CN102306843A

CN102306843A - 一种电池叠片设备

Info

Publication number: CN102306843A
Application number: CN201110215854A
Authority: CN
Inventors: 王胜玲; 王维东; 罗捷
Original assignee: Shenzhen Yinghe Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Yinghe Technology Co Ltd
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: CN102306843B

Abstract

本发明公开了一种电池叠片设备，包括：叠片装置、正、负极料盒、正、负极取料单元、正、负极送料单元、正、负极定位台，叠片装置设置成沿直线纵向运动，正极定位台、正极送料单元和正极取料单元构成的部分与负极定位台、负极送料单元和负极取料单元构成的部分并排设置在叠片装置的运动方向的同一侧，正极取料单元和正极送料单元横向联动且正极送料单元更靠近叠片装置，负极取料单元和负极送料单元横向联动且负极送料单元更靠近叠片装置；取料单元和送料单元同步地分别从极片料盒和定位台取出极片，并同步靠近叠片装置，当叠片装置运动到与取料单元和送料单元同一直线后，取料单元和送料单元同步地分别将极片放到定位台和叠片装置。

Description

一种电池叠片设备

技术领域

本发明涉及动力电池生产设备，尤其涉及一种电池叠片设备。

背景技术

储能锂电池正在向大功率发展，目前大功率的锂电池往往通过将正、负极片用隔膜隔离，隔膜与极片反复交叉重叠而制成，而每个电池需要几十甚至几百对极片叠成，工作量非常大。

电池叠片设备通过从料盒中取出由成型设备裁切成型的正、负极片再叠置起来而制作电池。专利号为200820093966.4的一种自动叠片机，其结构包括：机架、设于机架上、用于运送待叠片正、负极片的送片机构，其特征在于，进一步包括:设于机架上、用于与所述送片机构连接的、用于压实极片以形成极芯的压片机构，设于压片机构下方、用于顶出极片压实后形成的极芯顶出机构，以及与所述送片机构、压片机构及顶出机构电连接的、并控制上述机构顺序工作的控制单元。该设备结构较繁琐，效率较低，不能满足现在大功率电池的生产要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种叠片设备，以减小设备占用的空间及提高设备的工作效率。

一种电池叠片设备，包括叠片装置、正极料盒和负极料盒，还包括正极定位台、负极定位台、正极取料单元、正极送料单元、负极取料单元和负极送料单元，所述叠片装置设置成沿直线纵向运动，所述正极定位台、正极送料单元和正极取料单元构成的部分与负极定位台、负极送料单元和负极取料单元构成的部分并排设置在所述叠片装置的运动方向的同一侧，所述正极取料单元和所述正极送料单元横向联动且所述正极送料单元更靠近所述叠片装置，所述负极取料单元和所述负极送料单元横向联动且所述负极送料单元更靠近所述叠片装置；

所述正极取料单元和正极送料单元同步地分别从正极料盒和正极定位台取出正极片，并同步靠近所述叠片装置，当所述叠片装置运动到与所述正极取料单元和正极送料单元同一直线后，所述正极取料单元和正极送料单元同步地分别将正极片放到所述正极定位台和叠片装置；

所述负极取料单元和负极送料单元同步地分别从负极料盒和定位台取出负极片，并同步靠近所述叠片装置，当所述叠片装置运动到与所述负极取料单元和负极送料单元同一直线后，所述负极取料单元和负极送料单元同步地分别将负极片放到所述负极定位台和叠片装置。

优选地，还包括正极移动台和负极移动台，所述正极取料单元和正极送料单元固定在所述正极移动台上，所述正极移动台沿直线运动而带动所述正极取料单元和正极送料单元同步运动，所述负极取料单元和负极送料单元固定在所述负极移动台上，所述负极移动台沿直线运动而带动所述负极取料单元和负极送料单元同步运动。

优选地，还包括机架，所述正极移动台包括固定板、移动板、移动电机、第一滑轨、第二滑轨、移动丝杆、丝杆固定块、移动联轴器和丝杆滑块；所述固定板固定在机架上，所述丝杆固定块、第一滑轨和第二滑轨固定在所述固定板上，所述丝杆固定在所述丝杆固定块上，丝杆固定块对丝杆起支撑作用，所述移动电机通过移动联轴器与所述移动丝杆连接，所述移动板在所述第一滑轨和第二滑轨上移动，所述丝杆滑块分别与所述移动丝杆和移动板螺纹连接和固定连接，所述移动电机驱动所述移动丝杆而带动所述丝杆滑块移动。

