CN107564997B - 电池片输送、划片、串焊一体化设备及划片、焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种电池片输送、划片、串焊一体化设备，包括在电池片输送路径上设置的划片机构、掰片机构、串焊头，划片机构设置在电池片的背电极侧，以对不断向前输送的整片电池片的背电极面进行划片，掰片机构设置在划片机构的后方，以对划片后的整片电池片进行掰断分离，串焊头设置在掰片机构的后方，以对划片分离后的电池片进行串联焊接，本设备通过将划片机构和掰片机构设置于串联焊接设备的整片电池片出料口端，对整片电池片实施划片并掰断，再通过后输片机构将掰断并分离后的电池片输送至焊接设备的焊接工位，串焊头对划片分离后的半片电池片实施串联焊接，如此不仅减少了生产工序，也降低了人工，并有效地提高了划片电池片的组件制备效率。

Description

电池片输送、划片、串焊一体化设备及划片、焊接方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池串组件生产技术领域，尤其涉及一种电池片输送、划片、串焊一体化设备及划片、焊接方法。

背景技术

在光伏组件制造行业，高效产品的推广应用将成为今后行业发展的重点，而且技术路线更加多元化。特别是随着光伏“领跑者”计划的推出，“高效组件”已经成为业内关注的焦点。半片电池组件就是“高效组件”之一，它是将一般的电池对切后串联起来，电池片电流失配损失减小，且电流在组件内部的自身损耗减少，因此半片电池组件的输出功率比同版型整片电池组件高约10W，而且热斑温度比同版型整片电池组件的温度低约25℃。鉴于以上优势，大部分光伏组件企业开始量产并销售高功率半片电池组件。

在整片电池组件的生产过程中，从将整片电池片装入料盒到整片组件完成，可以直接在自动生产线上完成，但是将整片电池片划片后再到串联焊接及组件完成，却不能直接并入自动生产线， 而是先将整片的电池片通过激光划片机划片后制造出划片后的电池片，然后打包包装，再放置于电池片组件生产线中进行生产，这样，不仅浪费人力物力，使其组件制造的效率也下降了2%～2.5%，且无法避免人为损坏的因素。

发明内容

有必要提出一种集成划片功能的电池片输送、划片、串焊一体化设备。

还有必要提出一种集成划片功能的电池片划片、焊接方法。

一种电池片输送、划片、串焊一体化设备，包括在电池片输送路径上设置的划片机构、掰片机构、串焊头，划片机构设置在电池片的背电极侧，以对不断向前输送的整片电池片的背电极面进行划片，掰片机构设置在划片机构的后方，以对划片后的整片电池片进行掰断分离，串焊头设置在掰片机构的后方，以对划片分离后的电池片进行串联焊接。

一种电池片划片、焊接方法，包括如下步骤：

电池片沿着输送路径依次经过划片机构、掰片机构，划片机构对电池片的背电极面进行划片，掰片机构对电池片进行掰断分离；

掰断分离后的电池片沿着输送路径移动至串焊头，由串焊头对划片分离后的电池片进行串联焊接。

本发明通过将划片机构和掰片机构设置于串联焊接设备的整片电池片出料口端，对整片电池片实施划片并掰断，再通过后输片机构将掰断并分离后的电池片输送至焊接设备的焊接工位，串焊头对划片分离后的半片电池片实施串联焊接，如此连续循环，实现了在组件生产线上划片电池片的制备与串联焊接在组件生产线上的自动化生产，不仅减少了生产工序，也降低了人工，并有效地提高了划片电池片的组件制备效率。

附图说明

图1 为一种较佳实施方式的电池片输送、划片、串焊一体化设备的简化结构示意图。

图2为该设备的前输片机构、划片机构和掰片机构中，电池片被输送到前输片机构上的简化结构示意图。

图3为该设备的前输片机构、划片机构和掰片机构中，电池片被前输片机构输送至掰片机构的旋转、平移平台时，划片机构对电池片的背电极面实施划片，掰片机构的旋转平台实施旋转的一简化结构示意图。图中箭头方向为旋转平台转动的方向。

