CN109378442A - 一种锂电池电芯的自动生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池电芯的自动生产线，包括浆料输送系统、第一涂布装置和第二涂布装置以及双层烘干装置，浆料输送系统在控制装置的控制下通过输送管道向第一涂布装置和第二涂布装置自动输送浆料，第一涂布装置和第二涂布装置将浆料分别涂布在正极极片和负极极片的表面，正极极片和负极极片在第一主动辊和第一从动辊的带动下移动。当正极极片和负极极片完成涂布后，第二主动辊和第二从动辊带动其移动至双层烘干装置中，将极片烘干。锂电池电芯的生产线通过控制装置自动完成极片自动加工的过程，从而减少了人力的消耗，同时加工过程中无需储存原材料，节省了企业的储存成本。

Description

一种锂电池电芯的自动生产线

技术领域

本发明涉及锂电池加工技术领域，特别涉及一种锂电池电芯的自 动生产线。

背景技术

锂电池因具有能量密度大、平均输出电压高、无记忆效应等优点 而广泛应用于电子产品、电动汽车、飞行器等领域。锂电池生产过程 中需要经过涂布、辊压、烘干等步骤，现有技术中锂电池生产的各个 设备相互独立，生产过程中需要多次储存和人工搬运物料，不仅需要 较大的厂房面积，也容易因生产周期过长而造成物料损耗大，进而影 响电芯质量。

因此，如何提供一种锂电池电芯的自动生产线是本领域技术人员 急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂电池电芯的自动生产线，其能够实现 锂电池电芯的自动生产，节约物料储存成本和人工成本，提高锂电池 电芯的生产效率。

为实现上述目的，本发明提供一种锂电池电芯的自动生产线，包 括浆料输送系统、第一涂布装置和第二涂布装置以及双层烘干装置， 所述第一涂布装置和所述第二涂布装置分别用以对正极极片和负极极 片涂布浆料，所述浆料输送系统通过浆料输送管连接所述第一涂布装 置和所述第二涂布装置，所述第一涂布装置和所述第二涂布装置均设 有第一主动辊和第一从动辊，所述双层烘干装置设有第二主动辊和第 二从动辊，还包括控制装置，所述控制装置与所述浆料输送系统、所 述第一涂布装置、所述第二涂布装置以及所述双层烘干装置均相连。

优选地，还包括辊压装置，所述辊压装置位于所述烘干装置后方、 以将烘干的极片进行辊压，还包括用以将极片由所述烘干装置转移至 所述辊压装置的转移机构。

优选地，还包括分条装置，所述分条装置位于所述辊压装置的后 方，所述转移机构能够将辊压后的极片移动至所述分条装置。

优选地，还包括模切装置，所述模切机位于所述分条机的后方， 以对极片进行极耳模切，所述模切装置与所述分条装置通过连接机构 相连。

优选地，还包括卷绕机，所述卷绕机位于所述模切机后方、以将 正极极片、负极极片以及隔膜卷绕成电芯。

优选地，所述卷绕机还设有用以检测极片质量的检测装置。

优选地，还包括AGV系统，所述AGV系统能够将模切后的极片 转移至所述卷绕机。

本发明所提供的锂电池电芯的自动生产线包括浆料输送系统、第 一涂布装置和第二涂布装置以及双层烘干装置，第一涂布装置和第二 涂布装置分别用以对正极极片和负极极片涂布浆料，浆料输送系统通 过浆料输送管道连接第一涂布装置和第二涂布装置，第一涂布装置和 第二涂布装置均设有第一主动辊和第一从动辊，双层烘干装置设有第 二主动辊和第二从动辊，还包括控制装置，控制装置与浆料输送系统、 第一涂布装置、第二涂布装置相连以及双层烘干装置均相连。

浆料输送系统在控制装置的控制下通过输送管道向第一涂布装 置和第二涂布装置自动输送浆料，第一涂布装置和第二涂布装置将浆 料分别涂布在正极极片和负极极片的表面，正极极片和负极极片在第 一主动辊和第一从动辊的带动下移动。当正极极片和负极极片完成涂 布后，第二主动辊和第二从动辊带动其移动至双层烘干装置中，将极 片烘干。锂电池电芯的生产线通过控制装置自动完成极片自动加工的 过程，从而减少了人力的消耗，同时加工过程中无需储存原材料，节 省了企业的储存成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而 易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附 图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的锂电池电芯的自动生产线的结构示意图；

图2为图1中浆料输送系统的结构示意图；

图3为图1中第一涂布装置的结构示意图；

图4为图1中第二涂布装置的结构示意图；

图5为图1中双层烘干装置的结构示意图；

图6为图1中转移机构的结构示意图；

图7为图1中辊压装置的结构示意图；

图8为图1中分条装置的结构示意图；

图9为图1中模切装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合 附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图9，图1为本发明所提供的锂电池电芯的自动生 产线的结构示意图；图2为图1中浆料输送系统的结构示意图；图3 为图1中第一涂布装置的结构示意图；图4为图1中第二涂布装置的 结构示意图；图5为图1中双层烘干装置的结构示意图；图6为图1中转移机构的结构示意图；图7为图1中辊压装置的结构示意图；图 8为图1中分条装置的结构示意图；图9为图1中模切装置的结构示 意图。

