CN102315487A

CN102315487A - 手控叠片机

Info

Publication number: CN102315487A
Application number: CN201010227742XA
Authority: CN
Inventors: 邓梁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明公开了一种手控叠片机，主要由张力传感器2、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、上左过棍14、上中过棍4、上右过棍5、中过棍11、左夹棍12、右夹棍13、浮棍8、涨轴1A20、垂直直线滑轨16、升降直线滑轨17、叠片盒9、底座板10A13、顶座板3A11、隔膜阻尼胶辊6、胶辊对夹棍7、垂直直线滑轨16、升降直线滑轨17、前墙板22、后墙板23、驱动丝杆步进电机3A7、驱动丝杆电机10A9、驱动丝杆电机10A9a、圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、丝杆3A4、直线滑块3A2、直线滑块3A2d、双轴连接器3A02、双轴连接器3A02d组成，驱动丝杆电机的机械动作完成隔膜展布，可以满足多层整齐和松紧一致的要求，手工装片方式取代真空吸盘吸片的装配工艺可以避免真空吸盘对极片的摩檫损伤，同时也简化了机械装片的复杂结构，降低了成本。

Description

手控叠片机

技术领域

本发明涉及一种制造锂离子电池的装备技术，特别是手控叠片机。

背景技术

锂离子电池作为一种清洁能源的转运、蓄能是新能产业的重要技术，现有的锂离子电池有方型电池、圆柱电池，成型装配有卷绕工艺、叠片工艺，由于卷绕工艺的弯曲成型，对电池正、负极极片弯曲变形常常引起弯曲区脱粉，弯曲区受压、和张力过紧，在大电流规格产品中存在发热、散热不均匀问题，大电流规格锂离子电池采用叠片工艺可以改善这一问题，现有的叠片工艺有采用制袋法和“Z”字叠层法，制袋法是将裁切好的极片预先装入一个隔膜袋子里，然后一个一个袋子层叠起来，这种方式的缺陷是，极片在袋子里有一定的活动范围，多个袋子层叠之后边界难于对齐，极片边界未对齐，易引起正极未能在负极覆盖范围之内，正极未被负极覆盖，易形成富锂枝晶，枝晶产生之后会刺破隔膜造成短路毁坏电池，“Z”字叠层法虽然可以改善这一缺陷，但是，现有的“Z”字叠层法采用真空吸盘吸片装配，真空吸盘吸片时，吸盘与极片是通过摩檫接触达到吸住极片表面的，，吸盘与极片摩檫会损伤极片表面涂层，极片表面涂层是正极或负极粒子，损伤极片表面涂层之后易引起粒子脱落，现有的“Z”字叠层机需要通过一次吸起，运载到一个定位装置中，再一次吸起，运载到工件位置，两次吸盘摩檫存在两次损伤，其效率也难于提高，现有“Z”字叠层机由于需要正极、负极两套真空吸盘运载上片机构，设备较为复杂，制造成本高，影响了大工业化生产的应用。

发明内容

本发明提供一种采用手控装片方式取代真空吸盘吸片的装片方式，“Z”字叠片装配工艺，而隔膜的展布，是由电机驱动丝杆推动展布隔膜摆棍，通过直线滑块在圆柱滑轨直线的机械动作完成，同时还有平行丝杆、极片压板、驱动丝杆电机、极片高度定位板、叠片盒等机构控制极片对齐和控制装配松紧度的手控叠片机。

实现本发明的技术方案是，锂离子电池的叠片关键是避免极片涂层损伤，因为极片涂层易引起脱粉，脱落的粉体粒子在极片与隔膜之间占空间位置，当充、放电产生热量时，极片与隔膜相互挤压，此时容易产生粉体粒子刺破隔膜的问题，粉体粒子刺破隔膜引起正负极短路，引发电池损坏甚至发生爆炸，避免这一问题首先需要采取一种叠层装配过程是无损伤装配工艺方法，无损伤装配的关键，是工艺装置的工艺动作，本发明提供一种采用手工装片方式取代真空吸盘吸片的装配工艺，隔膜的展布，是由电机驱动丝杆推动展布隔膜摆棍，通过直线滑块在圆柱滑轨直线的往复的机械动作完成，同时还有平行丝杆、极片压板、驱动丝杆电机、极片高度定位板、叠片盒等机构控制极片对齐和控制装配松紧度，根据现有真空吸盘装片，每装一片需要通过一次定位工位，再一次装配到工件工位，时间需要0.8到1.1秒，而手工装片仅需要一次动作完成，熟练工人时间仅需0.8秒，其效率与机械装片相当，但是克服了机械装片的两次吸盘摩檫损伤极片涂层，提高了锂离子产品质量，同时也简化了机械装片的复杂结构，降低了成本。

