CN109921099A - 一种叠片设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠片设备，包括：至少一个输送线，用于输送多个第一叠片单元；于各输送线上的多个叠片工位，包括：第一机械手，用于存放多个第二叠片单元的第一存放台，和用于存放正极单面极片的第二存放台；第一机械手用于依次的从第二存放台中抓取正极单面极片，从输送线上抓取多个第一叠片单元并层叠的放置在正极单面极片上，从第一存放台中抓取第二叠片单元至最上层第一叠片单元的上方，再从第二存放台中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方，以形成叠片电芯。本叠片设备结构简单，易于实现，显著的提高了叠片效率，且所生产出的叠片电芯正极极片比负极极片多一层，从而增加成品叠片电芯的容量。

Description

一种叠片设备

技术领域

本申请涉及叠片电芯生产设备技术领域，具体涉及一种叠片设备。

背景技术

目前，锂离子电池的叠片电芯通常由多个层叠设置的负极片，设置在相邻负极片之间的正极片，以及设置在相邻正极片和负极片之间、最上层负极片上方和最下层负极片下方的隔膜组成，该种叠片电芯通常采用Z字型叠片工艺制成。而Z字型叠片工艺大多都是通过机械手将极片和隔膜转移至叠片工位，以叠成叠片电芯，该种生产工艺由于依次的叠放极片和隔膜至叠片工位，生产效率低下，且设备复杂、成本高。

因此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

本申请旨在提供一种叠片设备，以提高叠片电芯的生产效率。

本申请提供了一种叠片设备，包括：

至少一个输送线，用于输送多个第一叠片单元；

于各输送线上的多个叠片工位，包括：第一机械手，用于存放多个第二叠片单元的第一存放台，和用于存放正极单面极片的第二存放台；第一机械手用于依次的从第二存放台中抓取正极单面极片，从输送线上抓取多个第一叠片单元并层叠的放置在正极单面极片上，从第一存放台中抓取第二叠片单元至最上层第一叠片单元的上方，再从第二存放台中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方，以形成叠片电芯；第一叠片单元包括从上到下的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，第二叠片单元包括从上到下的隔膜、负极极片、隔膜；正极单面极片有且仅有一面具有涂层；第二存放台上存放的正极单面极片的涂层朝上；叠片电芯中底层的正极单面极片的涂层朝向第一叠片单元，顶层的正极单面极片的涂层朝向第二叠片单元。

所述的叠片设备，其中，所述叠片工位还包括：设置在所述第二存放台上的翻转机构；所述正极单面极片存放在所述翻转机构上；在所述第一机械手再从第二存放台中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方时，所述翻转机构用于在平面内翻转180°，以使正极单面极片的涂层朝下。

所述的叠片设备，其中，所述叠片工位还包括：叠片台，在所述第一机械手从第二存放台中抓取正极单面极片后，将正极单面极片放置在所述叠片台上。

所述的叠片设备，其中，所述叠片工位还包括：用于储存多个正极单面极片的储料盒，和第二机械手；所述第二机械手用于从所述储料盒中依次的抓取正极单面极片至第二存放台上。

所述的叠片设备，其中，所述叠片工位还包括：第一检测系统；在所述第二机械手依次的从所述储料盒中抓取正极单面极片至第二存放台上之前，和在所述第一机械手从第一存放台上抓取第二叠片单元之前，所述第一检测系统用于检测检测第二存放台上存放的正极单面极片是否偏移，和用于检测所述第一存放台上存放的第二叠片单元中的隔膜、负极极片、隔膜上下之间是否对正。

所述的叠片设备，其中，还包括：设置在所述输送线输入端的用于制作第一叠片单元的第一叠片单元制作装置；所述第一叠片单元制作装置用于通过热复合制作多个所述第一叠片单元，并将多个所述第一叠片单元依次输出给所述输送线。

所述的叠片设备，其中，还包括：设置在所述输送线输入端的第二检测系统，所述第二检测系统用于检测所述第一叠片单元中的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜上下之间是否对正。

