CN110931883A - 电芯叠片装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯叠片装置，包括：叠片组件和摆动组件；叠片组件包括：叠片台，叠片台具有工作表面以及侧面，侧面包括第一侧面和第二侧面；所述摆动组件包括：摆臂轴，固定在工作表面上方能绕第一轴线转动；一端与摆臂轴相连的中间件；与中间件另一端相连的导向机构，包括：第一导向件和第二导向件，极片带位于第一导向件与第二导向件之间的间隙中；相对于导向件倾斜设置的支撑件；摆臂轴绕第一轴线转动，支撑件能与第一侧面、第二侧面相接触，极片带能沿垂直于第一轴线方向的铺设方向铺设在工作表面。本申请通过摆动组件的旋转运动即可实现极片带的Z形导向，有效提高电芯的生产效率。

Description

电芯叠片装置

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电芯叠片装置。

背景技术

锂离子电池通常采用叠片式电芯：将隔膜进行“Z形”折叠，然后再插入正极极片和负极极片。该种电芯通常需要叠片50-60层左右(甚至会更多)。目前，常采用“Z型叠片方式”，叠片台通过向左、向右移动，带动隔膜折叠。叠片台在向左、向右移动过程中所需移动距离过长，导致电芯的完成周期花费时间较长，从而无法满足现有的生产需求。

另外，实际生产过程中，为了提高叠片速度，很多设备增设有叠片工位，使得设备体积庞大。每个叠片工位用于堆叠一个电芯，单个工位叠片完成后，需要停机，然后将电芯从工位取出进行下料工序，才能进行后续电芯的叠片，从而影响了叠片效率。

发明内容

为解决上述至少一个技术问题，本申请的一个目的是提供了一种电芯叠片装置，通过摆动组件的旋转运动即可实现极片带的Z形导向，有效提高生产效率。为达到上述目的，本申请提供的技术方案如下所述：

一种电芯叠片装置，包括：叠片组件和摆动组件；

所述叠片组件包括：叠片台，所述叠片台具有工作表面以及侧面，所述侧面包括：第一侧面和第二侧面；

所述摆动组件包括：

摆臂轴，所述摆臂轴固定在所述工作表面上方能绕第一轴线转动；

一端与所述摆臂轴相连的中间件；

与所述中间件的另一端相连的导向机构，所述导向机构包括：用于传送极片带的第一导向件和第二导向件，极片带位于所述第一导向件与所述第二导向件之间的间隙中；相对于所述导向件倾斜设置的支撑件；

所述摆臂轴绕所述第一轴线转动，能带动所述导向机构朝向所述第一侧面、所述第二侧面交替摆动，所述支撑件能与所述第一侧面或所述第二侧面相接触，所述极片带能沿垂直于所述第一轴线方向的铺设方向铺设在所述工作表面；所述第一侧面具有与所述支撑件相接触的第一位置，所述第二侧面具有与所述支撑件相接触的第二位置，在所述铺设方向上，所述第一位置至所述摆臂轴的距离与所述第二位置至所述摆臂轴的距离相等。

作为一种优选的实施方式，所述叠片组件还包括压料机构，所述压料机构包括：

用于固定极片带的压料件；

固定在所述压料件上的连接部；

与所述连接部相连的推力杆；

第一弹性件，所述第一弹性件连接所述连接部；

所述支撑件在转动过程中能驱动所述推力杆沿所述叠片台侧面滑动，所述推力杆带动所述压料件自第三位置运动至第四位置，当所述第一弹性件蓄积弹性势能时，所述推力杆能与所述连接部相分离，所述第一弹性件释放蓄积的弹性势能时，带动所述压料件复位。

作为一种优选的实施方式，所述压料机构包括：滑板，所述滑板具有滑动平面，所述滑动平面上设置有与所述连接部相配合的滑槽，所述滑槽具有起始端和终止端，当所述连接部位于所述起始端时，所述压料件位于所述第三位置，当所述连接部位于所述终止端时，所述压料件位于所述第四位置。

作为一种优选的实施方式，所述滑板位于所述工作表面上方，并靠近所述叠片台的侧面设置，所述连接部在自所述起始端向所述终止端的移动过程中，所述压料件沿所述第一轴线方向自所述第三位置向所述第四位置移动。

作为一种优选的实施方式，所述连接部上设置有凸头，所述推力杆具有预定弧度的杆体，所述杆体具有相对的第三端和第四端，所述第三端设置有与所述支撑件相配合的推杆滚珠，所述第四端设置有与所述凸头相配合的凸头卡槽，当所述第一弹性件具有第二弹性势能时，所述凸头能与所述凸头卡槽相分离。

作为一种优选的实施方式，所述压料机构还包括：

沿所述叠片台侧面向外延伸的底壁，所述第一弹性件的端部设置在所述底壁上；

设置在所述叠片台侧面上的安装板，所述安装板上设置有与所述推力杆相配合的推杆卡槽；

第二弹性件，所述第二弹性件的一端固定在所述安装板的端面，另一端连接所述推力杆。

作为一种优选的实施方式，所述压料机构具有两组，两组所述压料机构以所述第一轴线为中心对称设置，每组所述压料机构包括：第一压料机构和第二压料机构，所述第一压料机构和所述第二压料机构在所述铺设方向上对称设置。

