CN110911646B - 一种复合集流体滚焊模切一体化设备及滚焊模切方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合集流体滚焊模切一体化设备及滚焊模切方法，包括有并联设置的上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构，顺次设置于上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片层放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构后端的对接辅辊、恒张力缓存辊和模切驱动变速辊，以及滚动焊接装置，极耳模切装置和裁切装置；滚动焊接装置设置于对接辅辊和恒张力缓存辊之间，极耳模切装置设置于模切驱动变速辊的后端，极耳模切装置和裁切装置之间设置有裁切变速传送辊。本发明在复合集流体极片传输过程中实现复合集流体边缘留白处焊接、极耳模切和分割裁切，降低复合集流体的损伤率，大大提高复合集流体滚焊模切的效率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池电芯制造领域，具体是一种复合集流体滚焊模切一体化设备及滚焊模切方法。
背景技术
市场和政策对于锂离子电池的能量密度要求越来越高，随之电池的安全性能也日益突出，因此面密度较低且安全性能优越的复合集流体的应用势在必行。复合集流体由中间的聚合物层与两侧的金属镀层组成，由于聚合物层不导电，因此聚合物层两侧无法导通，需要先将金属箔材焊接在的复合集流体的两侧，作为复合集流体的极耳。同时，为了降低复合集流体极片损伤的可能，滚焊后的复合集流体极片需要进行后续的极耳模切和分割裁切。现有的复合集流体焊接、极耳模切和分割裁切都是分别进行，工件需要在多个工位之间输送流转，输送流转的过程中极易造成复合集流体极片的损伤，且大大降低了锂电池电芯制造效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合集流体滚焊模切一体化设备及滚焊模切方法，在复合集流体极片传输过程中实现复合集流体焊接、极耳模切和分割裁切，降低复合集流体极片的损伤率，大大提高复合集流体滚焊模切的效率。
本发明的技术方案为：
一种复合集流体滚焊模切一体化设备，包括有并联设置的上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构，顺次设置于上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构后端的对接辅辊、恒张力缓存辊和模切驱动变速辊，以及滚动焊接装置，极耳模切装置和裁切装置；所述的滚动焊接装置设置于对接辅辊和恒张力缓存辊之间，所述的极耳模切装置设置于模切驱动变速辊的后端，所述的极耳模切装置和裁切装置之间设置有裁切变速传送辊，所述的裁切装置的后端设置有复合集流体收集器。
所述的上层箔材放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的上层箔材放卷辊、上层箔材放卷驱动辊和上层箔材张力调节装置，所述的复合集流体极片放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的复合集流体极片放卷辊、复合集流体极片放卷驱动辊和复合集流体极片张力调节装置，所述的下层箔材放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的下层箔材放卷辊、下层箔材放卷驱动辊和下层箔材张力调节装置。
所述的上层箔材张力调节装置、复合集流体极片张力调节装置和下层箔材张力调节装置均为张力调节辊组。
所述的恒张力缓存辊包括有电动直线导轨和固定于连接于电动直线导轨滑块上的张力辊。
所述的电动直线导轨的中轴线垂直于对接辅辊和模切驱动变速辊的辊间连线。
所述的极耳模切装置包含有支撑底板、相对于支撑底板支撑面设置的极耳切刀、以及用于装废料的储料箱。
所述的裁切装置包括有支撑底座、相对于支撑底座支撑面设置的用于固定复合集流体的压片、分切刀和吸盘式机械手，所述的压片、分切刀和吸盘式机械手从前往后顺次设置。
所述的上层箔材放卷驱动辊和上层箔材张力调节装置之间、复合集流体极片放卷驱动辊和复合集流体极片张力调节装置之间、下层箔材放卷驱动辊和下层箔材张力调节装置之间、对接辅辊和滚动焊接装置之间、模切驱动变速辊和极耳模切装置之间均设置有放卷纠偏装置和CCD图像传感器。
一种复合集流体的滚焊模切方法，具体包括有以下步骤：
（1）、上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构分别进行上层箔材、复合集流体极片和下层箔材的放卷输送；
（2）、上层箔材、复合集流体极片和下层箔材在对接辅辊处平整地贴合在一起，复合集流体极片位于上层箔材和下层箔材之间，上层箔材和下层箔材均与复合集流体极片的留白处重叠，不覆盖敷料区；