图4为该设备的前输片机构、划片机构和掰片机构中，掰片机构的掰片机构的平移平台载着掰断的电池片向远离另一半掰断的电池片运动一定距离后，旋转平台载着掰断的电池片回位，使划片分离后的电池片两片展平的一简化结构示意图。图中箭头方向为平移平台移动的方向。

图5为图1中表达料盒机构的局部放大图。

图6为图2中表达掰片机构的局部放大图。

图7为图3中表达掰片机构的局部放大图。

图8为图4中表达掰片机构的局部放大图。

图中：料盒机构20、上料输送带21、转移输送带22、电池片载料盒23、搬片机构30、搬运手31、前输片机构50、前搬片手51、平台52、划片机构60、激光头61、掰片机构70、旋转平台711、转轴712、旋转气缸713、平移平台714、导轨715、平移驱动气缸716、运料机构72、运料手721、驱动机构722、后输片机构80、后输送带81、后搬片手82、串焊头90、电池片200、划片分离后的电池片220。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

本发明实施例提供了一种电池片输送、划片、串焊一体化设备，包括在电池片输送路径上设置的划片机构60、掰片机构70、串焊头90，划片机构60的工作头设置在电池片的背电极面的一侧，以对不停止向前输送的电池片的背电极面进行划片，掰片机构70设置在划片机构60的后方，以对划片后的电池片进行掰片，串焊头90沿着电池片输送路径设置在掰片机构70的后方，以对划片分离后的电池片进行串联焊接。

进一步，所述掰片机构70包括旋转平台711、平移平台714、旋转驱动组件，旋转平台711和平移平台714并排设置在电池片输送路径上，在旋转平台711和平移平台714的上表面设置吸附电池片的吸附通道，旋转驱动组件连接旋转平台711，以带动旋转平台711以水平方向为转轴712向上转动，进而带动旋转平台711上方的划片后的电池片相对于平移平台714上的划片后的电池片以划线为界向上转动，实现掰断。

旋转驱动组件包括旋转气缸713、转轴712、支座，旋转气缸713的伸缩端与转轴712的一端连接，转轴712的另一端与旋转平台711的下表面连接，转轴712相对于支座转动。

通常用到的激光划片是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。

而用于太阳能电池片划片的激光是利用高能量密度的激光在脆性材料（太阳能电池片）的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。

太阳能电池片的受光面即正电极面如果用激光划片，因激光划片的温度高，很容易破坏其电子P-N结，因此我们用激光划片太阳能电池片背电极面，其好处至少包括两点，第一，由于太阳能电池片的背电极面刷有铝浆，因铝材料的韧性和粘性，较太阳能电池片正电极面的硅材料不易断开，激光划片后，先将铝层花开，避免了掰片时候存在的铝层粘连的问题；其次，激光头61的高温作用于铝浆层及背电极面，避免了直接作用于正电极面对硅片P-N结的破坏，这样用激光划片太阳能电池片背电极面，有效地保证了电池片的切断。

进一步，所述掰片机构70还包括平移驱动组件，平移驱动组件包括平移驱动气缸716、导轨715，导轨715沿着远离旋转平台711的方向设置，平移驱动气缸716的伸缩端与平移平台714的的导轨715滑动配合连接，以通过平移驱动气缸716带动平移平台714沿着导轨715往返移动，实现平移平台714远离或靠近旋转平台711。

在旋转平台711带动电池片掰片后，旋转平台711和平移平台714上的半片电池片距离很近，在旋转平台711向下旋转带动半片电池片向下落下时，两个半片电池片因距离很近存在磕碰的问题，所以在旋转平台711带动盘片电池片向下旋转时，先通过平移驱动组件带动平移平台714上的半片电池片先向远离旋转平台711的方向移动，使两个半片距离分开一点，待旋转平台711的处于水平后再靠近，从而解决了该问题。

进一步，所述电池片输送、划片、串焊一体化设备还包括沿着电池片输送方向设置的前输片机构50、后输片机构80，前输片机构50包括前输送带、前搬片手51，前搬片手51与前输送带连接，以通过前输送带移动前搬片手51，后输片机构80包括后输送带81、后搬片手82，后搬片手82与后输送带81连接，以通过后输送带81移动后搬片手82，前搬片手51和后搬片手82沿着电池片输送方向设置，以形成电池片输送路径，前搬片手51和后搬片手82的上表面上均设置负压通道。