优选地，所述正极取料单元包括取料气缸、取料固定块、取料定位块和至少一个取料吸管；所述取料气缸固定在所述正极移动台上，所述取料气缸的伸缩端与所述取料定位块固定，所述取料固定块固定在所述取料定位块上，所述取料吸管固定在所述取料固定块上，所述取料吸管一端连接气管，另一端连接有取料吸盘，所述取料吸管上套有取料弹簧，所述取料弹簧的两端分别与所述取料固定块与取料吸盘接触。

优选地，所述正极送料单元包括送料气缸、送料固定块、送料固定块和至少一个送料吸管；所述送料气缸固定在所述正极移动台上，送料气缸的伸缩端与所述送料固定块固定，所述送料定位块与所述送料固定块固定，所述送料吸管固定在所述送料固定块上，所述送料吸管一端连接气管，另一端连接有送料吸盘，所述送料吸管上套有送料弹簧，所述送料弹簧的两端分别与所述送料固定块与送料吸盘接触。

优选地，还包括机架，所述负极移动台包括固定板、移动板、移动电机、第一滑轨、第二滑轨、移动丝杆、丝杆固定块、移动联轴器和丝杆滑块；所述固定板固定在机架上，所述丝杆固定块、第一滑轨和第二滑轨固定在所述固定板上，所述丝杆固定在所述丝杆固定块上，所述丝杆固定块所述移动电机通过移动联轴器与所述移动丝杆连接，所述移动板沿所述第一滑轨和第二滑轨移动，所述丝杆滑块分别与所述移动丝杆和移动板螺纹连接和固定连接，所述移动电机驱动所述移动丝杆而带动所述丝杆滑块移动。

优选地，所述负极取料单元包括取料气缸、取料固定块、取料定位块和至少一个取料吸管；所述取料气缸固定在所述负极移动台上，所述取料气缸的伸缩端与所述取料定位块固定，所述取料固定块固定在所述取料定位块上，所述取料吸管固定在所述取料固定块上，所述取料吸管一端连接气管，另一端连接有取料吸盘，所述取料吸管上套有取料弹簧，所述取料弹簧的两端分别与所述取料固定块与取料吸盘接触。

优选地，所述负极送料单元包括送料气缸、送料固定块、送料固定块和至少一个送料吸管；所述送料气缸固定在所述负极移动台上，送料气缸的伸缩端与所述送料固定块固定，所述送料定位块与所述送料固定块固定，所述送料吸管固定在所述送料固定块上，所述送料吸管一端连接气管，另一端连接有送料吸盘，所述送料吸管上套有送料弹簧，所述送料弹簧的两端分别与所述送料固定块与送料吸盘接触。

由于正极取料单元、正极送料单元、正极定位台、料盒与负极取料单元、负极送料、负极定位台、料盒设置在叠片装置运动方向的同一侧，同时配合以正极（负极）取料单元和正极（负极）送料单元同步动作，不仅保证了取料及送料的一致性，大大提高了输送极片的效率，而且减小了正负极输送机构所占叠片设备的横向空间，使得叠片设备更加紧凑，减小了整个设备占用的空间。

附图说明

图1是本发明一种实施例的一种电池叠片设备的俯视图；

图2是图1中正极输送机构或负极输送机构的主视图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

本发明的电池叠片设备一种实施例，包括叠片装置、正极料盒和负极料盒，还包括正极定位台、负极定位台、正极取料单元、正极送料单元、负极取料单元和负极送料单元，所述叠片装置设置成沿直线纵向运动，所述正极定位台、正极送料单元和正极取料单元构成的部分与负极定位台、负极送料单元和负极取料单元构成的部分并排设置在所述叠片装置的运动方向的同一侧，所述正极取料单元和所述正极送料单元横向联动且所述正极送料单元更靠近所述叠片装置，所述负极取料单元和所述负极送料单元横向联动且所述负极送料单元更靠近所述叠片装置；

一种电池叠片设备的另一种具体实施例，参见图1和图2，包括机架1、隔膜放卷机构（未图示）、叠片装置2、正极输送机构3、负极输送机构4、隔膜切断机构5、收尾机构（未图示）、电芯旋转机构6、贴胶机构7、下料机构8。其中，正极输送机构3和负极输送机构4并排位于叠片装置2的运动方向的同一侧。正极输送机构3和负极输送机构4结构相同。

