模块5上的隔离膜8面上，且通过使用前、后夹爪将贴合后的极片或隔离膜夹住，使其定位不动，此时，右移载吸盘模块34的吸盘342、344将随着左移载吸盘模块32向下线性移动，使吸盘342、344分别吸引位于右定位模块44与右极片料槽64内的极片。此外贴片模块5上可增设一个用来缓冲及吸收贴片过程后的厚度所产生的高度差的气缸；接下来，请参照图5，左移载吸盘模块32向左退移至吸盘322位于左极片料槽模块62上方，此时，因为末端滚轮72将牵引隔离膜8随着左移载吸盘32移动，而覆盖在先前所贴附的极片表面上，当左移载吸盘模块32向左退移的同时右移载吸盘模块34向左移，如同先前所述左移载吸盘32的运作，将已经定位的极片经过吸盘344移至贴片模块5上并贴附于隔离膜8上，而吸盘342将由右极片料槽模块64所吸引的极片移至右定位模块44上进行定位；如此重复贴片的步骤直到完成所需要贴片数量后，将隔离膜剪裁，贴上胶带后将夹爪打开，即可由人或机械手取出如图6所示的Z形极芯贴片。

此时，为便于贴上胶带与取出的动作，可在贴片模块上增设前后线性驱动装置(请参照图1(b)，组件标号9)，以便于将完成贴片的极芯送出由人或机械手取得。

而在极片料槽模块6可各增设一个对照式光电开关，从而当极片被吸盘不断吸走后，当料槽内极片降至一定高度后，光电开关检测到即驱动左、右升降马达上升，将极片往上推至定点，以便于后续吸盘取极片的操作。而在升降马达的下方，进一步增设极限开关传感器，从而当槽料内极片完全被吸取完毕后，随即驱动升降马达逆转，作下降动作至最低点后停止运作，待取出空料槽并换上新料槽后，升降马达上升至定点停止，等待继续后续动作。

另外，介绍本发明的另一较佳实施例，一样能够使Z形极芯贴片过程快速，有效的大幅缩短制程所需时间，并无需使用黏着剂，以节省黏着剂的成本。

首先，请参照图7(a)、图7(b)与图8，其分别为本发明另一较佳实施例的俯视图与以aa’作为剖面线的剖视图，及该本发明另一较佳实施例的正面视图。

本发明另一较佳实施例的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其分别为构成基座的后侧立板1’与工作底板2’、以及同步移载吸盘模块3’、定位模块4’、贴片模块5’、左右极片料槽模块6’以及隔离膜牵引模块(图中未显示)。

请同时参照图7(a)、图7(b)与图8，以下将对各个移载吸盘模块、定位模块、贴片模块、极片料槽模块以及滚轮模块进行详述：

贴片模块5’：贴片模块5’设置于工作底板2’上，主要功能在于分别将同步移载吸盘模块3’所吸取过来的正、负极片与隔离膜作Z形极芯方式贴片。此外为了防止贴片后的极片与隔离膜走位，贴片模块进一步设有前后夹爪(图中未显示)，以将极片、隔离膜夹住使其固定位置不走位。

同步移载吸盘模块3’：其设置于后侧立板1’上，此同步移载吸盘模块3’包含有气缸、与以贴片模块5’为中心作分隔的左移载吸盘模块32’与右移载吸盘模块34’，而每一个左移载吸盘模块32’与右移载吸盘模块34’包含有两个吸盘322’、324’与342’、344’、左右线性驱动装置36’、上下驱动装置38’。同步移载吸盘模块3’的主要功能是利用左右线性驱动装置36’、上下驱动装置38’与吸盘322’、324’、342’、344’将正、负极片吸取后，分别移载至定位模块4’及贴片模块5’上，分别作正、负极片的定位和贴片功能。

定位模块4’：设置于工作底板2’上，定位模块4’包含有气缸、与以贴片模块5’为中心所分隔成的左定位模块42’与右定位模块44’，其主要功能在于分别将同步移载吸盘模块3’所吸取过来的正、负极片，依其各不同的特定尺寸作精密的定位。