作为一种优选的实施方式，所述第一导向件和所述第二导向件均具有相对的第一端和第二端；所述导向件第一端设置有第一固定板，所述导向件第二端设置有第二固定板；所述支撑件包括：对称设置的第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件设置在所述第一固定板上，所述第二支撑件设置在所述第二固定板上，所述第一支撑件与所述第二支撑件为楔形结构。

作为一种优选的实施方式，所述电芯叠片装置还包括：

基座；

用于带动所述基座绕第二轴线转动的转动轴；

设置在所述基座上的多个所述叠片组件，多个所述叠片组件绕所述第二轴线的周向设置。

作为一种优选的实施方式，所述基座上相邻两个所述叠片组件之间设置有纵向延伸的切割槽，所述电芯叠片装置还包括：裁切组件，包括：与所述切割槽相对应的切刀；用于驱动所述切刀沿所述切割槽运动的气缸。

有益效果：

本申请实施方式提供的电芯叠片装置包括叠片组件和摆动组件。摆动组件设置有摆臂轴、中间件以及导向机构。摆臂轴能绕第一轴线转动，中间件与摆臂轴相连，中间件的另一端连接导向机构，导向机构上设置有第一导向件和第二导向件用于夹持极片带，导向机构还设置有能与第一侧面、第二侧面相接触的支撑件。摆臂轴在旋转过程中，能带动导向机构朝向第一侧面、第二侧面交替摆动，当支撑件与第一侧面、第二侧面相接触时，极片带能沿垂直于第一轴线方向的铺设方向铺设在工作表面。因此，摆臂轴通过控制转动方向，能够带动导向机构分别向第一侧面、第二侧面方向交替摆动，从而实现极片带的Z形导向，实现极片带的快速折叠，较传统方法有明显的效率优势。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动力的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施方式提供的电芯叠片装置的正视图；

图2是本申请实施方式提供的电芯叠片装置的俯视图；

图3是本申请实施方式提供的电芯叠片装置的结构示意图；

图4是本申请实施方式提供的叠片组件的正视图；

图5是本申请实施方式提供的叠片组件的俯视图；

图6是本申请实施方式提供的单个叠片组件的结构示意图；

图7是本申请实施方式提供的多个叠片组件的结构示意图；

图8是本申请实施方式提供的压料机构的局部放大图；

图9是本申请实施方式提供的滑板的局部剖视图；

图10是本申请实施方式提供的推力杆的结构示意图；

图11是本申请实施方式提供的摆臂组件的结构示意图；

图12是本申请实施方式提供的支撑件与推力杆开始接触时的局部放大图；

图13是本申请实施方式提供的支撑件与推力杆挤压时的局部放大图；

图14是本申请实施方式提供的叠片装置进行叠片时的结构示意图；

图15是本申请实施方式中极片带的结构示意图；

图16是本申请实施方式中所形成电芯的结构示意图。

附图标记说明：

100、叠片组件：

101、转动轴；102、基座；1021、切割槽；103、叠片台；1031、工作表面；10311、下料避让槽；10312、推杆卡槽；1032、压料件；1033、滑板；10331、滑槽；1034、连接部；10341、滑动滚珠；10342、滑块；10343、凸头；10344、第一弹性件；1035、推力杆；10351、推杆滚珠；10352、凸头卡槽；10353、第二弹性件安装板；1036、第二弹性件；1037、第一侧面；1038、第二侧面；

200、摆动组件：

201、摆臂轴；202、中间件；203、第一导向件/第二导向件；204、第一固定板/第二固定板；205、支撑件；

300、裁切组件：

301、气缸；302、切刀；

400、极片带：

401、正极片；402、负极片；403、隔膜；404、电芯；

500、夹持辊轮；A、极片带周期单元。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

下面将结合图1至图16对本申请实施例中的电芯叠片装置进行解释和说明。需要说明的是，为了便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件。而为了简洁，在不同的实施例中，省略对相同部件的详细说明，且相同部件的说明可互相参照和引用。

具体的，将图1至图16中所示意的向上的方向定义为“上”，将图1至图16中所示意的向下的方向定义为“下”。值得注意的是，本说明书中的对各方向定义，只是为了说明本发明技术方案的方便，并不限定本申请实施例的电芯叠片装置在包括但不限定于使用、测试、运输和制造等等其他可能导致装置方位发生颠倒或者位置发生变换的场景中的方向。

本申请实施例提供了一种电芯叠片装置，所述电芯叠片装置用于堆叠极片带400。所述极片带400如图15所示，是将正极片401、隔膜403、负极片402按照一定次序排列后，经过热压或者涂胶固定等方式而产出。本申请不限定极片带的具体形成方式以及极片带的具体结构。图15为本申请实施例示出的一种极片带的结构，极片带400可以包括多个极片带周期单元A，每个极片带周期单元A中的正极片401和负极片402分别位于隔膜403两侧，并按照一定次序排列，从而极片带400在折叠的过程中，正极片401和负极片402能够实现分隔。