（3）、贴合后的上层箔材、复合集流体极片和下层箔材同时进入滚动焊接工位，滚动焊接装置将上层箔材和下层箔材分别焊接在复合集流体极片两侧面的留白区；
（4）、焊接完成后复合集流体极片依次经恒张力缓存辊和模切驱动变速辊后进入到极耳模切工位，由极耳模切装置进行极耳模切，在极耳模切过程中，滚动焊接装置焊接完的复合集流体极片缓存在恒张力缓存辊处，模切驱动变速辊停止向极耳模切装置输送复合集流体极片，直至极耳裁切完成，恒张力缓存辊释放复合集流体极片，模切驱动变速辊重新启动将复合集流体极片继续送入极耳模切工位进行极耳模切；
（6）、极耳模切结束后，裁切变速传送辊将复合集流体极片送入裁切工位，裁切装置对复合集流体极片进行分切，分切后的复合集流体极片由吸盘式机械手吸取并送入复合集流体极片收集器。
所述的模切驱动变速辊和裁切变速传送辊的速率一致，保证裁切装置裁切的过程中，极耳模切装置同步进行极耳模切。
本发明的优点：
本发明将复合集流体的复合集流体极片与两侧的金属镀层同步进行放卷输送、复合滚焊、极耳模切和分割裁切过程，且通过复合滚焊和极耳模切之间的恒张力缓存辊和模切驱动变速辊保证极耳模切的准确进行，模切驱动变速辊和裁切变速传送辊的速率一致，保证裁切装置裁切的过程中，极耳模切装置同步进行极耳模切，大大提高复合集流体滚焊模切的工作效率。
附图说明
图1是本发明复合集流体滚焊模切一体化设备的结构示意图。
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。
见图1，一种复合集流体滚焊模切一体化设备，包括有并联设置的上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构，顺次设置于上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构后端的对接辅辊4、恒张力缓存辊6和模切驱动变速辊7，以及滚动焊接装置5，极耳模切装置和裁切装置；
上层箔材放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的上层箔材放卷辊101、上层箔材放卷驱动辊102和上层箔材张力调节装置103，复合集流体极片放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的复合集流体极片放卷辊201、复合集流体极片放卷驱动辊202和复合集流体极片张力调节装置203，下层箔材放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的下层箔材放卷辊301、下层箔材放卷驱动辊302和下层箔材张力调节装置303；其中，上层箔材张力调节装置103、复合集流体极片张力调节装置203和下层箔材张力调节装置303均为张力调节辊组；
滚动焊接装置5设置于对接辅辊4和恒张力缓存辊6之间，极耳模切装置设置于模切驱动变速辊7的后端，极耳模切装置和裁切装置之间设置有裁切变速传送辊8，裁切装置的后端设置有复合集流体极片收集器16；极耳模切装置包含有支撑底板9、相对于支撑底板9支撑面设置的极耳切刀10、以及用于装废料的储料箱11；裁切装置包括有支撑底座12、相对于支撑底座12支撑面设置的用于固定复合集流体极片的压片13、分切刀14和吸盘式机械手15，压片13、分切刀14和吸盘式机械手15从前往后顺次设置；
其中，恒张力缓存辊6包括有电动直线导轨和固定于连接于电动直线导轨滑块上的张力辊，电动直线导轨的中轴线垂直于对接辅辊4和模切驱动变速辊7的辊间连线，复合集流体极片缓存在恒张力缓存辊处，张力辊沿电动直线导轨背向对接辅辊4和模切驱动变速辊7的辊间连线运动，恒张力缓存辊释放复合集流体时，张力辊沿电动直线导轨向对接辅辊4和模切驱动变速辊7的辊间连线运动。
其中，上层箔材放卷驱动辊102和上层箔材张力调节装置103之间、复合集流体极片放卷驱动辊202和复合集流体极片张力调节装置203之间、下层箔材放卷驱动辊302和下层箔材张力调节装置303之间、对接辅辊4和滚动焊接装置5之间、模切驱动变速辊7和极耳模切装置之间均设置有放卷纠偏装置17和CCD图像传感器18。
一种复合集流体的滚焊模切方法，具体包括有以下步骤：
（1）、上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构分别进行上层箔材、复合集流体极片和下层箔材的放卷输送，通过各自的放卷驱动辊使上层箔材、复合集流体极片和下层箔材的放卷速度一致，并通过放卷纠偏装置17和CCD图像传感器18调节相对位置；
（2）、上层箔材、复合集流体极片和下层箔材在对接辅辊4处平整地贴合在一起，复合集流体极片位于上层箔材和下层箔材之间，上层箔材和下层箔材均与复合集流体极片的留白处重叠，不覆盖敷料区；上层箔材、复合集流体极片和下层箔材通过对接辅辊4后的放卷纠偏装置17和CCD图像传感器18调节，保证焊接位置不发生偏移；
（3）、贴合后的上层箔材、复合集流体极片和下层箔材同时进入滚动焊接工位，滚动焊接装置5将上层箔材和下层箔材分别焊接在复合集流体极片侧面的留白区；
