CN111430770A - 模切叠片加工装置 - Google Patents

Abstract

一种模切叠片加工装置，包括：正极模切裁断单元，所述正极模切裁断单元包括依次布置的正极模切机构和正极裁断机构，正极模切机构用于对正极极片进行模切处理，正极裁断机构用于对正极极片进行裁断处理；负极模切裁断单元，负极模切裁断单元包括依次布置的负极模切机构和负极裁断机构，负极模切机构用于对负极极片进行模切处理，负极裁断机构用于对负极极片进行裁断处理；叠片单元，正极模切裁断单元、负极模切裁断单元均与叠片单元相连，叠片单元用于对正极极片和负极极片进行叠置处理。本申请的模切叠片加工装置，集成有正极片和负极片的模切、裁断以及高速叠片的功能，对产品品质提升、生产效率提高以及厂房利用率均具有积极作用。

Description

模切叠片加工装置

技术领域

本申请涉及一种模切叠片加工装置。

背景技术

目前，在动力电池领域中，多采用对全极耳卷料进行模切、裁断，通过弹夹收取极片，转运至叠片设备进行叠片，产出极组。现有技术中，极耳的模切、裁断以及后续的叠片操作，均是通过单独的设备完成，且在各个操作步骤之前还需设置单独的转运设备，工序繁琐，转运过程中易出现极耳损伤的问题，且整个加工系统占用空间大，布置成本高，存在改进的空间。

发明内容

有鉴于此，本申请旨在提出一种模切叠片加工装置，集成有模切、裁断及叠片的功能，不会出现转运过程中极耳损伤的问题，占用空间小，安装成本低。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

一种模切叠片加工装置，包括：正极模切裁断单元，所述正极模切裁断单元包括依次布置的正极模切机构和正极裁断机构，所述正极模切机构用于对正极极片进行模切处理，所述正极裁断机构用于对所述正极极片进行裁断处理；负极模切裁断单元，所述负极模切裁断单元包括依次布置的负极模切机构和负极裁断机构，所述负极模切机构用于对负极极片进行模切处理，所述负极裁断机构用于对所述负极极片进行裁断处理；叠片单元，所述正极模切裁断单元、所述负极模切裁断单元均与所述叠片单元相连，所述叠片单元用于对所述正极极片和所述负极极片进行叠置处理。

进一步地，还包括：正极极片传输机构和负极极片传输机构，所述正极极片传输机构用于将所述正极模切裁断单元的输出端与所述叠片单元相连，所述负极极片传输机构用于将所述负极模切裁断单元的输出端与所述叠片单元相连，所述正极极片传输机构与所述负极极片传输机构并排设置于所述叠片单元的同一侧。

进一步地，所述正极模切裁断单元还包括：正极检测模块，所述正极检测模块位于所述正极裁断机构的下游，且所述正极检测模块用于对所述正极极片进行检测；所述负极模切裁断单元还包括：负极检测模块，所述负极检测模块位于所述负极裁断机构的下游，且所述负极检测模块用于对所述负极极片进行检测。

进一步地，所述正极检测模块包括正极极片外观检测机构和正极极片尺寸检测机构，所述正极极片外观检测机构用于对所述正极极片的外观进行检测，所述正极极片尺寸检测机构用于对所述正极极片的尺寸进行检测；所述负极检测模块包括负极极片外观检测机构和负极极片尺寸检测机构，所述负极极片外观检测机构用于对所述负极极片的外观进行检测，所述负极极片尺寸检测机构用于对所述负极极片的尺寸进行检测。

进一步地，所述正极极片尺寸检测机构位于所述正极极片外观检测机构的下游，所述负极极片尺寸检测机构位于所述负极极片外观检测机构的下游。

进一步地，所述正极模切裁断单元还包括第一正极极片NG排出机构，所述第一正极极片NG排出机构位于所述正极检测模块的下游，且所述第一正极极片NG排出机构用于排出不合格的所述正极极片；所述负极模切裁断单元还包括第一负极极片NG排出机构，所述第一负极极片NG排出机构位于所述负极检测模块的下游，且所述第一负极极片NG排出机构用于排出不合格的所述负极极片。