极片料槽模块6’：设置于工作底板2’上，且依以贴片模块5’区分为位于左定位模块42’左侧的左极片料槽模块62’与位于右定位模块44’右侧的右极片料槽模块64’，极片料槽模块6’是将极片66’放在料槽68’内，以供同步移载吸盘模块3’将正、负极片吸取取料。此外，为增加整个料槽68’对于正、负极片66’的容量更可将料槽68’穿设入工作底板2’内，再利用额外设置于料槽68’内的升降机(图中未显示)将极片往上推，以便于吸盘吸取极片。

滚轮模块7’：前端滚轮71’固定于后侧立板1上而末端滚轮72’固定于左/右移载吸盘模块32’、34’上，用来牵引隔离膜8’至贴片模块5’，并随着左/右移载吸盘模块32’、34’移动。

现就本发明另一较佳实施例的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，与上述的本发明较佳实施例的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机整体结构做一比较，请同时参照图1(a)、图1(b)、图2、图7(a)、图7(b)、图8；上述两个实施例中，最大的不同点在于：极片料槽模块6与极片料槽模块6’，两者的摆设方向并不相同，可由放置于极片料槽模块6内的极片66与放置于极片料槽模块6’内的极片66’加以区别，将极片66’旋转90度后，即为极片66；也即，极片料槽模块6与极片料槽模块6’二者相差的角度为90度。

由于极片66’与极片66相差90度，另外牵引隔离膜8’必须与极片66’相互配合，因此，在本实施例中，牵引隔离膜8’与上述的牵引隔离膜8相比之下，在堆栈时，二者相差的角度也为90度，使得图1(a)及图7(a)所示的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机均可堆栈成如图6所示的Z形极芯堆栈型态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不是用来限定本发明实施的范围，因此任何依本发明权利要求所述的形状、构造、特征及精神所作的等同性变化与修饰，均应包括在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1、一种锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，包含有：

一个基座；

一个贴片模块，其设于该基座上，该贴片模块是用来将极片与隔离膜作Z形方式贴片；

左、右定位模块，其设于该基座上，且分别设于该贴片模块两侧，该定位模块是用来将极片进行定位；

左、右极片料槽模块，其设于该基座上，且该左、右极片料槽模块分别位于该左、右定位模块的左、右侧，且该极片料槽模块是用来放置未定位的极片；

一个同步移载吸盘模块，其设于该基座上，且以该贴片模块为中心，区分为左移载吸盘模块与右移载吸盘模块，且每一个左移载吸盘模块与右移吸盘模块各具有两个吸引装置，其是用来吸引位于该左、右定位模块与该左、右极片料槽模块的极片；以及

一个滚轮模块，设置于该左移载吸盘模块/右移载吸盘模块侧边上，该滚轮模块是用来牵引隔离膜至该贴片模块上。

2、根据权利要求1所述的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，该贴片模块包含有多个夹爪，其是用来将极片与隔离膜夹住，使其定位不会走位。

3、根据权利要求1所述的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，该左、右移载吸盘模块各包含有一个左右线性驱动装置、一个上下驱动装置，用来驱动该左、右移载吸盘模块上下、左右移动。

4、根据权利要求1所述的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，该吸引装置上进一步装设有传感器，以检测确认极片已正确吸取。

5、根据权利要求1所述的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，该左、右极片料槽模块上各装设有传感器，以检测极片的容量状态。

6、根据权利要求1所述的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，该左、右极片料槽模块上各装设有传感器与升降马达，以检测极片的容量状态，并驱动升降马达将极片往上推，以利于该吸引装置吸引极片。

7、根据权利要求6所述的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，该左、右极片料槽模块上进一步装设有极限传感器，以检测极片是否完全取完后，并驱动升降马达逆转。

8、根据权利要求1所述的锂高分子电池Z形极芯自动贴片机，其特征在于，该贴片模块进一步设有前后线性驱动装置，以利于将完成贴片的极片送出，便于人或机械手取得。

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