本申请实施方式提供的电芯叠片装置包括：叠片组件100和摆动组件200。请参阅图1、图3、图11所示，所述叠片组件100包括：叠片台103，所述叠片台103具有工作表面1031以及侧面，所述侧面包括：第一侧面1037和第二侧面1038；所述摆动组件101包括：摆臂轴201，所述摆臂轴201固定在所述工作表面1031上方能绕第一轴线转动；一端与所述摆臂轴201相连的中间件202；与所述中间件202的另一端相连的导向机构，所述导向机构包括：用于传送极片带400的第一导向件203和第二导向件203，极片带400位于所述第一导向件203与所述第二导向件203之间的间隙中；相对于所述导向件倾斜设置的支撑件205；所述摆臂轴201绕所述第一轴线转动，能带动所述导向机构朝向第一侧面1037、第二侧面1038交替摆动，所述支撑件205能与所述第一侧面1037、第二侧面1038相接触，所述极片带400能沿垂直于所述第一轴线方向的铺设方向铺设在所述工作表面1031；所述第一侧面1037具有与所述支撑件205相接触的第一位置，所述第二侧面1038具有与所述支撑件205相接触的第二位置，在所述铺设方向上，所述第一位置至所述摆臂轴201的距离与所述第二位置至所述摆臂轴201的距离相等。

本申请实施方式提供的电芯叠片装置，摆臂轴201在旋转过程中，当支撑件205与第一侧面1037、第二侧面1038相接触时，极片带400能沿垂直于第一轴线方向的铺设方向铺设在工作表面1031。因此，摆臂轴201通过控制转动方向，能够带动导向机构分别向第一侧面1037、第二侧面1038方向交替摆动，从而实现极片带400的Z形导向，实现极片带400的快速折叠，较传统方法有明显的效率优势。

叠片组件100包括叠片台103。所述叠片台103用于叠片作业，其具有工作表面1031以及侧面，极片带400将沿预定的铺设方向在工作表面1031上。所述叠片台103的侧面包括：第一侧面1037和第二侧面1038，所述第一侧面1037和所述第二侧面1038具体为相背对的两个侧面。优选的，工作表面1031具有中心线，第一侧面1037和第二侧面1038相对于工作表面1031的中心线对称。所述工作表面1031的形状结构本申请均不作特别限定。第一侧面1037与第二侧面1038之间的延伸方向可以为极片带400的预定的铺设方向。

所述极片带400的铺设方向为极片带400在工作表面1031铺设时的方向，极片带400在工作表面1031上铺设时，极片带400可以沿所述铺设方向自叠片台103的第一侧面1037朝向叠片台103的第二侧面1038铺设，极片带400也可以沿所述铺设方向自第二侧面1038朝向第一侧面1037铺设。

摆动组件200包括：摆臂轴201、中间件202以及导向机构。请参阅图11所示，摆臂轴201固定在叠片台103的工作表面1031的上方且绕第一轴线转动。中间件202在其纵向延伸方向上具有相对的两端，一端与摆臂轴201相连，另一端连接导向机构。优选的，中间件202的延伸方向与第一轴线方向垂直。该中间件202可以为杆体构造，也可以为板体构造，本申请对此不作特别限定。

所述导向机构用于夹持并传送极片带400，其包括用于传送极片带400的第一导向件203和第二导向件203。第一导向件203和第二导向件203具体为相平行的两个杆体，其纵长延伸方向与第一轴线方向平行。极片带400位于第一导向件203与第二导向件203之间的间隙中，从而第一导向件203和第二导向件203能够限位极片带400。导向机构在随摆臂轴201转动时，极片带400也能随导向件进行转动，并能通过导向件向叠片台103的工作表面1031传送极片带。

导向机构还设置有相对于第一导向件203和第二导向件203倾斜设置的支撑件205。摆臂轴201绕第一轴线转动，通过摆臂轴201端部连接的中间件202，导向机构随摆臂轴201转动的过程中能朝向叠片台103的第一侧面1037或第二侧面1038摆动。当支撑件205转动至与第一侧面1037或第二侧面1038相接触时，极片带400能沿垂直于第一轴线方向的铺设方向铺设在工作表面1031。摆臂轴201通过控制摆动方向，能带动极片带400的Z形导向，从而进行Z形叠片。

在本说明书中，所述第一侧面1037具有与所述支撑件205相接触的第一位置，所述第二侧面1038具有与所述支撑件205相接触的第二位置，在所述铺设方向上，所述第一位置至所述摆臂轴201的距离与所述第二位置至所述摆臂轴201的距离相等。

进一步的，摆臂轴201具有带动导向机构朝向第一侧面1037摆动的第一转动方向，该第一转动方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向。当摆臂轴201转动至支撑件205能够与第一侧面1037相接触时，极片带400沿铺设方向朝向第一侧面1037平铺在工作表面1031上。摆臂轴201还具有带动导向机构朝向第二侧面1038摆动的第二转动方向，该第二转动方向与第一转动方向反向，该第二转动方向可以是顺时针，也可以是逆时针，从而导向机构由第一侧面1037向第二侧面1038的方向摆动，极片带400能自第一侧面1037至第二侧面1038的铺设方向平铺在工作表面1031上。

在本说明书中，当所述第一转动方向为顺时针方向时，所述第二转动方向为逆时针方向；当所述第一转动方向为逆时针方向时，所述第二转动方向为顺时针方向。如此，通过摆臂轴201带动导向机构朝向第一侧面1037、第二侧面1038交替摆动时，能够实现极片带400的Z形导向。所述交替摆动指的是控制摆臂轴201在第一转动方向与第二转动方向之间进行切换，从而使得导向机构依次向第一侧面1037、第二侧面1038、第一侧面1037……或第二侧面1038、第一侧面1037、第二侧面1038方向摆动。