进一步地，所述叠片单元包括叠片模块和测试模块，所述正极模切裁断单元、所述负极模切裁断单元均与所述叠片模块相连，所述叠片模块用于将所述正极极片和所述负极极片叠置成极组，所述测试模块用于对所述极组进行合格检测。

进一步地，所述检测模块包括称重短路测试机构，所述称重短路测试机构集成有称重功能和短路检测功能。

进一步地，所述叠片单元还包括：第二正极极片NG排出机构和第二负极极片NG排出机构，所述正极模切裁断单元和所述叠片模块之间设有所述第二正极极片NG排出机构，所述负极模切裁断单元和所述叠片模块之间设有所述第二负极极片NG排出机构，且所述第二正极极片NG排出机构和所述第二负极极片NG排出机构分别位于所述叠片模块的两侧。

进一步地，所述叠片单元还包括：极组NG排出机构，所述极组NG排出机构位于所述测试模块的下游，且所述极组NG排出机构用于排出不合格的所述极组。

相对于现有技术，本申请所述的模切叠片加工装置具有以下优势：

根据本申请实施例的模切叠片加工装置，集成有正极片和负极片的模切、裁断功能以及高速叠片的功能，加工过程中不会出现由于远距离转运产生的极耳损坏的问题，设备结构紧凑，对产品品质提升、生产效率提高以及厂房利用率均具有积极作用。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所述的模切叠片加工装置的工艺流程图；

图2为本申请实施例所述的模切叠片加工装置的结构示意图。

附图标记说明：

模切叠片加工装置100，

正极模切裁断单元1，正极机卷放卷机构11，正极模切机构12，正极裁断机构13，正极极片外观检测机构14，正极极片尺寸检测机构15，第一正极极片NG排出机构16，正极极片传输机构17，正极极片立式大板18，

负极模切裁断单元2，负极机卷放卷机构21，负极模切机构22，负极裁断机构23，负极极片外观检测机构24，负极极片尺寸检测机构25，第一负极极片NG排出机构26，负极极片传输机构27，负极极片立式大板18，

叠片单元3，叠片模块31，第二正极极片NG排出机构321，第二负极极片NG排出机构322，称重短路测试机构33，极组下料机构34，极组NG排出机构35。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，一种模切叠片加工装置100，该模切叠片加工装置100集成有不同极性极片的模切、裁断功能，且可实现正极极片和负极极片的叠置功能，集成功能丰富，结构简单，整体占用的布置空间较小，且安装成本较低。

如图2所示，根据本申请实施例的模切叠片加工装置100，包括：正极模切裁断单元1、负极模切裁断单元2和叠片单元3。

其中，如图2所示，正极模切裁断单元1包括正极模切机构12和正极裁断机构13，正极模切机构12用于对正极极耳进行模切处理，正极裁断机构13用于对正极极片进行裁断处理。且如图2所示，正极模切裁断单元1还包括用于投放正极卷料的正极机卷放卷机构11，如图2所示，正极机卷放卷机构11位于正极模切裁断单元1的首端，且正极模切机构12和正极裁断机构13沿正极极片的加工工序依次布置。其中，正极极耳机卷经过纠偏和过辊到达正极模切机构12，且正极模切机构12将极耳端多余箔材及涂料去掉，进一步地正极裁断机构13完成正极极片裁断。

也就是说，如图2所示，正极机卷放卷机构11、正极模切机构12和正极裁断机构13依次布置，这样，通过正极模切裁断单元1可将投放至加工线的正极卷料依次完成模切及裁断的加工步骤，其间不需通过单独的设备进行转运，相邻工序支架布置紧凑，占用的空间较小，可减小转运造成的正极极片损伤。