进一步，还在前输片机构50的前方设置料盒机构20和搬片机构30，料盒机构20包括上料输送带21、转移输送带22、电池片载料盒23，转移输送带22的输送方向与上料输送带21的输送方向不同，上料输送带21将电池片载料盒输送至转移输送带22的上方，转移输送带22将电池片载料盒转移至搬片工位，电池片载料盒23为至少两个，搬片机构30包括搬运手31，搬运手31在搬片工位与前输片机构50的前搬片手51之间往返移动，以通过搬运手31将电池片载料盒中的电池片移动至前搬片手51上。

进一步，所述划片机构60包括能够发射激光的激光头61，激光头61设置在前输片机构50与掰片机构70之间，以使前搬片手51上的电池片在向掰片机构70行走的过程中被激光头61划片，激光头61设置在前输片机构50的前搬片手51上的电池片的背电极面的一侧，以对电池片的背电极面进行划片。

以下为一种较佳的实施方式，参见图1，一种电池片划片串焊一体化焊接设备，包括机架、设置在机架上的料盒机构20、搬片机构30、前输片机构50、激光划片机构60、掰片机构70、后输片机构80和串焊头90，料盒机构20设置在机架的第一端，依次在料盒机构20的出料口后端设置搬片机构30、前输片机构50、掰片机构70、后输片机构80和串焊头90，料盒机构20提供整片电池片200，搬片机构30将料盒机构20提供的整片电池片200搬运到前输片机构50的平台52上，前输片机构50用于将提供的电池片200进行输送，在输送过程中激光划片机构60中产生激光束对电池片200的背电极面进行划片，划片后的电池片200被输送至掰片机构70，掰片机构70将划片了的电池片200沿划片槽进行掰断分离为两部分，之后将划片分离后的电池片220由掰片机构70输送到后输片机构80，后输片机构80将划片分离后的电池片220输送至焊接工位，由串焊头90对划片分离后的电池片220实施串联焊接；

进一步，参见图示2至图示5，前输片机构50包括前搬片手51和平台52，前搬片手51上设置有真空吸附结构，用于将电池片200可靠吸附在前搬片手51上进行搬运，平台52用于承载整片电池片200；

进一步，掰片机构70包括掰片机构70和运料机构72，掰片机构70设置有旋转平台711和平移平台714，旋转平台711、平移平台714上均设置有真空吸附结构，旋转平台711有转轴712，在其一端设置有旋转气缸713，平移平台714有导轨715，在其一端设置有平移驱动气缸716，当电池片200被输送至掰片机构70后，旋转平台711和平移平台714同时吸附电池片200，旋转气缸713驱动旋转平台711旋转，将吸附旋转平台711和平移平台714上被激光划片的电池片200沿划片槽进行掰断，之后平移驱动气缸716驱动平移平台714向外侧移动，使掰开的电池片220分离一定距离后，旋转气缸713驱动旋转平台711旋转回位，使划片分离后的电池片220两片展平，以便于运料机构72搬运；运料机构72包括运料手721和驱动机构722，运料手721上设置有真空吸附结构，以将划片分离后的电池片220可靠吸附并输送至后输片机构80。

进一步，激光划片机构60设置于前输片机构50的平台52和掰片机构70的掰片机构70的旋转、平移平台711、714之间，当前输片机构50输送整片电池片200由前输片机构50的平台52到掰片机构70的掰片机构70的旋转、平移平台 711、714上的过程中开启激光划片机构60中的激光对搬运中的电池片200的背电极面实施划片，其划片深度控制在0.03～0.17mm间。

本发明还提出一种划片、焊接方法，其实施主体为所述的电池片输送、划片、串焊一体化设备，主要包括以下步骤：

S1：将整片电池片200放入料盒机构20；

S2：搬片机构30搬运料盒机构20的电池片200到前输片机构50的平台上；

S3：前输片机构50的搬运手51抓取并搬运整片电池片200穿过划片机构60的激光，激光将搬运中的电池片200的背电极面实施划片，划片深度控制在0.03～0.2mm间，并传送电池片200至掰片机构70的旋转、平移工作台711、714；