在本实施方式中，请参阅图4至图7所示，所述叠片组件100还包括压料机构，所述压料机构包括：设置在所述叠片台103上的压料件1032；固定在所述压料件1032上的连接部1034；与所述连接部1034相连的推力杆1035，所述推力杆1035能沿所述叠片台103的第一侧面1037/第二侧面1038滑动；第一弹性件10344，所述第一弹性件10344连接所述连接部1034；所述支撑件205在转动过程中能驱动所述推力杆1035沿所述叠片台103侧面滑动，所述推力杆1035带动所述压料件1032自第三位置运动至第四位置，所述第一弹性件10344蓄积弹性势能时，所述推力杆1035能与所述连接部1034相分离，所述第一弹性件10344释放蓄积的弹性势能时，带动所述压料件1032复位。

所述压料机构用于固定住铺设在叠片台103的工作表面1031上的极片带400。其中，压料件1032可以是设置在叠片台103的叠片压爪，当然，所述压料件1032并不局限于压爪这一种形式，可以具有其他结构。压料件1032具有相对于工作表面1031的第三位置，当压料件1032处于第三位置时，压料件1032位于叠片台103工作表面1031上，极片带400可以被固定在压料件1032与工作表面1031之间。压料件1032还具有相对于工作表面1031的第四位置，当压料件1032处于第四位置时，压料件1032远离叠片台103的工作表面，从而使得极片带400可以顺利平铺在工作表面1031上，而不受压料件1032的干扰。

在本实施例中，压料件1032具有朝向第一轴线方向延伸的本体，当压料件1032自第三位置向第四位置移动时，压料件1032沿第一轴线方向向外撑开。压料件1032在远离工作表面1031的端部固定有连接部1034，该连接部1034还连接有推力杆1035。所述推力杆1035能沿叠片台103的侧面滑动，当推力杆1035在叠片台103的侧面滑动时，能够带动连接部1034以及压料件1032由第三位置向第四位置运动。

第一弹性件10344可以为具有第一弹性势能的弹簧，当第一弹性件10344具有第一弹性势能时，压料件1032相对于工作表面1031具有第三位置，此时压料件1032位于叠片台103的工作表面1031上。第一弹性件10344具有相对的两端，其一端固定，另一端与连接部1034连接。从而连接部1034在运动过程中，第一弹性件10344的弹性势能蓄积。当第一弹性件10344的弹性势能蓄积到一定程度，即第一弹性件10344由第一弹性势能增大至第二弹性势能时，压料件1032移动至相对于工作表面1031的第四位置。

在本实施方式中，当第一弹性件10344的弹性势能增大至第二弹性势能时，由于第一弹性件10344的一端固定，连接部1034与推力杆1035能分离，从而在第一弹性件10344的拉力下，连接部1034以及压料件1032复位，即压料件1032由第四位置恢复至相对于工作表面1031的第三位置，通过第一弹性件10344也恢复至第一弹性势能。压料件1032在由第四位置恢复至第三位置的过程中，能够将极片带400固定在工作表面1031上。

在本实施方式中，请参阅图7、图8所示，所述压料机构还包括：滑板1033，所述滑板1033具有滑动平面，所述滑动平面上设置有与所述连接部1034相配合的滑槽10331，所述滑槽10331具有起始端和终止端，所述终止端高于所述起始端，当所述连接部1034位于所述起始端时，所述压料件1032位于所述第三位置，当所述连接部1034位于所述终止端时，所述压料件1032位于所述第四位置。

具体的，所述滑板1033位于所述工作表面1031上方，并靠近所述叠片台103的侧面设置，所述连接部1034在自所述起始端向所述终止端的移动过程中，所述压料件1032能沿所述第一轴线的方向自所述第三位置向所述第四位置移动。在本实施例中，所述滑板1033的滑动平面与叠片台103的第一侧面1037或第二侧面1038平行，从而保证连接部1034在滑动平面上滑动时的稳定性。

所述滑槽10331具有一定的弧度，具有起始端和终止端，当连接部1034位于起始端时，第一弹性件10344具有第一弹性势能，同时，压料件1032相对于工作表面1031具有第三位置；当连接部1034位于终止端时，第一弹性件10344具有第二弹性势能，同时，压料件1032相对于工作表面1031具有第四位置。当连接部1034位于滑槽10331的终止端时，连接部1034与推力杆1035能在第一弹性件10344的作用下相分离，第一弹性件10344将释放蓄积的弹性势能，带动压料件1032复位。

如图8和图9所示，该连接部1034可以包括：滑块10342、滑动滚珠10341和凸头10343。具体的，所述滑块10342作为连接主体，其能够与压料件1032、第一弹性件10344固定连接。所述滑块10342可以具有相对的第一端面和第二端面，所述第一端面设置有滑动滚珠10341，所述滑动滚珠10341用于与滑槽10331相配合进行滑动，滑动滚珠10341可以嵌入至滑槽10331中，从而保证滑动块10342在带动压料件1032移动时与滑槽10331的稳定配合。所述滑块10342的第二端面设置有所述凸头10343，其用于跟推力杆1035进行配合，从而能够在推力杆1035的推动下，可以带动滑块10342以及压料件1032运动。