锂电池电芯的包括正极极片、负极极片和位于二者之间的隔膜， 一般情况下，正极极片为铝箔，负极极片为铜箔，隔膜为绝缘材料且 位于正负极片之间，防止正负极片接触而发生短路。正负极片需要先 经过涂布和烘干，再进行分条、模切，最后与隔膜卷收后制成锂电池 的电芯，本申请所提供的锂电池电芯的自动生产线能够自动完成通过 涂布装置对正极极片和负极极片涂布浆料。

具体的，本发明所提供的锂电池电芯的自动生产线包括浆料输送 系统1、第一涂布装置2、第二涂布装置3以及双层烘干装置4，浆料 输送系统1中包括正极浆料输送部和负极浆料输送部，正极浆料输送 部通过正极浆料输送管道与第一涂布装置2相连，负极浆料输送部通 过负极浆料输送管道和第二涂布装置3相连。正极浆料输送部和负极 浆料输送部中均设有浆料储存罐11和送料泵12，浆料储存于浆料储 存罐11中，通过送料泵12加压后由浆料输送管13流入涂布装置。

第一涂布装置2和第二涂布装置3均为双面同时挤压涂布机，二 者结构分别如图3和图4所示，双面同时挤压涂布机能够分别对正极 极片和负极极片进行双面同时挤压涂布。双面同时挤压涂布机具有结 构简单、操作容易、效率高、涂布精度高等优点。

正负极片经过涂布后通过双层烘干装置4进行烘干。第一涂布装 置2和第二涂布装置3均设有第一主动辊和第一从动辊，双层烘干装 置4设有第二主动辊和第二从动辊，第一主动辊和第一从动辊带动铝 箔或铜箔在第一涂布装置2或第二涂布装置3中移动，铝箔或铜箔完 成涂布后进入双层烘干装置4中，第二主动辊和第二从动辊带动铝箔 或铜箔在双层烘干装置4中移动。

锂电池电芯的自动生产线中还包括控制装置，控制装置与浆料输 送系统1、第一涂布装置2、第二涂布装置3以及双层烘干装置4均相 连，双层烘干装置4的结构如图5所示。具体的，控制装置与第一主 动辊和第二主动辊的驱动电机相连，控制第一主动辊和第二主动辊同 步转动，保证铝箔或铜箔从涂布装置进入双层烘干装置4时不会发生 断裂或堆积。另外，控制装置还与送料泵相连，并根据第一主动辊或 第二主动辊的转速控制浆料的输送速度，避免浆料不足或浪费。控制 装置可具体为服务器、PLC控制器或MCU控制器等。

本实施例中，锂电池电芯的自动生产线包括浆料输送系统1、第 一涂布装置2、第二涂布装置3以及双层烘干装置4，正极极片和负极 极片呈带状，并由第一主动辊和第一从动辊、以及第二主动辊和第二 从动辊夹紧，在第一主动辊和第二主动辊的带动下移动，实现正极极 片和负极极片的自动涂布和烘干。

正负极片经过涂布后会存在浆料分布不均匀的状况，影响电芯质 量。因此，锂电池电芯的自动生产线还包括辊压装置6，如图7所示， 辊压装置6位于烘干装置4后方，辊压装置6中设有至少两个压辊， 压辊从两侧对正极极片或负极极片进行挤压，将其表面辊压平整。辊 压装置6的结构可参考现有技术，在此不再赘述。

第一涂布装置2和第二涂布装置3中还设有过渡架31和收卷机 构33，过渡架31上设有过渡传送辊32，正负极片经过烘干后移动至 过渡架31，过渡架31跨过涂布装置的涂头等部件，沿过渡架31移动 至收卷机构33，收卷机构33将涂布好的正极极片或负极极片卷成卷 状以方便移动。收卷机构33的结构可参考现有技术，在此不再赘述。

锂电池电芯的自动生产线中还包括转移机构5，如图6所示，转 移机构5包括机架51，机架51上方设有横梁，横梁设有轨道和能够 沿轨道移动的机械爪52，机械爪52连有伸缩机构，伸缩机构沿竖直 方向设置，伸缩机构伸出，使机械爪52抓住卷状的铜箔或铝箔，然后 伸缩机构收缩，机械爪52沿横梁上的轨道移动，将正极极片或负极极 片转移至滚压装置。当然，收卷机构33还可设置传送带，卷好的正极 极片或负极极片可通过传送带输送至转移机构5的下方。显然，收卷 机构33和辊压装置6的放卷机构61均位于转移机构5横梁的轨道的 下方。