本发明技术方案的有益效果是，驱动丝杆电机的机械动作完成隔膜展布，可以满足多层整齐和松紧一致的要求，手工装片方式取代真空吸盘吸片的装配工艺可以避免真空吸盘对极片的摩檫损伤，同时也简化了机械装片的复杂结构，降低了成本。

附图说明

图1是本发明手控叠片机前视图；

图2是本发明手控叠片机后视图；

图3是本发明手控叠片机左视图；

图4是本发明手控叠片机右视图；

图5是图4的B-B剖面，布展隔膜机构3A顶视图；

图6是图4的A-A剖面，极片定位机构10A底视图；

图7是本发明手控叠片机的极片定位机构10A前视图；

图8是本发明手控叠片机的极片定位机构10A右视图；

图9是本发明手控叠片机的布展隔膜机构3A前视图；

图10是本发明手控叠片机图5的布展隔膜机构3A右视图；

图11是本发明手控叠片机的放隔膜机构1A前视图；

图12是本发明手控叠片机的放隔膜机构1A左视图；

图13是布展隔膜摆棍3结构示意图；

图14是本发明手控叠片机的隔膜夹紧金属套棍结构示意图；

图15是本发明手控叠片机的隔膜夹紧胶层棍结构示意图；

图16是本发明手控叠片机隔膜装料走料右行操作示意图；

图17是本发明手控叠片机隔膜装料走料左行操作示意图；

图18是图5布展隔膜机构3A的C-C剖面视图；

图19是本发明手控叠片机隔膜叠片层序走料左行操作示意图；

图20是本发明手控叠片机隔膜叠片层序走料右行操作示意图；

图1中：放隔膜机构1A、张力传感器2、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、上左过棍14、上中过棍4、上右过棍5、中过棍11、左夹棍12、右夹棍13、浮棍8、涨轴1A20、垂直直线滑轨16、升降直线滑轨17、叠片盒9、极片定位机构10A、底座板10A13；

图2中：放隔膜机构1A、展布隔膜机构3A、极片定位机构10A；

图3中：放隔膜机构1A、展布隔膜摆棍3、展布隔膜机构3A、浮棍8、隔膜阻尼胶辊6、胶辊对夹棍7、垂直直线滑轨16、升降直线滑轨17、前墙板22、后墙板23；

图4中：放隔膜机构1A、张力传感器2、上右过棍5、中过棍11、右夹棍13、展布隔膜摆棍3、前墙板22、后墙板23、极片定位机构10A；

图5中：展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、顶座板3A11、圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、直线滑块3A2、直线滑块3A2d、丝杆端座3A3、丝杆3A4、方形直线滑轨3A5、推棍丝杆螺母3A6、驱动丝杆步进电机3A7、展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d；

图6中：极片高度定位板10A1、丝杆端头座10A3、平行丝杆10A4、平行丝杆10A4a、极片压板10A11、极片压板10A11a、驱动丝杆电机10A9、驱动丝杆电机10A9a、电机座10A7、平行方形滑轨10A5、平行方形滑轨10A5a、方形滑块10A6a、方形滑块10A6、底座板10A13；

图7中：极片高度定位板10A1、极片压板10A11、固定轴步进电机10A2、丝杆端头座10A3、平行丝杆10A4a、平行方形滑轨10A5a、(平行方形滑轨10A5图中未给出)、方形滑块10A6a、(方形滑块10A6图中未给出)、载电机丝杆螺母10A8a、(载电机丝杆螺母10A8图中未给出)、电机座10A7、固定轴升降电机10A10a、(固定轴升降电机10A10图中未给出)、固定轴步进电机座10A12、底座板10A13；

图8中：极片高度定位板10A1、极片压板10A11、极片压板10A11a、固定轴升降电机10A10a、固定轴升降电机10A10、固定轴步进电机10A2、固定轴步进电机座10A12、丝杆端头座10A3、底座板10A13；

图9中：顶座板3A11、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、圆柱直线滑轨3A1、直线滑块3A2、丝杆端座3A3、丝杆3A4、方形直线滑轨3A5、驱动丝杆步进电机3A7、双轴连接器3A02；

图10中：顶座板3A11、展布隔膜摆棍3d、圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、直线滑块3A2、直线滑块3A2d、双轴连接器3A02、双轴连接器3A02d、驱动丝杆步进电机3A7；