以下针对正极输送机构3作详细说明，而负极输送机构4与正极输送机构3是类似的，不作赘述。

正极输送机构3包括：取料单元32、定位台33、送料单元34、移动台35和至少一个料盒31。料盒31及定位台33固定在机架1上，取料单元32及送料单元34位于料盒31及定位台33上方，并且固定在移动台35上，取料单元32和送料单元34沿横向设置，且送料单元34比取料单元32更靠近叠片装置2，定位台33和料盒31沿横向设置，且定位台33比料盒31更靠近叠片装置2，移动台35的水平横向移动将带动取料单元32和送料单元34沿横向同步运动。

移动台35包括固定板3501、移动板3502、移动电机3503、第一滑轨3504、第二滑轨3505、移动丝杆3506、丝杆固定块3507、移动联轴器3508和丝杆滑块3509。固定板3501固定在机架1上，丝杆固定块3507、第一滑轨3504和第二滑轨3505固定在固定板3501上，移动丝杆3506固定在丝杆固定块3507上，丝杆固定块3507对移动丝杆3506起支撑作用，第一滑轨3504和第二滑轨3505沿横向设置，移动电机3503通过移动联轴器3508与移动丝杆3506连接，移动板3502连接在第一滑轨3204及第二滑轨3505的滑块上，可随滑块一起沿导轨方向移动，丝杆滑块3509与移动丝杆3506螺纹连接，且与移动板3502固定连接，移动电机3503驱动移动丝杆3506，带动丝杆滑块3509移动，从而带动移动板3502移动。

取料单元32包括取料气缸3201、取料气缸固定块3202、取料固定块3204、取料定位块3206和至少一个取料吸管3203。取料气缸3201固定在取料气缸固定块3202，取料气缸固定块3202固定在移动板3502上，取料气缸3201的伸缩端固定有取料定位块3206，取料定位块3206固定有取料固定块3204，当有多个取料吸管时，取料吸管3203均匀分布地固定在取料固定块3204上，取料吸管3203一端连接有取料限位块3207并连接气管，另一端连接有取料吸盘3205，取料限位块3207位于取料固定块3204上方，但不与其固定连接，取料吸管3203运动时取料限位块3207随着一起运动，取料吸管3203上套有取料弹簧3208，取料弹簧3208位于取料固定块3204与取料吸盘3205之间，在取料吸管3203吸取极片瞬间或者取料吸管3203处于定位台上时，取料弹簧3208处于收缩状态，其余时段处于自然状态，取料弹簧3208起到缓冲和使取料吸盘3205复位的作用。

送料单元34包括送料气缸3401、送料气缸固定块3402、送料固定块3404、送料固定块3406和至少一个送料吸管3403。送料气缸固定块3402固定在移动板3502上，送料气缸3401固定在送料气缸固定板3402上，送料气缸3401的伸缩端固定有送料固定块3406上，送料定位块3406上固定有送料固定块3404，当有多个送料吸管3403时，送料吸管3403均匀分布地固定在送料固定块3404上，送料吸管3403一端连接有送料定位块3406并连接气管，另一端连接有送料吸盘3405，送料吸管限位块3407位于送料固定块3404上方，但不与其固定连接，送料吸管3403运动时送料限位块3407随着一起运动，在送料吸管3403上套有送料弹簧3408，且送料弹簧3408位于送料固定块3404与送料吸盘3405之间，在送料吸管3403吸取极片瞬间或者送料吸管3403处于定位台上时，送料弹簧3408处于收缩状态，其余时段处于自然状态，送料弹簧3408起到缓冲和使送料吸盘3405复位的作用。

上述具体实施例中的叠片设备的工作过程如下：

隔膜放卷机构自动放卷隔膜，经隔膜张力及过渡机构进入叠片装置，同时，负极输送机构4动作，即取料单元32和送料单元34同步动作，取料单元32和送料单元34同步地分别从负极料盒和定位台取出负极片，并同步靠近所述叠片装置。