所述的叠片设备，其中，还包括：热压装置，用于对所述叠片电芯进行热压。

所述的叠片设备，其中，还包括：贴胶机构，用于对热压后的叠片电芯的周向上进行贴胶。

所述的叠片设备，其中，还包括：称重机构，用于对贴胶后的叠片电芯进行称重。

本发明的有益效果是：

本申请提供的叠片设备，包括：至少一个输送线，用于输送多个第一叠片单元；于各输送线上的多个叠片工位，包括：第一机械手，用于存放多个第二叠片单元的第一存放台，和用于存放正极单面极片的第二存放台；第一机械手用于依次的从第二存放台中抓取正极单面极片，从输送线上抓取多个第一叠片单元并层叠的放置在正极单面极片上，从第一存放台中抓取第二叠片单元至最上层第一叠片单元的上方，再从第二存放台中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方，以形成叠片电芯；第一叠片单元包括从上到下的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，第二叠片单元包括从上到下的隔膜、负极极片、隔膜；正极单面极片有且仅有一面具有涂层，另一面为光面；第二存放台上存放的正极单面极片的涂层朝上；叠片电芯中底层的正极单面极片的涂层朝向第一叠片单元，顶层的正极单面极片的涂层朝向第二叠片单元。本叠片设备结构简单，易于实现，显著的提高了叠片效率，且本叠片设备所生产出的叠片电芯在以往的叠片电芯的最上层和最下层再各增加一层与最上层和最下层极片极性相反的极片，即正极极片的个数比负极极片的个数多一个，从而增加成品叠片电芯的容量。

附图说明

图1为本发明提供的叠片设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

参见图1所示，本实施例提供了一种叠片设备，包括：至少一个输送线1和设置在每个输送线1上的多个叠片工位，该叠片工位如图1中的虚线框所示，输送线1用于输送多个第一叠片单元，该多个第一叠片单元依次在输送线上被输送至各叠片工位，各叠片工位用于依次的叠放涂层朝上的正极单面极片、多个第一叠片单元、第二叠片单元以及涂层朝下的正极单面极片，以形成叠片电芯，多个叠片工位同时工作以堆叠极片和叠片单元形成叠片电芯，提高了叠片电芯的生产效率。

输送线1设置有两条，该输送线1为传送带，叠片工位在两条输送线1上各设置五个。当然，输送线1和叠片工位的设置数目也可为其他数目，具体可根据实际生产的需要进行设定。各叠片工位均包括：第一机械手2，第一存放台3和第二存放台4，第一存放台3用于存放多个第二叠片单元，其可以设置在输送线1的上方，也可以设置在输送线1的侧边，优选的是第一存放台3设置在输送线1的上方。第二存放台4用于存放正极单面极片，其可以设置在输送线1的上方，也可以设置在输送线1的侧边，优选的是第二存放台4设置在输送线1的侧边。第一机械手2用于依次的从第二存放台4中抓取正极单面极片，从输送线1上抓取多个第一叠片单元至正极单面极片上，从第一存放台3中抓取第二叠片单元至最上层第一叠片单元的上方，再从第二存放台4中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方，从而形成叠片电芯。

上述实施方式中，第一叠片单元包括从上到下的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，第二叠片单元包括从上到下的隔膜、负极极片、隔膜；正极单面极片实质为正极极片，该正极单面极片有且仅有一面具有涂层，其另一面为光面。第二存放台4上存放的正极单面极片的涂层朝上，即第二存放台4上的正极单面极片的涂层背向于第二存放台4。所形成的叠片电芯中底层的正极单面极片的涂层朝向第一叠片单元，顶层的正极单面极片的涂层朝向第二叠片单元。换而言之，本叠片设备所生产出的叠片电芯从上到下依次为：涂层朝下的正极单面极片，第二叠片单元，多个层叠的第一叠片单元，及涂层朝上的正极单面极片。

第一机械手4依次叠放涂层朝上的正极单面极片、第一叠片单元、第二叠片单元和涂层朝下的正极单面极片，相较于一层一层的叠放极片和隔膜的方式，显著的提高了叠片电芯的生产效率。

需要说明的是，第一叠片单元和第二叠片单元中的正极极片和负极极片分别为具有两面涂层的正极极片和负极极片，多个第一叠片单元和第二叠片单元所形成的结构中的最上层和最下层的极片均为负极极片，即该叠片电芯中的负极极片为具有双面涂层的负极极片，叠片电芯中的正极极片为具有双面涂层的正极极片。在最上层和最下层负极极片的上方和下方再设置正极单面极片，且设置在顶层的正极单面极片的涂层朝向最上层的负极极片，设置在底层的正极单面极片的涂层朝向最下层的负极极片。以往的叠片电芯中最上层和最下层极片的极性均为负极极片，本实施例所提供的叠片设备所制得的叠片电芯在最上层极片和最下层极片的上方再各叠放正极单面极片，且顶层的正极单面极片的涂层朝向最下层的负极极片，顶层的正极单面极片的涂层朝向最上层的负极极片，与以往的叠片电芯的结构相比，本叠片设备所生产的叠片电芯多了两层正极极性的极片，而正极极片为采用锂合金金属氧化物制成，该两层正极极性的极片可以提供更多的锂离子，从而提高了本叠片设备所制得的叠片电芯的容量。