进一步的，所述推力杆1035具有预定弧度的杆体，所述杆体具有相对的第三端和第四端，所述第三端设置有与所述支撑件205相配合的推杆滚珠10351，所述第四端设置有与所述凸头10343相配合的凸头卡槽10352，当所述第一弹性件10344具有第二弹性势能时，所述凸头10343能与所述凸头卡槽10352相分离。

推力杆1035具有预定弧度的杆体，杆体的一端设置有用于跟支撑件205相配合的推杆滚珠10351，杆体的另一端跟连接部1034连接。具体的，杆体的另一端设置有与所述凸头10343相配合的凸头卡槽10352。支撑件205转动的过程中，支撑件205将挤压推杆滚珠10351带动推力杆1035滑动。优选的，所述推杆滚珠10351设置有安装轴，所述推杆滚珠10351可绕其安装轴自由转动，支撑件205在推动推杆滚珠10351的过程中，通过推杆滚珠10351的自身旋转能减少推杆滚珠10351与支撑件205之间的摩擦阻力，减少粉尘的产生，提升锂电芯的制造合格率。

推力杆1035在运动过程中，通过凸头卡槽10352与凸头10343的配合，能带动滑块10342移动。滑动滚珠10341沿滑板1033上的滑槽10331由起始端向终止端移动的过程中，第一弹性件10344的拉力逐渐增大，当滑动滚珠10341移动到终止端时，第一弹性件10344具有第二弹性势能，在第一弹性件10344的拉紧力作用下，能够使得凸头10343与推力杆1035上的凸头卡槽10352相分离。连接部1034以及压料件1032在第一弹性件10344的带动下能恢复至初始位置，该初始位置即压料件1032相对于工作表面1031的第三位置，此时第一弹性件10344恢复至第一弹性势能。

压料件1032由第三位置向第四位置移动时，压料件1032能沿第一轴线向远离工作表面1031的方向撑开，此时极片带400已顺利平铺在工作表面1031上。当压料件1032由第四位置恢复至第三位置时，压料件1032能沿第一轴线向靠近工作表面1031的方向收拢，从而将极片带400固定在工作表面1031上。

在本实施例中，压料件1032能够随摆臂轴201的转动完成撑开动作，且在第一弹性件10344的拉紧下，能够自动完成收拢动作。也就是说，在摆臂轴201的转动过程中，不仅能够实现极片带400的Z形导向叠片，还能够实现压料件1032的撑开以及收拢，从而能够配合极片带400的铺设、叠片动作，将极片带400稳固在叠片台103的工作表面1031。

在本实施方式中，请参阅图5和图10所示，所述压料机构还包括：沿所述叠片台103侧面向外延伸的底壁，所述第一弹性件10344的端部设置在所述底壁上；设置在所述叠片台103侧面上的安装板，所述安装板上设置有与所述推力杆1035相配合的推杆卡槽10312；第二弹性件1036，所述第二弹性件1036的一端固定在所述安装板的端面，另一端连接所述推力杆1035。

所述叠片台103的侧面具有向外延伸的底壁，第一弹性件10344的端部可以固定在所述底壁上，第一弹性件10344的另一端连接所述滑块10342。所述叠片台103侧面上设置有安装板，所述安装板具有相对的两个主表面以及相对的两个端面，其中，一个主表面与叠片台103的侧面贴合固定，其固定方式本申请不作特别限定，另一个主表面上设置有推杆卡槽10312，所述推杆卡槽10312用于配合推力杆1035的滑动。在本实施例中，推力杆1035为具有预定弧度的杆体，同样的，推杆卡槽10312为具有与推力杆1035相同弧度的卡槽，推力杆1035能沿推杆卡槽10312进行滑动。

所述安装板的端部固定有第二弹性件1036，第二弹性件1036具体为弹簧，第二弹性件1036可以具有第三弹性势能，第二弹性件1036的一端固定在安装板的端部，另一端固定在推力杆1035上。所述推力杆1035可以设置有用于连接第二弹性件1036的第二弹性件安装板10353。

当推力杆1035沿推杆卡槽10312滑动时，能够带动滑块10342以及压料件1032移动，第二弹性件1036的拉力逐渐增大，弹性势能逐渐增加。当滑动滚珠10341运动至滑槽10331的终止端时，在第一弹性件10344的拉紧力作用下，凸头10343与凸头卡槽10352相分离，第一弹性件10344能够带动滑块10342以及压料件1032恢复至初始位置。若此时摆臂轴201向反方向转动，推力杆1035上的推杆滚珠10351在不受挤压的状态下，第二弹性件1036将释放弹性势能，带动推力杆1035恢复至初始位置。当推力杆1035恢复至初始位置时，连接部1034上的凸头10343与推力杆1035上的凸头卡槽10352又重新保持配合。

在本实施方式中，所述压料机构具有两组，两组所述压料机构以所述第一轴线为中心对称设置，每组所述压料机构包括：第一压料机构和第二压料机构，所述第一压料机构和所述第二压料机构在所述铺设方向上对称设置。

具体的，一组压料机构靠近叠片台103的第一侧面1037设置，另一端压料机构靠近叠片台103的第二侧面1038设置。摆臂轴201在向第一转动方向或第二转动方向转动过程中，导向机构在朝向第一侧面1037、第二侧面1038摆动时，均能够配合压料机构完成压料件1032的撑开、以及收拢动作。