对于取料单元32，其具体动作为：取料气缸3201伸出，带动取料单元32整体向下移动，取料吸管3203通气，取料吸盘3204吸取料盒31内的负极片，取料气缸3202退回，带动取料单元32整体退回；对于送料单元34其具体动作为：送料气缸3401伸出，带动送料单元34整体向下移动，送料吸管3403通气，送料吸盘3405吸取定位台33上的极片，送料气缸3401退回，带动送料单元34整体退回。随后，负极移动台35开始动作：移动电机3503启动，驱动移动丝杆3506转动，带动移动板3502在第一滑轨3504和第二滑轨3505上移动，带动取料单元32和送料单元34同步靠近叠片装置。当叠片装置2移动到处于与取料单元32和送料单元34同一条直线上后，取料单元32被移动至定位台33上方，送料单元34被移动至叠片装置上方，取料吸盘3204和送料吸盘3405同步地分别送极片至定位台33和叠片装置2上。随后，移动电机3503反转，带动送料单元34和取料单元32往回运动到初始位置，随后进行重复的动作。

接着，叠片装置2沿纵向运动，移动至与正极输送机构3同一条直线的位置，在负极极片与正极极片被放置在叠片装置2上的间隙，隔膜被叠置一层在负极送料机构4送至叠片装置2的负极极片上，正极输送机构3动作与负极输送机构4类似，正极取料单元和正极送料单元同步地分别从正极料盒和定位台取出正极片，并同步靠近叠片装置2，当叠片装置运动到与正极取料单元和正极送料单元同一直线后，正极取料单元和正极送料单元同步地分别将正极片放到正极定位台和叠片装置上。叠片装置2退回至与负极送料机构4同一条直线的位置，在正极极片与负极极片被放置在叠片装置2上的间隙，隔膜被叠置一层在正极输送机构3送至叠片装置2的正极极片上。随后负极输送机构4又将负极片输送到叠片装置2上，如此循环直至叠置电芯工艺指定层数后停止叠片，隔膜切断机构5切断隔膜，收尾机构将隔膜收尾，电芯旋转机构7将收尾完成的电芯送至贴胶机构7，贴胶完成后电芯旋转机构7夹取电芯将其送至下料机构8，完成整个电芯的制作过程。

正极取料单元、正极送料单元、正极定位台、料盒与负极取料单元、负极送料、负极定位台、料盒设置在叠片装置运动方向的同一侧，同时配合以正、负极送料机构送极片的过程为取料单元32从料盒31中取极片，送至定位台33，送料单元34从定位台33上吸取极片送至叠片装置，送料单元34和取料单元32固定在移动板3502上同时移动，不仅缩短了送料切换动作的时间，方便调节，保证了取料及送料的一致性，而且减小了正负极输送机构所占叠片设备的横向空间，使得叠片设备更加紧凑，减小了整个设备占用的空间。

Claims

1.一种电池叠片设备，包括叠片装置、正极料盒和负极料盒，其特征是：还包括正极定位台、负极定位台、正极取料单元、正极送料单元、负极取料单元和负极送料单元，所述叠片装置设置成沿直线纵向运动，所述正极定位台、正极送料单元和正极取料单元构成的部分与负极定位台、负极送料单元和负极取料单元构成的部分并排设置在所述叠片装置的运动方向的同一侧，所述正极取料单元和所述正极送料单元横向联动且所述正极送料单元更靠近所述叠片装置，所述负极取料单元和所述负极送料单元横向联动且所述负极送料单元更靠近所述叠片装置；

2.如权利要求1所述的电池叠片设备，其特征是：还包括正极移动台和负极移动台，所述正极取料单元和正极送料单元固定在所述正极移动台上，所述正极移动台沿直线运动而带动所述正极取料单元和正极送料单元同步运动，所述负极取料单元和负极送料单元固定在所述负极移动台上，所述负极移动台沿直线运动而带动所述负极取料单元和负极送料单元同步运动。

3.如权利要求2所述的电池叠片设备，其特征是：还包括机架（1），所述正极移动台（35）包括固定板（3501）、移动板（3502）、移动电机（3503）、第一滑轨（3504）、第二滑轨（3505）、移动丝杆（3506）、丝杆固定块（3507）、移动联轴器（3508）和丝杆滑块（3509）；所述固定板（3501）固定在机架（1）上，所述丝杆固定块（3507）、第一滑轨（3504）和第二滑轨（3505）固定在所述固定板（3501）上，所述丝杆固定在所述丝杆固定块（3507），所述移动电机（3503）通过移动联轴器（3508）与所述移动丝杆（3506）连接，所述移动板（3502）在所述第一滑轨（3204）和第二滑轨（3505）上移动，所述丝杆滑块（3509）分别与所述移动丝杆（3506）和移动板（3502）螺纹连接和固定连接，所述移动电机（3503）驱动所述移动丝杆（3506）而带动所述丝杆滑块（3509）移动。

