CN105826593B - 一种储能装置用极板与隔膜的高速连续固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种储能装置用极板与隔膜的高速连续固定装置，包括依次布置在隔膜传输线路上的放卷装置、第一极板固定组件、翻转机构、第二极板固定组件、牵引机构和下料装置，所述放卷装置、牵引机构和下料装置用于驱动隔膜，所述第一极板固定组件用于将第一极板固定在隔膜的一面，所述第二极板固定组件用于将第二极板固定在隔膜的另一面，所述翻转机构用于将隔膜进行翻转。本发明通过将极板与隔膜通过化学或物理手段实现压合，并通过对辊增加极板与隔膜的贴合性，配合牵引机构，快速实现极板与隔膜复合成型并裁切堆叠进入到下一工序，大幅度提升卷绕层叠式结构储能装置的生产效率。

Description

一种储能装置用极板与隔膜的高速连续固定装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池制备技术领域，具体涉及一种极板与隔膜的高速连续固定装置，可用于多种储能装置中，尤其是锂离子电池。
背景技术
随着能源结构的变化和大气污染的日益加剧，风能、太阳能、水电等可再生能源在总体能源结构中的比例正在慢慢增加，同时日常生产中风电互补照明、节能型交通工具、削峰填谷的家庭储能装置等越来越受到消费者的重视，上述这些系统中均配备储能装置。
目前市场上应用数量较多的储能装置主要有超级电容器、镍氢电池、铅酸电池、锂离子电池，四种不同的体系各具有不同的优缺点。对于储能装置一方面追求其有非常高的能量密度，另一方面，随着产品功能的日益丰富，客户对于产品的需求也越来越高，对其功率密度追求也在加剧，这对于储能装置的制造提出了更高的要求。分析目前储能装置的主流内部设计结构均为卷绕式，这种结构的优点在于材料利用率及成品良率较高，制造流程简单，设备一次性投入较低；但是其缺点在于结构本身导流面积较小，成品功率密度较低。市场上现在有部分产品采用“Z”字形或者制袋式层叠式结构的设计，但是这种设计制造效率低下，成品率低，并且极板与隔离膜本身不固定，在高频振动情况下，极板与隔离膜容易出现位移，影响储能装置的性能。
发明内容
本发明提供一种储能装置用极板与隔膜的高速连续固定装置，可实现高效率的极板与隔膜复合成型，通过将极板与隔膜压合的方式解决了极板与隔膜在后续制作过程中因振动等因素的相对位移问题，确保极板与隔膜的一致性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种储能装置用极板与隔膜的高速连续固定装置，包括依次布置在隔膜传输线路上的放卷装置、第一极板固定组件、翻转机构、第二极板固定组件、牵引机构和下料装置，所述放卷装置、牵引机构和下料装置用于驱动隔膜，所述第一极板固定组件用于将第一极板固定在隔膜的一面，所述第二极板固定组件用于将第二极板固定在隔膜的另一面，所述翻转机构用于将隔膜进行翻转。
进一步地，所述第一极板固定组件和第二极板固定组件均包括沿隔膜传输方向依次布置的点胶机构、极片放置装置、辊压机构和检测机构。
进一步地，所述点胶机构包括框架以及用于带动该框架上下移动的升降机构，该框架上根据设定间距布置有多个注胶部件。
进一步地，所述极片放置装置包括机架以及用于带动该机架在滑轨上水平移动的平移机构，所述机架上根据设定间距布置有多个极板抓取机构。
优选地，所述辊压机构采用分布在隔膜两面的一对辊，该对辊具有热压功能。
优选地，所述检测机构采用CCD成像检测器。
进一步地，所述翻转机构包括辅助传送轮一、一对导向轮和辅助传送轮二，其中辅助传动轮一和辅助传送轮二布置在一对导向轮的两侧上方，所述辅助传动轮一与一对导向轮和辅助传送轮二的旋转方向相反。