例如，当导向机构朝向第一侧面1037摆动时，当支撑件205与第一侧面1037上的推杆滚珠10351相接触，极片带400开始平铺在工作表面1031上。此时，支撑件205在摆臂轴201的控制下进一步摆动，位于第一侧面1037的压料件1032随支撑件205的转动由第三位置向第四位置移动，该压料件1032开始逐渐撑开，极片带400能够完全平铺在工作表面1031上。当压料件1032位于第四位置时，在第一弹性件10344的拉紧力下，推力杆1035与连接部1034脱离接触，压料件1032由第四位置移动至第三位置，从而将工作表面1031上靠近第一侧面1037的极片带400压紧固定在叠片台103上。

在以上步骤中，位于第二侧面1038的压料件1032仍固定在第三位置。此时操作摆臂轴201向第二转动方向转动，极片带400开始沿铺设方向自第一侧面1037向第二侧面1038铺设。与此同时，第一侧面1037上推力杆1035的推杆滚珠10351在不受支撑件205挤压的状态下，第二弹性件1036能带动推力杆1035恢复至初始位置。摆臂轴201继续向第二转动方向转动，当支撑件205与第二侧面1038上的推杆滚珠10351相接触，极片带400开始平铺在工作表面1031上。此时，支撑件205在摆臂轴201的控制下进一步摆动，位于第二侧面1038的压料件1032随支撑件205的转动由第三位置向第四位置移动，该压料件1032开始逐渐撑开，极片带400能够完全平铺在工作表面1031上。当压料件1032位于第四位置时，在第一弹性件10344的拉紧力下，推力杆1035与连接部1034脱离接触，压料件1032由第四位置移动至第三位置，从而将工作表面1031上靠近第二侧面1038的极片带400压紧固定在叠片台103上。

进一步的，每组压料机构包括：第一压料机构和第二压料机构。所述第一压料机构和所述第二压料机构在所述铺设方向上对称设置。如图5、图6和图7所示，第一压料机构和第二压料机构中的各个部件在叠片台103的侧面上均呈对称设置。具体的，推力杆1035包括：第一推力杆和第二推力杆，压料件1032包括：第一压料件和第二压料件。从而在摆臂轴201的转动中，第一推力杆和第二推力杆能够分别向两侧滑动，从而带动第一压料件、第二压料件向两侧撑开。

在本实施方式中，如图11所示，所述第一导向件203和所述第二导向件203具有相对的第一端和第二端，所述导向机构还包括：固定在所述导向件第一端的第一固定板204和固定在所述导向件第二端的第二固定板204，固定在所述固定板上的所述支撑件205，包括：对称设置的第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件设置在所述第一固定板204上，所述第二支撑件设置在所述第二固定板204上，所述第一支撑件与所述第二支撑件为楔形结构。

所述极片带400位于第一导向件203与第二导向件203之间，从而第一导向件203与第二导向件203能夹持着极片带400运动。第一导向件203和第二导向件203均可以绕其自身自由旋转，从而在夹持极片带400的过程中，导向件通过自身旋转能够不断向叠片台103的工作表面1031传送极片带400。导向件的两端分别设置有第一固定板204和第二固定板204，所述第一固定板204上固定有第一支撑件，所述第二固定板204上固定有第二支撑件。对应于叠片台103侧面上呈对称设置的推力杆1035，第一支撑件和第二支撑件也呈对称结构。优选的，所述第一支撑件和所述第二支撑件均为楔形结构。请参阅图12和图13所示，该楔形结构的支撑件205在转动过程中能够逐渐挤压推杆滚珠10351，从而能够推动推力杆1035向两侧滑动。

在本实施方式中，所述电芯叠片装置还包括：基座102；用于带动所述基座102绕第二轴线转动的转动轴101；设置在所述基座102上的多个所述叠片组件100，多个所述叠片组件100绕所述第二轴线的周向设置。

本实施例通过在基座102上设置多个叠片组件100，增设有多个叠片工位，多个所述叠片组件100绕第二轴线在基座102上周向设置。当一个叠片组件100完成叠片后，通过驱动转动轴101，摆动组件200可以开始在新的工位进行极片带400的叠片作业。所述转动轴101具有第三转动方向，该第三转动方向可以为顺时针方向，也可以为逆时针方向。本实施例提供的叠片装置能够做到不停机的叠片作业，新工位的叠片作业以及员工位的下料作业互不影响，从而大大提升了叠片效率。

所述基座102可以是任意的正多边形。当基座102为正六边形时，该叠片组件100为六套，该叠片装置采用六工位设计。当基座102为正四边形时，该叠片组件100为四套，该叠片装置采用四工位设计。本申请不限定基座102的具体形状以及工位数。

在一个实施方式中，如图7所示，所述叠片台103的工作表面1031上还设置有下料避让槽10311。所述下料避让槽10311设置有两个，在所述工作表面1031沿第一轴线方向间隔设置。所述下料避让槽10311之间的间距本申请不作特别限定，可以根据极片带400的宽度进行调整。在本实施例中，通过设置下料避让槽10311能够防止下料夹爪(未示出)在抓取电芯时与叠片台103产生干涉。下料夹爪可以通过与下料避让槽10311之间的配合实现对折叠好的电芯的抓取。

