CN108899590B - 一种四工位大电芯材料叠片机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种四工位大电芯材料叠片机构，放卷机构，位于放卷机构一侧的正极整体切刀组件和第一隔膜整体切刀组件，以及位于放卷机构另一侧的负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件；所述放卷机构包括机架，位于机架一侧的正极放卷轴和第一隔膜放卷轴，以及位于机架另一侧的负极放卷轴和第二隔膜放卷轴；四个放卷轴分别放卷至对应的切刀组件中，且围绕四组切刀组件还设有托盘运动滑轨，所述托盘运动滑轨上对应四个切刀组件安装有四个堆放移动托盘；各切刀组件上均安装有用于将切割后的卷料移送至堆放移动托盘上的机器人吸盘手。本发明可以克服传统叠片机单片制造、单片堆放的不足，提高大电芯叠片的生产效率，减少堆叠误差的产生。

Description

一种四工位大电芯材料叠片机构
技术领域
本发明涉及锂电池生产领域，特别是用于大电芯锂电池电芯（550长X100宽）材料叠片的机构。
背景技术
随着国家对锂电池能量密度提高的要求，锂电池厂家纷纷开始以制作大电芯的形式来提高单体电池的能量密度，对大电芯的生产工艺方式一般都采用叠片方式来生产，但传统的叠片机构，通过同一切割工位一片片的切割正极、负极及隔膜，再一片片的叠加生产，生产的效率上往往低于电芯卷绕的生产工艺方式，且操作繁琐，容易产生误差。如何提高叠片方式的生产效率一直是各个厂家都需要攻破的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四工位大电芯材料叠片机构，克服现有技术的不足，提高大电芯叠片的生产效率，减少堆叠误差的产生。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种四工位大电芯材料叠片机构，包括：放卷机构，位于放卷机构一侧的正极整体切刀组件和第一隔膜整体切刀组件，以及位于放卷机构另一侧的负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件；所述放卷机构包括机架，位于机架一侧的正极放卷轴和第一隔膜放卷轴，以及位于机架另一侧的负极放卷轴和第二隔膜放卷轴；所述正极放卷轴和第一隔膜放卷轴的放卷方向相反，且正极放卷轴上的正极料卷放卷至正极整体切刀组件，第一隔膜放卷轴上的隔膜卷料放卷至第一隔膜整体切刀组件；所述负极放卷轴和第二隔膜放卷轴的放卷方向相反，且负极放卷轴上的负极料卷放卷至负极整体切刀组件，第二隔膜放卷轴上的隔膜卷料放卷至第二隔膜整体切刀组件；围绕所述的正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件还设有托盘运动滑轨，所述托盘运动滑轨上对应四个切刀组件安装有四个堆放移动托盘；所述正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件上均安装有用于将切割后的卷料移送至堆放移动托盘上的机器人吸盘手。
进一步，所述正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件的结构相同，均包括切刀基座，通过滑杆安装在切刀基座上的上切刀，以及竖直固定在切刀基座顶部的气缸；所述气缸的活塞杆端朝下并与上切刀连接。
进一步，所述切刀基座的底部安装有负压吸嘴。
进一步，所述正极放卷轴、第一隔膜放卷轴、负极放卷轴和第二隔膜放卷轴均采用气涨轴。
进一步，所述堆放移动托盘上设有用于固定切割后的卷料的夹具。