图11中：蜗杆减速机1A21、涨轴1A20、电机1A24；

图12中：蜗杆减速机1A21、涨轴1A20、手轮1A22、机座1A23；

图13中：展布隔膜摆棍轴3-1、轴用挡圈3-2、转动套3-3、轴承3-4d、轴承3-4、端封盖3-5；

图14中：滚动轴承7-1、滚动轴承7-1d、滚动轴7-2、滚动套7-3；

图15中：胶层7-1、轴承7-2、轴承7-2d、钢撑套7-3、胶辊轴7-4；

图16中：隔膜01、张力传感器2、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、上左过棍14、上中过棍4、上右过棍5、中过棍11、左夹棍12、右夹棍13、浮棍8、隔膜阻尼胶辊6、胶辊对夹棍7、叠片盒9、极片定位机构10A；

图17中：隔膜01、张力传感器2、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、上左过棍14、上中过棍4、上右过棍5、中过棍11、左夹棍12、右夹棍13、浮棍8、隔膜阻尼胶辊6、胶辊对夹棍7、叠片盒9、极片定位机构10A；

图18中：顶座板3A11、圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、直线滑块3A2、直线滑块3A2d、丝杆端座3A3、丝杆3A4、方形直线滑轨3A5、推棍丝杆螺母3A6、驱动丝杆步进电机3A7、展布隔膜摆棍轴拖座3A8、展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d；

图19中：隔膜01、极片02、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、叠片盒9、极片高度定位板10A1、极片压板10A11、极片压板10A11a、固定轴升降电机10A10a、固定轴升降电机10A10、固定轴步进电机10A2；

图20中：隔膜01、极片02、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、叠片盒9、极片高度定位板10A1、极片压板10A11、极片压板10A11a、固定轴升降电机10A10a、固定轴升降电机10A10、固定轴步进电机10A2；

具体实施方案

参照图1，结合图3、图4，张力传感器2、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、上左过棍14、上中过棍4、上右过棍5、中过棍11、左夹棍12、右夹棍13、浮棍8、涨轴1A20轴向平行布置在前墙板22立面，极片定位机构10A与展布隔膜摆棍3轴向平行布置，安装于展布隔膜摆棍轴3A10下面的底座板10A13上，丝杆3A4与展布隔膜机构3A、展布隔膜摆棍3，轴向正交布置安装在顶座板3A11上，顶座板3A11由前墙板22、后墙板23相向固定，

参照图5，圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、丝杆3A4轴向平行布置在顶座板3A11上，展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d轴向与圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、丝杆3A4轴正交布置，结合图9、图10，双轴连接器3A02、双轴连接器3A02d与直线滑块3A2、直线滑块3A2d连接，直线滑块3A2、直线滑块3A2d套在圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d悬挂固定，结合图18，套在丝杆3A4的推棍丝杆螺母3A6其连接的展布隔膜摆棍轴拖座3A8将展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d套入安装，驱动丝杆步进电机3A7驱动丝杆3A4做圆周运动时，推棍丝杆螺母3A6做直线运动，展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d也就随之在顶座板3A11上向左或向右运动，展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d也就随之在顶座板3A11上向左或向右运动，与展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d同轴的展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d也就做左行或右行的展布隔膜的动作；

图15，隔膜阻尼胶辊6，外周是胶层7-1由钢撑套7-3撑附，两端是深沟球轴承7-2、深沟球轴承7-2d，管中心是胶辊轴7-4；

参照图4、图6，图7、图8，极片定位机构10A的平行丝杆10A4、平行丝杆10A4a平行布置在底座板10A13上，平行丝杆10A4、平行丝杆10A4a由左端的丝杆端头座10A3和右端的驱动丝杆电机10A9、驱动丝杆电机10A9a连接，驱动丝杆电机10A9、驱动丝杆电机10A9a由在电机座10A7固定，载电机丝杆螺母10A8a、载电机丝杆螺母10A8下端与方形滑块10A6a、方形滑块10A6连接，上端安装固定轴升降电机10A10a、固定轴升降电机10A10，固定轴升降电机10A10a、固定轴升降电机10A10的上端头安装极片压板10A11、极片压板10A11a，方形滑块10A6a、方形滑块10A6与平行方形滑轨10A5、平行方形滑轨10A5a连接安装，与丝杆端头座10A3相邻左侧是固定轴步进电机座10A12，固定轴步进电机座10A12上端是极片高度定位板10A1。

参照图11、图12蜗杆减速机1A21右端是涨轴1A20左端是手轮1A22、安装在机座1A23、电机1A24与蜗杆减速机1A21连接安装，调节手轮可以涨轴1A20涨开或径向收缩，当隔膜圆心孔套在涨轴1A20上时，调节手轮可以涨轴1A20涨开将隔膜固定。

参照图13，展布隔膜摆棍轴3-1、转动套3-3由轴承3-4d轴承3-4支撑在展布隔膜摆棍轴3-1上，左端头是端封盖3-5，轴承3-4d轴用挡圈3-2由轴用挡圈3-2限至位移。