在本实施方式中，所述基座102上相邻两个所述叠片组件100之间设置有纵向延伸的切割槽1021。所述电芯叠片装置还包括：裁切组件300，包括：与所述切割槽1021相对应的切刀302；用于驱动所述切刀302沿所述切割槽1021运动的气缸301。

所述电芯叠片装置包括：裁切组件300，该裁切组件300包括切刀302和用于驱动切刀302运动的气缸301。当气缸301驱动切刀302时，所述切刀302能沿所述切割槽1021运动，从而将极片带400进行裁切。具体的，所述切割槽1021可以沿转动轴101的第二轴线方向延伸，且位于相邻两个叠片组件100之间。当一个叠片组件100完成叠片后，通过驱动转动轴101，基座102通过转动至一定的角度，新的叠片组件100位于摆动组件200下方，摆动组件200在新的工位进行叠片。当新工位上的极片带400被新工位的压料件1032压紧后，裁切组件300开始动作，气缸301驱动切刀302进入切割槽1021中，并能够沿切割槽1021滑行，从而使原工位的电芯与极片带400脱离。所述裁切组件300至少设置有一个，且与切割槽1021的位置相对应。

在本实施方式中，所述叠片装置还包括：位于所述导向机构上游的夹持滚轮，用于向所述导向机构中的夹棍组件203输送极片带400。

为了更好的理解本申请，本说明书将结合图1至图16对本申请实施例提供的电芯叠片装置的工作过程进行详细说明。

以图14所示方向为例进行说明，初始状态下，极片带400依次穿过夹持辊轮500、导向机构。极片带400的末端由叠片台103左侧侧面处的压料件1032夹持固定在工作表面1031上。具体的，可以采用人工手段手动将极片带400拉至左侧压料件1032处，然后再由人工推动左侧的推杆滚珠10351，将极片带400压紧在压料件1032下方。然后通过马达驱动摆臂轴201沿第一转动方向朝向叠片台103的右侧侧面旋转一定角度，直至楔形支撑件205接触到推杆滚珠10351，此时的极片带400已平铺在工作表面1031上。需要说明的是，在本申请中，对于摆臂轴201的转动方向不作特别限定，为了便于说明本申请实施例提供的电芯叠片装置的使用过程，以摆臂轴201的第一转动方向为顺时针方向为例进行解释说明。

当摆臂轴201转动至楔形支撑件205接触到推杆滚珠10351时，极片带400沿垂直于第一轴线的铺设方向铺设在工作表面1031上。然后继续操作摆臂轴201顺时针旋转，楔形支撑件205逐渐挤压推杆滚珠10351，从而驱动推力杆1035沿着推杆卡槽10312运动，第二弹性件的1036的拉力也随之增大。由于推力杆1035上的凸头卡槽10352与连接部1034上的凸头10343相配合，推力杆1035驱动连接部1034沿着滑槽10331运动的过程中，第一弹性件10344的拉力也逐渐增大。

当连接部1034由起始端逐渐向滑槽10331的终止端运动时，极片带400下的右侧压料件1032将逐渐向两侧抽出。由于第一弹性件10344的拉紧力作用，当连接部1034运动至滑槽10331的终止端时，连接部1034上的凸头10343与推力杆1035的凸头卡槽10352脱离接触，滑块10342在第一弹性件10344的弹簧力驱动下恢复到由第四位置恢复至第三位置，从而使右侧压料件1032将极片带400压紧在工作表面1031上。

然后，摆臂轴201逆时针旋转，带动导向机构向朝向叠片台103的左侧侧面摆动。在此过程中，叠片台103右侧侧面上的推力杆1035在第二弹性件1036的作用下逐渐恢复到初始状态，连接部1034上的凸头10343与推力杆1035上的凸头卡槽10352又重新保持配合。摆臂轴201继续逆时针旋转，直至楔形支撑件205接触到推杆滚珠10351，此时极片带400沿垂直于第一轴线的铺设方向平铺在工作表面1031上，参考按照上述步骤，摆臂轴201继续逆时针旋转，直至左侧压料件1032从极片带400下抽出由第三位置运动至第四位置，再由第四位置恢复至第三位置，并将极片带压紧在工作表面1031上。

通过上述摆臂轴201的顺时针、逆时针运动，能实现极片带400在工作表面1031上的Z形叠片。同时，通过摆臂轴201旋转过程中，楔形支撑件205与推力杆1035的配合，可以实现压料件1032的撑开以及收拢，从而能够配合极片带400的铺设、叠片动作，将极片带400稳固在叠片台103的工作表面1031。

图16所示的电芯404为采用本申请提供的叠片装置完成的叠片作业。完成上述电芯404的叠片后，电芯404通过压料件1032压紧在叠片板1031上。

当一个叠片工位完成叠片作业后，操作转动轴101带动基座102逆时针旋转90度(本实施例中，基座102为正四边形，叠片装置采用四工位设计)，摆动组件200开始在该工位进行极片带400的叠片作业。当新工位的极片带400已被压料件1032压紧后，裁切组件300开始动作，气缸301驱动切刀302裁断极片带400，切刀302将进入切割槽1021中，从而使原工位的电芯404与复合极片带400脱离。当新工位进行叠片作业时，原工位可以进行下料工序，具体通过下料夹爪(图中未示出)利用原工位的工作表面1031上的下料避让槽10311，将原工位上的电芯404取出。