本发明具有的有益效果如下：本发明以正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件，作为四个极片或隔膜的切割工位，四个切割工位中心的放卷机构同时将正极卷料、负极卷料以及两组隔膜卷料分别输送至对应的切割工位，四个工位的切刀组件分别根据叠片所需要的极片或隔膜尺寸布置相应匹配的切刀，提高设备切出单体极片或隔膜的速度，以走量的形式提高叠片的效率；同时采用移动式的堆叠托盘，通过托盘运动滑轨围绕四个切割工位为循环，托盘承接每个工位上由机器人吸盘手移送下来的料片，依次堆放，以正极、隔膜、负极、隔膜的堆叠顺序形成一个单体，在后期的工作中可以整体对一个托盘中的单体进行热复合，形成的都是整体一致性的单体。本发明的这种叠片机构的生产方式大大加快了电芯单体的制造和叠片效率，而且避免了传统单一叠片机一片片切、一片片叠所产生的不一致性和操作太多带来的误差，及生产效率低的问题。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的俯视图；
图3是整体切刀组件的结构示意图；
图中：1-放卷机构、11-机架、12-正极放卷轴、13-第一隔膜放卷轴、14-负极放卷轴、2-正极整体切刀组件、21-切刀基座、22-滑杆、23-上切刀、24-气缸、3-第一隔膜整体切刀组件、4-负极整体切刀组件、5-第二隔膜整体切刀组件、6-托盘运动滑轨、7-堆放移动托盘、71-夹具、8-机器人吸盘手。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
参照图1和图2所示的一种四工位大电芯材料叠片机构，包括：放卷机构1，位于放卷机构1一侧的正极整体切刀组件2和第一隔膜整体切刀组件3，以及位于放卷机构另一侧的负极整体切刀组件4和第二隔膜整体切刀组件5.
所述放卷机构1包括机架11，位于机架11一侧的正极放卷轴12和第一隔膜放卷轴13，以及位于机架11另一侧的负极放卷轴14和第二隔膜放卷轴。正极放卷轴12和第一隔膜放卷轴13在机架11的同侧一上一下分布，分别用于安装正极卷料和隔膜卷料；同样的负极放卷轴14和第二隔膜放卷轴再机架11的另一侧一上一下分布，分别用于安装负极卷料和隔膜卷料。
放卷机构1的具体工作原理及结构可参考现有的放卷设备，本实施例中不再详述，正极放卷轴12、第一隔膜放卷轴13、负极放卷轴14和第二隔膜放卷轴均采用气涨轴，便于拆装卷料。
所述正极放卷轴12和第一隔膜放卷轴13的放卷方向相反，且正极放卷轴12上的正极料卷放卷至正极整体切刀组件2，第一隔膜放卷轴13上的隔膜卷料放卷至第一隔膜整体切刀组件3。
所述负极放卷轴14和第二隔膜放卷轴的放卷方向相反，且负极放卷轴14上的负极料卷放卷至负极整体切刀组件4，第二隔膜放卷轴上的隔膜卷料放卷至第二隔膜整体切刀组件5。
围绕所述的正极整体切刀组件2、第一隔膜整体切刀组件3、负极整体切刀组件4和第二隔膜整体切刀组件5还设有托盘运动滑轨6，所述托盘运动滑轨6上对应正极整体切刀组件2、第一隔膜整体切刀组件3、负极整体切刀组件4和第二隔膜整体切刀组件5安装有四个堆放移动托盘7。
参照图3所示，所述正极整体切刀组件2、第一隔膜整体切刀组件3、负极整体切刀组件4和第二隔膜整体切刀组件5的结构相同，均包括切刀基座21，通过滑杆22安装在切刀基座21上的上切刀23，以及竖直固定在切刀基座21顶部的气缸24。
所述气缸24的活塞杆端朝下并与上切刀25连接。四个切刀基座21上均安装有用于将切割后的卷料移送至堆放移动托盘7上的机器人吸盘手8。
作为本实施例的优选方式，再切刀基座21的底部还可以安装负压吸嘴，以用于固定卷料的位置和保持料面平整。
作为本实施例的优选方式，所述堆放移动托盘7上设有用于固定切割后的卷料的夹具71，以保证输送的稳定。夹具71可以是固定在托盘两边铰链板，通关电机或气缸驱动翻转，每次打开放置一块料片然后再闭合将堆叠的料片加持住。
本发明的工作原理如下：