其中，如图2所示，负极模切裁断单元2包括负极模切机构22和负极裁断机构23，负极模切机构22用于对负极极耳进行模切处理，负极裁断机构23用于对负极极片进行裁断处理。且如图2所示，负极模切裁断单元2还包括用于投放负极卷料的负极机卷放卷机构21，如图2所示，负极机卷放卷机构21位于负极模切裁断单元2的首端，且负极模切机构22和负极裁断机构23沿负极极片的加工工序依次布置。

也就是说，如图2所示，负极机卷放卷机构21、负极模切机构22和负极裁断机构23依次布置，这样，通过负极模切裁断单元2可将投放至加工线的负极卷料依次完成模切及裁断的加工步骤，其间不需通过单独的设备进行转运，相邻工序支架布置紧凑，占用的空间较小，可减小转运造成的负极极片损伤。负极极耳机卷经过纠偏和过辊到达负极模切机构22，且负极模切机构22将极耳端多余箔材及涂料去掉，进一步地负极裁断机构23完成负极极片裁断。

其中，正极模切机构12和负极模切机构22均可采用五金模切或激光模切等方式，且模切机构只对极耳侧进行模切，极片底部无需模切处理。

正极模切裁断单元1、负极模切裁断单元2均与叠片单元3相连，叠片单元3用于对正极极片和负极极片进行叠置处理。

如图2所示，叠片单元3位于正极模切裁断单元1、负极模切裁断单元2的下游段，且经正极模切裁断单元1进行模切和裁断的正极极片可输出至叠片单元3处，同时，经负极模切裁断单元2进行模切和裁断的负极极片可输出至叠片单元3处，进而在叠片单元3处实现正极极片和负极极片的叠置处理，以形成包括正极极片和负极极片的极组。

其中，叠片单元3可包括Z型叠片、极片与隔膜热复合叠片、正负极双张同时上料叠片等方式，且叠片单元3的叠片速度小于等于0.25s/pcs。其中，叠片单元3可完成正极极片和负极极片定位，且将正极极片和负极极片与隔膜层叠。

本申请的模切叠片加工装置100既可实现正极极片的模切、裁断处理，又可实现负极极片的模切、裁断处理，二者的处理过程相互不干涉，且还可将处理完成后的正极极片和负极极片叠置成极组，集成功能丰富，工序衔接连贯，不需单独设置中间转运的设备，成本较低。模切叠片加工装置100的整体结构紧凑，占用空间较小，安装成本低。

由此，通过本申请采用模切裁断高速叠片集成工艺及其一体化设备，可以确保从全极耳极卷来料到极组生产过程的连续性，不受人为干预而中断，能够有效解决叠片双张、极耳转运损坏、弹夹异物管控困难、模切裁断叠片速度不匹配、设备占地面积大、操作人员配置多等问题，对产品品质提升、生产效率提高、生产厂房利用率、动力能耗降低均有积极的促进作用。

根据本申请实施例的模切叠片加工装置100，集成有正极片和负极片的模切、裁断功能以及高速叠片的功能，加工过程中不会出现由于远距离转运产生的极耳损坏的问题，设备结构紧凑，对产品品质提升、生产效率提高以及厂房利用率均具有积极作用。

在一些实施例中，模切叠片加工装置100还包括：正极极片传输机构17和负极极片传输机构27。

如图2所示，正极极片传输机构17用于将正极模切裁断单元1的输出端与叠片单元3相连，负极极片传输机构27用于将负极模切裁断单元2的输出端与叠片单元3相连，正极极片传输机构17与负极极片传输机构27并排设置于叠片单元3的同一侧。

也就是说，在正极模切裁断单元1上完成模切及裁断的正极极片可通过正极极片传输机构17传输至叠片单元3，且在负极模切裁断单元2上完成模切及裁断的负极极片可通过负极极片传输机构27传输至叠片单元3，这样，便于对正极极片和负极极片进行集中处理。