本实施例所提供的叠片设备中，叠片工位还包括：叠片台5，该叠片台5用于承载叠片电芯，在第一机械手2从第二存放台4中抓取正极单面极片后，将正极单面极片放置在该叠片台5上，之后再在正极单面极片的上方层叠多个第一叠片单元，并在最上层的第一叠片单元上方叠放第二叠片单元，最后再在第二叠片单元的上方叠放正极单面极片，从而形成前述的叠片电芯。本实施方式中的第一机械手2采用取放机械手，可以利用吸取、抓取等方式。

本实施例所提供的叠片设备中，叠片工位还包括：储料盒6和第二机械手7，储料盒6用于储存多个正极单面极片，该储料盒6中储存的多个正极单面极片中的涂层均朝上，第二机械手7用于从储料盒6中依次的抓取正极单面极片至第二存放台4上。

如上，叠片工位还包括：翻转机构(图中未示出)，该翻转机构设置在第二存放台4上，存放在第二存放台4上的正极单面极片放置在该翻转机构上。在第一机械手2再从第二存放台4中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方时，该翻转机构用于在平面内翻转180°，以使第一机械手再次从第二存放台4中抓取单面极片时，使该次抓取的正极单面极片的涂层朝下，以向第二叠片单元的上方叠放该涂层朝下的正极单面极片。

本实施例所提供的叠片设备中，叠片工位还包括：第一检测系统8；在第二机械手7依次的从储料盒6中抓取正极单面极片至第二存放台4上后，第一检测系统8用于检测正极单面极片是否对正，即检测正极单面极片在第二存放台4上是否倾斜，以便于剔除倾斜放置的正极单面极片。在第一机械手2从第一存放台3上抓取第二叠片单元后，第一检测系统8用于检测所述第二叠片单元中的隔膜、负极极片、隔膜是否对正，即检测第二叠片单元中的隔膜与极片是否产生偏移，或检测负极极片与隔膜的位置是否对正，从而判断第二叠片单元是否合格，以剔除极片与隔膜未对正的第二叠片单元。该第一检测系统8利用CCD视觉系统进行检测。

本实施例所提供的叠片设备还包括：第一叠片单元制作装置9和第二检测系统10，该第一叠片单元制作装置9设置在输送线1的输入端，其用于通过热复合的方式制作第一叠片单元，并将制作的多个第一叠片单元依次输出给输送线1的输入端。第一叠片单元制作装置9的送料端从上到下的依次输出正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，通过加热、辊压的方式制成第一叠片单元。第二检测系统10设置在输送线1的输入端，其用于检测第一叠片单元制作装置9依次输送的第一叠片单元中的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜是否对正，即检测第一叠片单元中的隔膜与极片是否产生偏移，或检测极片与隔膜的位置是否对正，从而判断第一叠片单元是否合格，以剔除极片与隔膜未对正的第一叠片单元，提高叠片电芯的质量。该第二检测系统10同样采用CCD视觉系统进行检测。

本实施例所提供的叠片设备还包括：设置在输送线1输出端的热压装置12，贴胶机构14和称重机构15，热压装置12用于对叠片电芯进行热压形成一整体，贴胶机构14用于对热压成一整体的叠片电芯进行贴胶，具体是在热压形成一整体的叠片电芯的周向上粘贴三至十道U型胶带，该贴胶机构14可通过移动或旋转的方式对热压形成一整体的叠片电芯进行贴胶。称重机构15用于对贴胶后的叠片电芯进行称重，该称重的目的是为了发现叠片电芯是否出现叠多片或少片的现象，可以理解的是，本叠片设备所生产出的同批次的叠片电芯的重量相同，依据称重机构15所称重的数值即可判断是否叠多片或少片，将叠多片或少片的叠片电芯标定为不合格产品，从而可以剔除不合格的产品，可以保证同批次生产的叠片电芯的容量一致。

为从叠片台5上将叠片电芯转移到热压装置12上，本叠片设备还包括：第一转移机械手11，由于叠片工位设置有多个，因此该第一转移机械手11必须具有移动功能，以实现从多个叠片工位上的叠片台5中转移叠片电芯。

为将热压成一整体的叠片电芯转移到贴胶机构14和称重机构15上，本叠片设备还包括：第二转移机械手13，该第二转移机械手13用于将热压压合成一整体的叠片电芯转移至贴胶机构14，和用于将贴胶后的叠片电芯转移到称重机构15上。