（4）、焊接完成后复合集流体极片依次经恒张力缓存辊6和模切驱动变速辊7后进入到极耳模切工位，由极耳模切装置进行极耳模切，在极耳模切过程中，滚动焊接装置5焊接完的复合集流体极片缓存在恒张力缓存辊6处，模切驱动变速辊7停止向极耳模切装置输送复合集流体极片，直至极耳裁切完成，恒张力缓存辊6释放复合集流体极片，模切驱动变速辊7重新启动将复合集流体极片继续送入极耳模切工位进行极耳模切；复合集流体极片在进入极耳模切工位前，经过放卷纠偏装置17和CCD图像传感器18调节，防止极耳位置发生错位；
（6）、极耳模切结束后，裁切变速传送辊8将复合集流体极片送入裁切工位，裁切装置对复合集流体极片进行分切，分切后的复合集流体极片由吸盘式机械手吸取并送入复合集流体极片收集器；模切驱动变速辊7和裁切变速传送辊8的速率一致，保证裁切装置裁切的过程中，极耳模切装置同步进行极耳模切。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种复合集流体滚焊模切一体化设备，其特征在于：包括有并联设置的上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构，顺次设置于上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构后端的对接辅辊、恒张力缓存辊和模切驱动变速辊，以及滚动焊接装置，极耳模切装置和裁切装置；
所述的上层箔材放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的上层箔材放卷辊、上层箔材放卷驱动辊和上层箔材张力调节装置，所述的复合集流体极片放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的复合集流体极片放卷辊、复合集流体极片放卷驱动辊和复合集流体极片张力调节装置，所述的下层箔材放卷输送机构包括有从前往后顺次设置的下层箔材放卷辊、下层箔材放卷驱动辊和下层箔材张力调节装置；
所述的恒张力缓存辊包括有电动直线导轨和固定于连接于电动直线导轨滑块上的张力辊，电动直线导轨的中轴线垂直于对接辅辊和模切驱动变速辊的辊间连线；
所述的滚动焊接装置设置于对接辅辊和恒张力缓存辊之间，所述的极耳模切装置设置于模切驱动变速辊的后端，所述的极耳模切装置和裁切装置之间设置有裁切变速传送辊，所述的裁切装置的后端设置有复合集流体收集器。
2.根据权利要求1所述的一种复合集流体滚焊模切一体化设备，其特征在于：所述的上层箔材张力调节装置、复合集流体极片张力调节装置和下层箔材张力调节装置均为张力调节辊组。
3.根据权利要求1所述的一种复合集流体滚焊模切一体化设备，其特征在于：所述的极耳模切装置包含有支撑底板、相对于支撑底板支撑面设置的极耳切刀、以及用于装废料的储料箱。
4.根据权利要求1所述的一种复合集流体滚焊模切一体化设备，其特征在于：所述的裁切装置包括有支撑底座、相对于支撑底座支撑面设置的用于固定复合集流体的压片、分切刀和吸盘式机械手，所述的压片、分切刀和吸盘式机械手从前往后顺次设置。
5.根据权利要求1所述的一种复合集流体滚焊模切一体化设备，其特征在于：所述的上层箔材放卷驱动辊和上层箔材张力调节装置之间、复合集流体极片放卷驱动辊和复合集流体极片张力调节装置之间、下层箔材放卷驱动辊和下层箔材张力调节装置之间、对接辅辊和滚动焊接装置之间、模切驱动变速辊和极耳模切装置之间均设置有放卷纠偏装置和CCD图像传感器。
6.根据权利要求1所述的一种复合集流体滚焊模切一体化设备的滚焊模切方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
（1）、上层箔材放卷输送机构、复合集流体极片放卷输送机构和下层箔材放卷输送机构分别进行上层箔材、复合集流体极片和下层箔材的放卷输送；
（2）、上层箔材、复合集流体极片和下层箔材在对接辅辊处平整地贴合在一起，复合集流体极片位于上层箔材和下层箔材之间，上层箔材和下层箔材均与复合集流体极片的留白处重叠，不覆盖敷料区；
（3）、贴合后的上层箔材、复合集流体极片和下层箔材同时进入滚动焊接工位，滚动焊接装置将上层箔材和下层箔材分别焊接在聚合物层两侧面的留白区；
（4）、焊接完成后复合集极片流体依次经恒张力缓存辊和模切驱动变速辊后进入到极耳模切工位，由极耳模切装置进行极耳模切，在极耳模切过程中，滚动焊接装置焊接完的复合集流体缓存在恒张力缓存辊处，模切驱动变速辊停止向极耳模切装置输送复合集流体，直至极耳裁切完成，恒张力缓存辊释放复合集流体极片，模切驱动变速辊重新启动将复合集流体极片继续送入极耳模切工位进行极耳模切；
（6）、极耳模切结束后，裁切变速传送辊将复合集流体极片送入裁切工位，裁切装置对复合集流体极片进行分切，分切后的复合集流体极片由吸盘式机械手吸取并送入复合集流体极片收集器。
7.根据权利要求6所述的滚焊模切方法，其特征在于：所述的模切驱动变速辊和裁切变速传送辊的速率一致，保证裁切装置裁切的过程中，极耳模切装置同步进行极耳模切。
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