S4：掰片机构70的掰片机构70将电池片200沿着划痕进行掰断并分离为两部分；

S5：后输片机构80输送划片分离后的电池片220到焊接设备的焊接工位，串焊头90对划片分离后的电池片220实施串联焊接；如此连续循环，即完成电池片200的划片制备与划片分离后电池片220的串联焊接。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种电池片输送、划片、串焊一体化设备，其特征在于：包括在电池片输送路径上设置的划片机构、掰片机构、串焊头，划片机构设置在电池片的背电极侧，以对不断向前输送的整片电池片的背电极面进行划片，掰片机构设置在划片机构的后方，以对划片后的整片电池片进行掰断分离，串焊头设置在掰片机构的后方，以对划片分离后的电池片进行串联焊接；所述掰片机构包括旋转平台、平移平台、旋转驱动组件，旋转平台和平移平台并排设置在电池片输送路径上，在旋转平台和平移平台的上表面设置吸附电池片的吸附通道，旋转驱动组件连接旋转平台，以带动旋转平台以水平方向为转轴向上转动，进而带动旋转平台上方的划片后的电池片相对于平移平台上的划片后的电池片以划线为界向上转动，实现掰断；所述掰片机构还包括平移驱动组件，平移驱动组件包括平移驱动气缸、导轨，导轨沿着远离旋转平台的方向设置，平移驱动气缸的伸缩端与平移平台的导轨连接，以通过平移驱动气缸带动平移平台沿着导轨往返移动，实现平移平台远离或靠近旋转平台，从而分离划片掰断后的电池片。

2.如权利要求1所述的电池片输送、划片、串焊一体化设备，其特征在于：所述电池片输送、划片、串焊一体化设备还包括沿着电池片输送方向设置的前输片机构、后输片机构，前输片机构包括前输送带、前搬片手，前搬片手与前输送带连接，以通过前输送带移动前搬片手，后输片机构包括后输送带、后搬片手，后搬片手与后输送带连接，以通过后输送带移动后搬片手，前搬片手和后搬片手沿着电池片输送方向设置，以形成电池片输送路径，前搬片手和后搬片手的上表面上均设置负压通道。

3.如权利要求2所述的电池片输送、划片、串焊一体化设备，其特征在于：还在前输片机构的前方设置料盒机构和搬片机构，料盒机构包括上料输送带、转移输送带、电池片载料盒，转移输送带的输送方向与上料输送带的输送方向不同，上料输送带将电池片载料盒输送至转移输送带的上方，转移输送带将电池片载料盒转移至搬片工位，电池片载料盒为至少两个，搬片机构包括搬运手，搬运手在搬片工位与前输片机构的前搬片手之间往返移动，以通过搬运手将电池片载料盒中的电池片移动至前搬片手上。

4.如权利要求3所述的电池片输送、划片、串焊一体化设备，其特征在于：所述划片机构包括能够发射激光的激光头，激光头设置在前输片机构与掰片机构之间，以使前搬片手上的电池片在向掰片机构行走的过程中被激光头划片，激光头设置在前输片机构的前搬片手上的电池片的背电极侧，以对电池片的背电极面进行划片。

5.一种利用如权利要求1至4之一所述的电池片输送、划片、串焊一体化设备的划片、焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

电池片沿着输送路径依次经过划片机构、掰片机构，划片机构对电池片的背电极面进行划片，掰片机构对电池片进行掰断分离；

掰断分离后的电池片沿着输送路径移动至串焊头，由串焊头对划片分离后的电池片进行串联焊接。

6.如权利要求5所述的划片、焊接方法，其特征在于还包括如下步骤：

将整片电池片放入料盒机构；

搬片机构搬运料盒机构的电池片到前输片机构上；

前输片机构的搬运手抓取并搬运整片电池片穿过划片机构的激光头，激光将搬运中的电池片的背电极面实施划片，并传送电池片至掰片机构的旋转、平移工作台；

掰片机构的掰片机构将电池片沿着划痕进行掰断并分离为两部分；

后输片机构输送划片分离后的电池片到焊接设备的焊接工位，串焊头对划片分离后的电池片实施串联焊接。