其中，正极极片传输机构17与负极极片传输机构27并排设置于叠片单元3的同一侧，且如图2所示，正极模切裁断单元1的各个工序机构与正极极片传输机构17依次布置，负极极片裁断单元的各个工序机构与负极极片传输机构27依次布置，也就是说，正极模切裁断单元1和负极极片裁断单元并排布置于叠片单元3的同一侧，这样，可使得正极模切裁断单元1与负极极片裁断单元之间的布置间距较小，整体的安装空间较小，相比于分置于叠片单元3的不同侧，占用的空间更小。

在一些实施例中，正极模切裁断单元1还包括正极检测模块，正极检测模块位于正极裁断机构13的下游，且正极检测模块用于对正极极片进行检测。

如图2所示，正极模切机构12、正极裁断机构13和正极检测模块依次布置于正极机卷放卷机构11与正极极片传输机构17之间，这样，正极极片依次经过正极模切机构12、正极裁断机构13完成模切、裁断加工后，进入到检测工序，且通过正极检测模块能够有效地判断出加工后的正极极片是否合理，这样，可将不合格的正极极片删选出来，且将合格的正极极片输出给正极极片传输机构17，以进一步地进入到叠片单元3用于与负极极片叠置成极组。

负极模切裁断单元2还包括负极检测模块，负极检测模块位于负极裁断机构23的下游，且负极检测模块用于对负极极片进行检测。

如图2所示，负极模切机构22、负极裁断机构23和负极检测模块依次布置于负极机卷放卷机构21与负极极片传输机构27之间，这样，负极极片依次经过负极模切机构22、负极裁断机构23完成模切、裁断加工后，进入到检测工序，且通过负极检测模块能够有效地判断出加工后的负极极片是否合理，这样，可将不合格的负极极片删选出来，且将合格的负极极片输出给负极极片传输机构27，以进一步地进入到叠片单元3用于与正极极片叠置成极组。

在一些实施例中，正极检测模块包括正极极片外观检测机构14和正极极片尺寸检测机构15，正极极片外观检测机构14用于对正极极片的外观进行检测，正极极片尺寸检测机构15用于对正极极片的尺寸进行检测。

也就是说，正极检测模块对正极极片是否合格的检测依据包括外观和尺寸，即在加工后的正极极片的外观和尺寸均满足设定的标准值时，可确定该正极极片为合格产品，而加工后的正极极片的外观和尺寸的任意一项不满足设定的标准值时，则确定该正极极片为不合格产品，由此，可筛选出合格的正极极片以在后续工序中与负极极片叠置成极组。其中，正极极片外观检测机构14和正极极片尺寸检测机构15均可采用CCD检测系统。

负极检测模块包括负极极片外观检测机构24和负极极片尺寸检测机构25，负极极片外观检测机构24用于对负极极片的外观进行检测，负极极片尺寸检测机构25用于对负极极片的尺寸进行检测。

也就是说，负极检测模块对负极极片是否合格的检测依据包括外观和尺寸，即在加工后的负极极片的外观和尺寸均满足设定的标准值时，可确定该负极极片为合格产品，而加工后的负极极片的外观和尺寸的任意一项不满足设定的标准值时，则确定该负极极片为不合格产品，由此，可筛选出合格的负极极片以在后续工序中与正极极片叠置成极组。负极极片外观检测机构24和负极极片尺寸检测机构25均可采用CCD检测系统。

在一些实施例中，如图2所示，正极极片尺寸检测机构15位于正极极片外观检测机构14的下游，负极极片尺寸检测机构25位于负极极片外观检测机构24的下游。

如图2所示，正极极片外观检测机构14、正极极片尺寸检测机构15依次布置于正极裁断机构13与正极极片传输机构17之间，负极极片外观检测机构24、负极极片尺寸检测机构25依次布置于负极裁断机构23与负极极片传输机构27之间。

也就是说，在进行正极极片或负极极片的检测时，首先对正极极片或负极极片的外观进行检测，当检测到外观准确、无误后，再进行尺寸的检测，且在外观检测有误或尺寸检测有误时，均判断为产品不合格。