为对称重合格后的叠片电芯进行下料，本叠片设备还包括：设置在称重机构15之后的下料输送线16，该下料输送线16同样可以采用传送带的方式进行传送，以将合格的叠片电芯下料至后续的装配工位进行装配，或直接堆放以备后续使用。

本实施例所提供的叠片设备的具体工作过程如下：

第一叠片单元制作装置9制作处多个第一叠片单元，并将多个第一叠片单元依次的输送给输送线1，在输出给输送线1之前利用第二检测系统10检测第一叠片单元中的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜是否对正，以剔除不合格的第一叠片单元；第二机械手6从储料盒7中依次的抓取正极单面极片至第二存放台4上，第一检测系统8检测第二存放台4上存放的正极单面极片是否对正，第一机械手2从第二存放台4上抓取对正的正极单面极片至叠片台5上，第一机械手2从输送线1上抓取多个第一叠片单元至正极单面极片上至设定层数后，第一机械手2从第一存放台3上抓取第二叠片单元至最上层的第一叠片单元上；第二机械手6再从储料盒7中抓取正极单面极片至第二存放台4上，第一检测系统6检测第二存放台4上存放的正极单面极片是否对正，翻转机构再将合格的正极单面极片进行翻转，以使该正极单面极片的涂层朝下，第一机械手2再从第二存放台4上抓取涂层朝下的正极单面极片至第二叠片单元上，以形成叠片电芯；第一转移机械手11将叠片台5上的叠片电芯转移到热压装置12上进行热压，第二转移机械手13再将热压后的叠片电芯转移到贴胶机构14上对该叠片电芯的周向进行贴胶，第二转移机械手13在将贴胶后的叠片电芯转移到称重机构15上进行称重，以剔除不合格的叠片电芯，得到合格的叠片电芯，完成叠片电芯的生产。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种叠片设备，其特征在于，包括：

至少一个输送线，用于输送多个第一叠片单元；

于各输送线上的多个叠片工位，包括：第一机械手，用于存放多个第二叠片单元的第一存放台，和用于存放正极单面极片的第二存放台；第一机械手用于依次的从第二存放台中抓取正极单面极片，从输送线上抓取多个第一叠片单元并层叠的放置在正极单面极片上，从第一存放台中抓取第二叠片单元至最上层第一叠片单元的上方，再从第二存放台中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方，以形成叠片电芯；第一叠片单元包括从上到下的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，第二叠片单元包括从上到下的隔膜、负极极片、隔膜；正极单面极片有且仅有一面具有涂层；第二存放台上存放的正极单面极片的涂层朝上；叠片电芯中底层的正极单面极片的涂层朝向第一叠片单元，顶层的正极单面极片的涂层朝向第二叠片单元。

2.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，所述叠片工位还包括：设置在所述第二存放台上的翻转机构；所述正极单面极片存放在所述翻转机构上；在所述第一机械手再从第二存放台中抓取正极单面极片至第二叠片单元的上方时，所述翻转机构用于在平面内翻转180°，以使正极单面极片的涂层朝下。

3.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，所述叠片工位还包括：叠片台，在所述第一机械手从第二存放台中抓取正极单面极片后，将正极单面极片放置在所述叠片台上。

4.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，所述叠片工位还包括：用于储存多个正极单面极片的储料盒，和第二机械手；所述第二机械手用于从所述储料盒中依次的抓取正极单面极片至第二存放台上。

5.如权利要求4所述的叠片设备，其特征在于，所述叠片工位还包括：第一检测系统；在所述第二机械手依次的从所述储料盒中抓取正极单面极片至第二存放台上之前，和在所述第一机械手从第一存放台上抓取第二叠片单元之前，所述第一检测系统用于检测检测第二存放台上存放的正极单面极片是否偏移，和用于检测所述第一存放台上存放的第二叠片单元中的隔膜、负极极片、隔膜上下之间是否对正。

6.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，还包括：设置在所述输送线输入端的用于制作第一叠片单元的第一叠片单元制作装置；所述第一叠片单元制作装置用于通过热复合制作多个所述第一叠片单元，并将多个所述第一叠片单元依次输出给所述输送线。

7.如权利要求6所述的叠片设备，其特征在于，还包括：设置在所述输送线输入端的第二检测系统，所述第二检测系统用于检测所述第一叠片单元中的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜上下之间是否对正。

8.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，还包括：热压装置，用于对所述叠片电芯进行热压。

9.如权利要求8所述的叠片设备，其特征在于，还包括：贴胶机构，用于对热压后的叠片电芯的周向上进行贴胶。

10.如权利要求9所述的叠片设备，其特征在于，还包括：称重机构，用于对贴胶后的叠片电芯进行称重。