由以上技术方案可知，本发明通过将极板与隔膜通过化学或物理手段实现压合，并通过对辊增加极板与隔膜的贴合性，配合牵引机构，快速实现极板与隔膜复合成型并裁切堆叠进入到下一工序，大幅度提升卷绕层叠式结构储能装置的生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中点胶机构的结构示意图；
图3为本发明中极片放置装置的结构示意图。
图中：1、放卷装置，2、第一极板固定组件，3、翻转机构，31、辅助传送轮一，32、导向轮，33、辅助传送轮二，4、第二极板固定组件，5、牵引机构，6、下料装置，7、点胶机构，71、框架，72、升降机构，73、注胶部件，8、极片放置装置，81、机架，82、滑轨，83、平移机构，84、极板抓取机构，9、辊压机构，10、检测机构，11、第一极板，12、第二极板，13、隔膜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
所述高速连续固定装置用于传输隔膜，并在隔膜的正反两面固定极板，快速实现极板与隔膜复合成型并裁切堆叠进入到下一工序。本发明的储能装置适用于超级电容器、锂离子电池、镍氢电池，本实施例以锂离子电池为例。
如图1所示，所述高速连续固定装置包括依次布置在隔膜13传输线路上的放卷装置1、第一极板固定组件2、翻转机构3、第二极板固定组件4、牵引机构5和下料装置6，所述放卷装置1、牵引机构5和下料装置6用于驱动和涨紧隔膜13，所述第一极板固定组件2用于将第一极板11固定在隔膜的一面，所述第二极板固定组件4用于将第二极板12固定在隔膜的另一面，所述翻转机构3用于将隔膜进行翻转。
所述第一极板固定组件2和第二极板固定组件4均包括沿隔膜传输方向依次布置的点胶机构7、极片放置装置8、辊压机构9和检测机构10，其中辊压机构9采用分布在隔膜两面的一对辊，该对辊具有热压功能，所述检测机构10采用CCD成像检测器。
如图2所示，所述点胶机构7包括框架71以及用于带动该框架上下移动的升降机构72，该框架上根据设定间距布置有多个注胶部件73，该设定间距与极板在隔膜上的分布间距相适配。
如图3所示，所述极片放置装置8包括机架81以及用于带动该机架在滑轨82上水平移动的平移机构83，所述机架上根据设定间距布置有多个极板抓取机构84，该设定间距与注胶部件73的布置间距相一致。
如图1所示，所述翻转机构3包括辅助传送轮一31、一对导向轮32和辅助传送轮二33，其中辅助传动轮一和辅助传送轮二布置在一对导向轮的两侧上方，所述辅助传动轮一与一对导向轮和辅助传送轮二的旋转方向相反，这样设计是为了将隔膜进行翻转，进而对隔膜另一面进行极板安装。
本发明中的极板适用于长度范围：25-200毫米，宽度范围：50-300毫米，厚度范围：50-350微米，重量范围：10-300毫克。所述隔膜宽度：55-305毫米，厚度：9-45微米，材质为无纺布、PP聚丙烯、PE聚乙烯、PP/PE复合、PVDF（聚偏二氟乙烯）。所述隔膜张力控制范围：0-100克，所述连续走带速度：5-45m/min。所述极板与隔膜复合后的辊压机构材质为不锈钢、辊轧直径：200-300毫米，辊缝压力为100-3000Kg，辊缝范围为：50-400微米，辊缝调整精度：±2微米，控温范围：25-90℃，温度精度：±1℃。所述翻转机构中的辊轮材质为表面硬化的铝合金、碳纤维、不锈钢、三元乙丙橡胶，直径范围为25-190毫米。CCD成像检测器的检测对齐精度：±50微米。所述点胶机构所用胶系为：聚丙烯酸树脂，聚乙烯醇树脂，丁苯橡胶，聚四氟乙烯树脂中一种或几种，所述胶系的固含量为10-15%，所述胶系的溶剂为：乙醇、丙酮、水。所述点胶机构单次点胶量为：50-100微克，点胶精度为±10微克；单一极板点胶数量为4-16个。所述极片放置装置的单次极片抓取数量为4-6个，极板放置间隔范围为7-310毫米，放置位置对齐精度为±0.5毫米。