在一些实施例中，正极模切裁断单元1还包括第一正极极片NG排出机构16，第一正极极片NG排出机构16位于正极检测模块的下游，且第一正极极片NG排出机构16用于排出不合格的正极极片。

也就是说，在正极极片尺寸检测机构15或正极极片外观检测机构14检测到正极极片存在不合格件时，通过第一正极极片NG排出机构16将该不合格件排出加工线外，从而保证后续工序中运转的正极极片为合格件，提高产品的合格率。

负极模切裁断单元2还包括第一负极极片NG排出机构26，第一负极极片NG排出机构26位于负极检测模块的下游，且第一负极极片NG排出机构26用于排出不合格的负极极片。

也就是说，在负极极片尺寸检测机构25或负极极片外观检测机构24检测到负极极片存在不合格件时，通过第一负极极片NG排出机构26将该不合格件排出加工线外，从而保证后续工序中运转的负极极片为合格件，提高产品的合格率。

在一些实施例中，叠片单元3包括叠片模块31和测试模块，正极模切裁断单元1、负极模切裁断单元2均与叠片模块31相连，叠片模块31用于将正极极片和负极极片叠置成极组，测试模块用于对极组进行合格检测。其中，叠片模块31可包括叠片台。其中，叠片模块包括极片次定位平台、隔膜放卷机构、叠片机构。

也就是说，在叠片单元3中，既可实现正极极片与负极极片的叠置操作，也可对正极极片和负极极片叠置成的极组进行合格率检测，由此，可保证完成极组装配后能够向动力电池包的生产线投放合格的极组。

其中，检测模块包括称重短路测试机构33，称重短路测试机构33集成有称重功能和短路检测功能。也就是说，检测模块可对极组进行称重检测以及短路检测，从而确保向动力电池包的生产线投放的极组为合格产品。

在一些实施例中，叠片单元3还包括：第二正极极片NG排出机构321和第二负极极片NG排出机构322，正极模切裁断单元1和叠片模块31之间设有第二正极极片NG排出机构321，负极模切裁断单元2和叠片模块31之间设有第二负极极片NG排出机构322，且第二正极极片NG排出机构321和第二负极极片NG排出机构322分别位于叠片模块31的两侧。

也就是说，在正极极片在经过正极极片传输机构17输出给叠片模块31的过程中，首先通过第二正极极片NG排出机构321进行检测判断，以确保正极极片在经过正极极片传输机构17运输过程中未收到明显损伤，从而保证进入到叠片模块31上的正极极片仍为合格件，进而确保正极极片能够与负极极片可靠、有效地叠置成极组。

同样的，在负极极片在经过负极极片传输机构27输出给叠片模块31的过程中，首先通过第二负极极片NG排出机构322进行检测判断，以确保负极极片在经过负极极片传输机构27运输过程中未收到明显损伤，从而保证进入到叠片模块31上的负极极片仍为合格件，进而确保负极极片能够与正极极片可靠、有效地叠置成极组。

在一些实施例中，叠片单元3还包括：极组NG排出机构35，极组NG排出机构35位于测试模块的下游，且极组NG排出机构35用于排出不合格的极组。

也就是说，在检测模块检测到极组存在重量不达标或短路等问题时，判定极组为不合格件，此时，需将不合格件筛除，且通过极组NG排出机构35排出，从而确保向动力电池包的生产线投放的极组为合格产品，提高产品的合格率。

由此，通过本申请实施例的模切叠片加工装置100，如图1所示，具体操作流程可包括：全极耳机卷来料、极耳激光/五金模切、极片裁断、极片外观/尺寸检测、叠片以及产出极组，集成功能丰富，工序衔接连贯，不需单独设置中间转运的设备，成本较低。模切叠片加工装置100的整体结构紧凑，占用空间较小，安装成本低。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模切叠片加工装置(100)，其特征在于，包括：