4.如权利要求2所述的电池叠片设备，其特征是：所述正极取料单元包括取料气缸（3201）、取料固定块（3204）、取料定位块（3206）和至少一个取料吸管（3203）；所述取料气缸（3201）固定在所述正极移动台上，所述取料气缸（3201）的伸缩端与所述取料定位块（3206）固定，所述取料固定块（3204）固定在所述取料定位块（3206）上，所述取料吸管（3203）固定在所述取料固定块（3204）上，所述取料吸管（3203）一端连接气管，另一端连接有取料吸盘（3205），所述取料吸管（3203）上套有取料弹簧（3208），所述取料弹簧的两端分别与所述取料固定块（3204）与取料吸盘（3205）接触。

5.如权利要求2所述的电池叠片设备，其特征是：所述正极送料单元包括送料气缸（3401）、送料固定块（3404）、送料固定块（3406）和至少一个送料吸管（3403）；所述送料气缸（3401）固定在所述正极移动台上，送料气缸（3401）的伸缩端与所述送料固定块（3406）固定，所述送料定位块（3406）与所述送料固定块（3404）固定，所述送料吸管（3403）固定在所述送料固定块（3404）上，所述送料吸管（3203）一端连接气管，另一端连接有送料吸盘（3205），所述送料吸管（3203）上套有送料弹簧（3208），所述送料弹簧（3208）的两端分别与所述送料固定块（3204）与送料吸盘（3205）接触。

6.如权利要求2所述的电池叠片设备，其特征是：还包括机架（1），所述负极移动台（35）包括固定板（3501）、移动板（3502）、移动电机（3503）、第一滑轨（3504）、第二滑轨（3505）、移动丝杆（3506）、丝杆固定块（3507）、移动联轴器（3508）和丝杆滑块（3509）；所述固定板（3501）固定在机架（1）上，所述丝杆固定块（3507）、第一滑轨（3504）和第二滑轨（3505）固定在所述固定板（3501）上，所述丝杆固定在所述丝杆固定块（3507）上，所述丝杆固定块所述移动电机（3503）通过移动联轴器（3508）与所述移动丝杆（3506）连接，所述移动板（3502）沿所述第一滑轨（3204）和第二滑轨（3505）移动，所述丝杆滑块（3509）分别与所述移动丝杆（3506）和移动板（3502）螺纹连接和固定连接，所述移动电机（3503）驱动所述移动丝杆（3506）而带动所述丝杆滑块（3509）移动。

7.如权利要求2所述的电池叠片设备，其特征是：所述负极取料单元包括取料气缸（3201）、取料固定块（3204）、取料定位块（3206）和至少一个取料吸管（3203）；所述取料气缸（3201）固定在所述负极移动台上，所述取料气缸（3201）的伸缩端与所述取料定位块（3206）固定，所述取料固定块（3204）固定在所述取料定位块（3206）上，所述取料吸管（3203）固定在所述取料固定块（3204）上，所述取料吸管（3203）一端连接气管，另一端连接有取料吸盘（3205），所述取料吸管（3203）上套有取料弹簧（3208），所述取料弹簧的两端分别与所述取料固定块（3204）与取料吸盘（3205）接触。

8.如权利要求2所述的电池叠片设备，其特征是：所述负极送料单元包括送料气缸（3401）、送料固定块（3404）、送料固定块（3406）和至少一个送料吸管（3403）；所述送料气缸（3401）固定在所述负极移动台上，送料气缸（3401）的伸缩端与所述送料固定块（3406）固定，所述送料定位块（3406）与所述送料固定块（3404）固定，所述送料吸管（3403）固定在所述送料固定块（3404）上，所述送料吸管（3203）一端连接气管，另一端连接有送料吸盘（3205），所述送料吸管（3203）上套有送料弹簧（3208），所述送料弹簧（3208）的两端分别与所述送料固定块（3204）与送料吸盘（3205）接触。