优选的，下料夹爪上同样具有楔形结构的支架，以便于将压料件1032从折叠好的电芯404上抽出，便于下料，至此，就完成了一个电芯404的叠片、下料过程。当然，也可以通过采用人工手段推动推杆滚珠10351，将压料件1032从折叠好的电芯404上抽出。

本申请提供的电芯叠片装置具有以下优点和特点：

1、通过摆动组件的旋转运动即可实现极片带的Z形导向，较传统方法有明显的效率优势，且在叠片过程中，极片带的张力更易控制；

2、叠片工位设置灵活，通过更换基座的形状即可进行多工位变换，便于实际研发、生产中进行优化选择；

3、本申请能够做到不停机叠片作业，新工位的叠片作业、原工位的下料作业互不影响，从而大大提升叠片效率；

4、本申请能利用摆动组件、压料机构的相互配合，使得压料件能够按照预定的轨迹运动，相较于采用传统方法中由气动元件驱动压料件而言，更加灵活、可靠，规避了压料件对极片带造成损伤的风险。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。

Claims (10)

1.一种电芯叠片装置，其特征在于，包括：叠片组件和摆动组件；

所述叠片组件包括：叠片台，所述叠片台具有工作表面以及侧面，所述侧面包括：第一侧面和第二侧面；

所述摆动组件包括：

摆臂轴，所述摆臂轴固定在所述工作表面上方能绕第一轴线转动；

一端与所述摆臂轴相连的中间件；

与所述中间件的另一端相连的导向机构，所述导向机构包括：用于传送极片带的第一导向件和第二导向件，极片带位于所述第一导向件与所述第二导向件之间的间隙中；相对于所述导向件倾斜设置的支撑件；

所述摆臂轴绕所述第一轴线转动，能带动所述导向机构朝向所述第一侧面、所述第二侧面交替摆动，所述支撑件能与所述第一侧面或所述第二侧面相接触，所述极片带能沿垂直于所述第一轴线方向的铺设方向铺设在所述工作表面；所述第一侧面具有与所述支撑件相接触的第一位置，所述第二侧面具有与所述支撑件相接触的第二位置，在所述铺设方向上，所述第一位置至所述摆臂轴的距离与所述第二位置至所述摆臂轴的距离相等。

2.如权利要求1所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述叠片组件还包括压料机构，所述压料机构包括：

用于固定极片带的压料件；

固定在所述压料件上的连接部；

与所述连接部相连的推力杆；

第一弹性件，所述第一弹性件连接所述连接部；

所述支撑件在转动过程中能驱动所述推力杆沿所述叠片台侧面滑动，所述推力杆带动所述压料件自第三位置运动至第四位置，当所述第一弹性件蓄积弹性势能时，所述推力杆能与所述连接部相分离，所述第一弹性件释放蓄积的弹性势能时，带动所述压料件复位。

3.如权利要求2所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述压料机构包括：滑板，所述滑板具有滑动平面，所述滑动平面上设置有与所述连接部相配合的滑槽，所述滑槽具有起始端和终止端，当所述连接部位于所述起始端时，所述压料件位于所述第三位置，当所述连接部位于所述终止端时，所述压料件位于所述第四位置。

4.如权利要求3所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述滑板位于所述工作表面上方，并靠近所述叠片台的侧面设置，所述连接部在自所述起始端向所述终止端的移动过程中，所述压料件沿所述第一轴线方向自所述第三位置向所述第四位置移动。

5.如权利要求3所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述连接部上设置有凸头，所述推力杆具有预定弧度的杆体，所述杆体具有相对的第三端和第四端，所述第三端设置有与所述支撑件相配合的推杆滚珠，所述第四端设置有与所述凸头相配合的凸头卡槽，当所述第一弹性件具有第二弹性势能时，所述凸头能与所述凸头卡槽相分离。

6.如权利要求3所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述压料机构还包括：

沿所述叠片台侧面向外延伸的底壁，所述第一弹性件的端部设置在所述底壁上；

设置在所述叠片台侧面上的安装板，所述安装板上设置有与所述推力杆相配合的推杆卡槽；

第二弹性件，所述第二弹性件的一端固定在所述安装板的端面，另一端连接所述推力杆。

7.如权利要求3所述电芯叠片装置，其特征在于，所述压料机构具有两组，两组所述压料机构以所述第一轴线为中心对称设置，每组所述压料机构包括：第一压料机构和第二压料机构，所述第一压料机构和所述第二压料机构在所述铺设方向上对称设置。

8.如权利要求1所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述第一导向件和所述第二导向件均具有相对的第一端和第二端；所述导向件第一端设置有第一固定板和所述导向件第二端设置有第二固定板；所述支撑件包括：对称设置的第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件设置在所述第一固定板上，所述第二支撑件设置在所述第二固定板上，所述第一支撑件与所述第二支撑件为楔形结构。

9.如权利要求1至8任一项所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述电芯叠片装置还包括：

基座；

用于带动所述基座绕第二轴线转动的转动轴；

设置在所述基座上的多个所述叠片组件，多个所述叠片组件绕所述第二轴线的周向设置。

10.如权利要求9所述的电芯叠片装置，其特征在于，所述基座上相邻两个所述叠片组件之间设置有纵向延伸的切割槽，所述电芯叠片装置还包括：裁切组件，包括：与所述切割槽相对应的切刀；用于驱动所述切刀沿所述切割槽运动的气缸。

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