参照图14，滚动套7-3由滚动轴承7-1、滚动轴承7-1d支撑在上。

使用方法：参照图16，隔膜01安装在放隔膜机构1A的涨轴1A20上，隔膜首先穿过张力传感器2，穿过安装在垂直直线滑轨16上的隔膜阻尼胶辊6、胶辊对夹棍7的夹缝，由于隔膜阻尼胶辊6得阻尼作用，可以避免隔膜01脉动性滑动，然后穿过浮棍8，起到缓冲作用，当展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d快速左行或快速右行展布隔膜01时，隔膜01瞬间被拉动，此时，浮棍8同步浮起，快速供给长度的补偿，浮棍8的重力作用同时又相对保持了隔膜01的张紧度，浮棍8安装在升降直线滑轨17上，滑轨17限制了升降范围，同时还限制了左右不偏移位，隔膜01经浮棍8穿过上左过棍14，在穿过中过棍11，再穿过上中过棍4，再穿过上右过棍5，再通过左夹棍12、右夹棍13挂在展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d上，使用证明，隔膜01通过多次过棍的径向圆面接触整理，可以保持隔膜01不会发生皱叠，张力传感器2可以感应被拉隔膜01的张紧度，当超过设定值时，放隔膜机构1A的电机1A24加快放隔膜速度，相反，隔膜01的张紧度低于设定值时，放隔膜机构1A的电机1A24减慢放隔膜速度。

参照图19，图20，结合图6，图7，从图19，图20的箭符号可见，隔膜01是以“Z”字左右展布隔膜01的，极片02都处于隔膜01隔离，为了使极片02多层定位整齐，由叠片盒9限制极片02的层与层对齐，为了使极片02在叠片工艺保证层与层之间松紧度一致，每叠一层都由极片压板10A11，极片压板10A11a压紧，当展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d左行时，极片压板10A11a退出，极片压板10A11将极片02压紧，当展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d右行时，极片压板10A11退出，极片压板10A11a将极片02压紧，如此交替的机械运动通过驱动丝杆电机10A9、驱动丝杆电机10A9a驱动载电机丝杆螺母10A8a，载电机丝杆螺母10A8的水平直线运动和固定轴升降电机10A10a，固定轴升降电机10A10的升降运动带动极片压板10A11，极片压板10A11a完成，展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d左行，或展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d右行，是驱动丝杆步进电机3A7驱动丝杆3A4做圆周运动，推棍丝杆螺母3A6做直线运动，展布隔膜摆棍轴3A10、展布隔膜摆棍轴3A10d也就随之向左或向右运动的展布隔膜的动作，为了保证每次展布隔膜在一个平面以达到极片02与极片压板10A11，极片压板10A11a受压均匀，极片高度定位板10A1在固定轴步进电机10A2的垂直运动补偿下保持每次展布隔膜在一个平面高度。

Claims

1.一种主要由张力传感器2、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、上左过棍14、上中过棍4、上右过棍5、中过棍11、左夹棍12、右夹棍13、浮棍8、涨轴1A20、垂直直线滑轨16、升降直线滑轨17、叠片盒9、底座板10A13、顶座板3A11、隔膜阻尼胶辊6、胶辊对夹棍7、垂直直线滑轨16、升降直线滑轨17、前墙板22、后墙板23、驱动丝杆步进电机3A7、驱动丝杆电机10A9、驱动丝杆电机10A9a、圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、丝杆3A4、直线滑块3A2、直线滑块3A2d、双轴连接器3A02、双轴连接器3A02d组成的手控叠片机，其特征是：张力传感器2、展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d、上左过棍14、上中过棍4、上右过棍5、中过棍11、左夹棍12、右夹棍13、浮棍8、涨轴1A20轴向平行布置在前墙板22立面。

2.按权利要求1所述的手控叠片机，其特征是：圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d、丝杆3A4轴向平行布置在顶座板3A11上。

3.按权利要求1所述的手控叠片机，其特征是：双轴连接器3A02、双轴连接器3A02d与直线滑块3A2、直线滑块3A2d连接，直线滑块3A2、直线滑块3A2d套在圆柱直线滑轨3A1、圆柱直线滑轨3A1d悬挂固定。

4.按权利要求1所述的手控叠片机，其特征是：丝杆3A4与展布隔膜机构3A、展布隔膜摆棍3，轴向正交布置安装在顶座板3A11上，顶座板3A11由前墙板22、后墙板23相向固定。

5.按权利要求1所述的手控叠片机，其特征是：展布隔膜摆棍3、展布隔膜摆棍3d由轴承3-4d轴承3-4支撑转动套3-3。