放卷机构11开始放卷，具体的，正极放卷轴12上的正极料卷放卷至正极整体切刀组件2，第一隔膜放卷轴13上的隔膜卷料放卷至第一隔膜整体切刀组件3；负极放卷轴14上的负极料卷放卷至负极整体切刀组件4，第二隔膜放卷轴上的隔膜卷料放卷至第二隔膜整体切刀组件5。各切刀组件的上切刀25在气缸24的作用下下行切割卷料，通过机器人吸盘手8将切割后的料片移送至切刀组件邻位的堆放移动托盘7上，通关夹具71将料片固定后，堆放移动托盘7开始沿托盘运动滑轨6循环移动于四个切割工位之间。
以正极整体切刀组件2邻位的堆放移动托盘7为起始点，切割后的正极料片随堆放移动托盘7移动至第一隔膜整体切刀组件3，堆放移动托盘7上的正极料片上叠加一片隔膜料片后，再移动至负极整体切刀组件4邻位叠加负极料片，最后移动至第二隔膜整体切刀组件5邻位叠加隔膜料片，完成一个单体（正极、隔膜、负极、隔膜）的循环叠片。
正极整体切刀组件2、第一隔膜整体切刀组件3、负极整体切刀组件4和第二隔膜整体切刀组件5的动作是同时进行的，四个堆放移动托盘7依次循环动作，完成一个个单体的生产。在后期的工作中整体对整个堆放移动托盘7中的单体进行热复合，形成的都是整体一致性的单体。这种叠片的方式大大加快了电芯单体的制造和叠片效率，而且避免了传统叠片机一片片切割、一片片叠加所带来的不一致性，以及操作动作太多带来的误差和生产效率低的问题。
以上所述的实施例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，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种四工位大电芯材料叠片机构，其特征在于，包括：放卷机构，位于放卷机构一侧的正极整体切刀组件和第一隔膜整体切刀组件，以及位于放卷机构另一侧的负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件；所述放卷机构包括机架，位于机架一侧的正极放卷轴和第一隔膜放卷轴，以及位于机架另一侧的负极放卷轴和第二隔膜放卷轴；所述正极放卷轴和第一隔膜放卷轴的放卷方向相反，且正极放卷轴上的正极料卷放卷至正极整体切刀组件，第一隔膜放卷轴上的隔膜卷料放卷至第一隔膜整体切刀组件；所述负极放卷轴和第二隔膜放卷轴的放卷方向相反，且负极放卷轴上的负极料卷放卷至负极整体切刀组件，第二隔膜放卷轴上的隔膜卷料放卷至第二隔膜整体切刀组件；围绕所述的正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件还设有托盘运动滑轨，所述托盘运动滑轨上对应四个切刀组件安装有四个堆放移动托盘；所述正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件上均安装有用于将切割后的卷料移送至堆放移动托盘上的机器人吸盘手；所述的正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件的动作是同时进行的，所述的四个堆放移动托盘依次循环动作。
2.根据权利要求1所述的一种四工位大电芯材料叠片机构，其特征在于，所述正极整体切刀组件、第一隔膜整体切刀组件、负极整体切刀组件和第二隔膜整体切刀组件的结构相同，均包括切刀基座，通过滑杆安装在切刀基座上的上切刀，以及竖直固定在切刀基座顶部的气缸；所述气缸的活塞杆端朝下并与上切刀连接。
3.根据权利要求2所述的一种四工位大电芯材料叠片机构，其特征在于，所述切刀基座的底部安装有负压吸嘴。
4.根据权利要求1所述的一种四工位大电芯材料叠片机构，其特征在于，所述正极放卷轴、第一隔膜放卷轴、负极放卷轴和第二隔膜放卷轴均采用气涨轴。
5.根据权利要求1所述的一种四工位大电芯材料叠片机构，其特征在于，所述堆放移动托盘上设有用于固定切割后的卷料的夹具。
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