辊压装置6还设有收卷机构33，将辊压完的正极极片或负极极片 卷成卷状。辊压装置6中还设有放卷机构61，放卷机构61将完成涂 布的卷状的正极极片或负极极片展开，以进行辊压操作。当然，辊压 装置6和转移机构5也与控制装置相连。

本实施例中，锂电池电芯的自动生产线设有转移机构5和辊压装 置6，第一涂布装置2和第二涂布装置3将涂布好的正极极片或负极 极片卷成卷状，转移机构5将卷好的正极极片或负极极片移动至辊压 装置6，从而实现正极极片和负极极片的自动辊压。

此外，锂电池电芯的自动生产线还包括分条装置7，如图8所示， 分条装置7位于辊压装置6的后方，由于铝箔和铜箔均呈带状，需要 裁切分条将其分割成适当的大小，进而制成电池的电芯。分条装置7 的具体结构可参考现有技术，在此不再赘述。

正负极片由分条装置7裁切成片状，裁切后的正负极片通过转运 架或转运筐进行收集，锂电池电芯的自动生产线还包括AGV系统， AGV系统中包括AGV小车，AGV小车可沿既定路线运输正负极片， AGV小车的结构和控制方法可参考现有技术。

另外，锂电池电芯具有金属触点，在充放电的过程中金属触点用 于与外界电路接触，该触点称为极耳。锂电池电芯的自动生产线中还 包括模切装置8，如图9所示，模切装置8位于分条机的后方，用于 对极片进行极耳模切。AGV小车将裁切好的正负极片移动至模切装置 8，转移机构5将AGV小车上的正负极片取下并放置于模切装置8上， 模切装置8对极片进行极耳切割。

可选的，锂电池电芯的自动生产线还包括卷绕机9，卷绕机9位 于模切机后方，模切后的正极极片和负极极片再由AGV小车转运至 卷绕机9，转移机构5能够将模切后的正极极片和负极极片取下，并 放置于卷绕机9上，卷绕机9将正极极片、负极极片以及隔膜卷绕成 电芯。为检测电芯质量，卷绕机9设有检测装置，用以检测极片质量。 卷绕机9的结构可参考现有技术。

当然，AGV系统也可由控制装置控制，控制装置中设有无线发射 模块，AGV小车设有无线接收模块，控制装置通过无线发射模块将控 制指令发送给AGV小车，AGV小车受到控制指令后沿既定路线向模 切装置8或卷绕机9移动。显然AGV系统中可设置多台AGV小车以满足锂电池电芯的自动生产线的转运需求。

本实施例中，锂电池电芯的自动生产线的结构如图1所示，在本 实施例中正负极片经过涂布、辊压、分条等加工后最终卷绕成电芯， 实现了锂电池电芯全流程的自动生产，极大地降低了人工成本，提高 了生产效率。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语 仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗 示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的锂电池电芯的自动生产线进行了详细介 绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应 当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理 的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也 落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种锂电池电芯的自动生产线，其特征在于，包括浆料输送系统(1)、第一涂布装置(2)和第二涂布装置(3)以及双层烘干装置(4)，所述第一涂布装置(2)和所述第二涂布装置(3)分别用以对正极极片和负极极片涂布浆料，所述浆料输送系统(1)通过浆料输送管(13)连接所述第一涂布装置(2)和所述第二涂布装置(3)，所述第一涂布装置(2)和所述第二涂布装置(3)均设有第一主动辊和第一从动辊，所述双层烘干装置(4)设有第二主动辊和第二从动辊，还包括控制装置，所述控制装置与所述浆料输送系统(1)、所述第一涂布装置(2)、所述第二涂布装置(3)以及所述双层烘干装置(4)均相连。

2.根据权利要求1所述的自动生产线，其特征在于，还包括辊压装置(6)，所述辊压装置(6)位于所述烘干装置(4)后方、以将烘干的极片进行辊压，还包括用以将极片由所述烘干装置(4)转移至所述辊压装置(6)的转移机构(5)。

3.根据权利要求2所述的自动生产线，其特征在于，还包括分条装置(7)，所述分条装置(7)位于所述辊压装置(6)的后方，所述分条装置(7)能够对正极极片或负极极片进行裁切。

4.根据权利要求3所述的自动生产线，其特征在于，还包括用以转运裁切好的正极极片或负极极片的AGV系统。

5.根据权利要求4所述的自动生产线，其特征在于，还包括模切装置(8)，所述模切装置(8)位于所述分条机的后方，以对极片进行极耳模切，所述AGV系统能够将裁切好的正极极片或负极极片移动至所述模切装置(8)。

6.根据权利要求5所述的自动生产线，其特征在于，还包括卷绕机(9)，所述卷绕机(9)位于所述模切机后方、以将正极极片、负极极片以及隔膜卷绕成电芯，所述AGV系统能够将完成模切的正极极片或负极极片移动至所述卷绕机(9)。

7.根据权利要求6所述的自动生产线，其特征在于，所述卷绕机(9)还设有用以检测极片质量的检测装置。