本发明的工作原理描述如下：
（1）首先将符合工艺规定尺寸的隔膜安装在放卷装置1的驱动轴上，按照固定的穿带方式完成穿带一直到图1所述牵引机构5处，开启附属设备；
（2）按照工艺规定将前后点胶机构7中注胶部件73中添加足够用量的粘连胶，并确认点胶头没有堵塞，确认完成后，先进行预点胶，将注胶部件中气泡排除，并调整气压确认从不同点胶头中出来的胶量保持一致；
（3）按照规定工艺调整前后辊压机构9两个辊缝之间的间隙，达到目标值并予以锁定，开启辊压机构的加热功能，调整至规定温度；
（4）调整CCD成像检测器的焦距，确认成像清晰；
（5）按照工艺规定通过极片放置装置8将第一极板11放置在隔膜13上，并按照点动操作程序确认极板抓取和平移过程没有问题，开启设备，在没有点胶和极板抓取的情况下驱动隔膜，确认隔膜在过辊上前后张力一致，无褶皱、折叠现象时停止；
（6）按照规定的速度驱动隔膜，待隔膜到达第一点胶工位时，点胶机构7按照尺寸要求在规定的位置上进行点胶；
（7）极片放置装置8平移至第一极板盒处，真空发生器吸附极板，之后平移至完成点胶的隔膜上部，下降后与隔膜接触，并通过压板进行预压，完成隔膜与极板的固定；
（8）完成固定后的隔膜与极板通过辊压机构9，加热后的胶系增加极板与隔膜的接触面积，增加附着力；
（9）CCD成像检测器按照工艺要求对极板之间的间距和极板放置准确度进行检测并成像上传至后端；
（10）通过翻转机构3对完成一面固定的隔膜进行翻转，为隔膜另一面进行极板固定做准备；
（11）待隔膜到达第二点胶工位时，点胶机构按照尺寸要求在另一面规定位置上进行点胶；
（12）按照第（7）项的动作要求完成另一面极板的固定；
（13）按照（8）、（9）项动作要求，顺序通过辊压机构和CCD成像检测器；
（14）完成两面固定极板的隔膜通过牵引机构5，之后按照工艺要求通过下料装置6转移至下一工序。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种储能装置用极板与隔膜的高速连续固定装置，其特征在于，包括依次布置在隔膜传输线路上的放卷装置(1)、第一极板固定组件(2)、翻转机构(3)、第二极板固定组件(4)、牵引机构(5)和下料装置(6)，所述放卷装置、牵引机构和下料装置用于驱动隔膜，所述第一极板固定组件用于将第一极板固定在隔膜的一面，所述第二极板固定组件用于将第二极板固定在隔膜的另一面，所述翻转机构用于将隔膜进行翻转；
所述第一极板固定组件(2)和第二极板固定组件(4)均包括沿隔膜传输方向依次布置的点胶机构(7)、极片放置装置(8)、辊压机构(9)和检测机构(10)，所述辊压机构(9)采用分布在隔膜两面的一对辊，该对辊具有热压功能，所述检测机构(10)采用CCD成像检测器。
2.根据权利要求1所述的高速连续固定装置，其特征在于，所述点胶机构(7)包括框架(71)以及用于带动该框架上下移动的升降机构(72)，该框架上根据设定间距布置有多个注胶部件(73)。
3.根据权利要求1所述的高速连续固定装置，其特征在于，所述极片放置装置(8)包括机架(81)以及用于带动该机架在滑轨(82)上水平移动的平移机构(83)，所述机架上根据设定间距布置有多个极板抓取机构(84)。
4.根据权利要求1所述的高速连续固定装置，其特征在于，所述翻转机构(3)包括辅助传送轮一(31)、一对导向轮(32)和辅助传送轮二(33)，其中辅助传动轮一和辅助传送轮二布置在一对导向轮的两侧上方，所述辅助传动轮一与一对导向轮和辅助传送轮二的旋转方向相反。
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