正极模切裁断单元(1)，所述正极模切裁断单元(1)包括依次布置的正极模切机构(12)和正极裁断机构(13)，所述正极模切机构(12)用于对正极极片进行模切处理，所述正极裁断机构(13)用于对所述正极极片进行裁断处理；

负极模切裁断单元(2)，所述负极模切裁断单元(2)包括依次布置的负极模切机构(22)和负极裁断机构(23)，所述负极模切机构(22)用于对负极极片进行模切处理，所述负极裁断机构(23)用于对所述负极极片进行裁断处理；

叠片单元(3)，所述正极模切裁断单元(1)、所述负极模切裁断单元(2)均与所述叠片单元(3)相连，所述叠片单元(3)用于对所述正极极片和所述负极极片进行叠置处理。

2.根据权利要求1所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，还包括：

正极极片传输机构(17)和负极极片传输机构(27)，所述正极极片传输机构(17)用于将所述正极模切裁断单元(1)的输出端与所述叠片单元(3)相连，所述负极极片传输机构(27)用于将所述负极模切裁断单元(2)的输出端与所述叠片单元(3)相连，所述正极极片传输机构(17)与所述负极极片传输机构(27)并排设置于所述叠片单元(3)的同一侧。

3.根据权利要求1所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，

所述正极模切裁断单元(1)还包括：正极检测模块，所述正极检测模块位于所述正极裁断机构(13)的下游，且所述正极检测模块用于对所述正极极片进行检测；

所述负极模切裁断单元(2)还包括：负极检测模块，所述负极检测模块位于所述负极裁断机构(23)的下游，且所述负极检测模块用于对所述负极极片进行检测。

4.根据权利要求3所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，

所述正极检测模块包括正极极片外观检测机构(14)和正极极片尺寸检测机构(15)，所述正极极片外观检测机构(14)用于对所述正极极片的外观进行检测，所述正极极片尺寸检测机构(15)用于对所述正极极片的尺寸进行检测；

所述负极检测模块包括负极极片外观检测机构(24)和负极极片尺寸检测机构(25)，所述负极极片外观检测机构(24)用于对所述负极极片的外观进行检测，所述负极极片尺寸检测机构(25)用于对所述负极极片的尺寸进行检测。

5.根据权利要求4所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，所述正极极片尺寸检测机构(15)位于所述正极极片外观检测机构(14)的下游，所述负极极片尺寸检测机构(25)位于所述负极极片外观检测机构(24)的下游。

6.根据权利要求3所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，

所述正极模切裁断单元(1)还包括第一正极极片NG排出机构(16)，所述第一正极极片NG排出机构(16)位于所述正极检测模块的下游，且所述第一正极极片NG排出机构(16)用于排出不合格的所述正极极片；

所述负极模切裁断单元(2)还包括第一负极极片NG排出机构(26)，所述第一负极极片NG排出机构(26)位于所述负极检测模块的下游，且所述第一负极极片NG排出机构(26)用于排出不合格的所述负极极片。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，所述叠片单元(3)包括叠片模块(31)和测试模块，所述正极模切裁断单元(1)、所述负极模切裁断单元(2)均与所述叠片模块(31)相连，所述叠片模块(31)用于将所述正极极片和所述负极极片叠置成极组，所述测试模块用于对所述极组进行合格检测。

8.根据权利要求7所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，所述检测模块包括称重短路测试机构(33)，所述称重短路测试机构(33)集成有称重功能和短路检测功能。

9.根据权利要求7所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，所述叠片单元(3)还包括：第二正极极片NG排出机构(321)和第二负极极片NG排出机构(322)，所述正极模切裁断单元(1)和所述叠片模块(31)之间设有所述第二正极极片NG排出机构(321)，所述负极模切裁断单元(2)和所述叠片模块(31)之间设有所述第二负极极片NG排出机构(322)，且所述第二正极极片NG排出机构(321)和所述第二负极极片NG排出机构(322)分别位于所述叠片模块(31)的两侧。

10.根据权利要求7所述的模切叠片加工装置(100)，其特征在于，所述叠片单元(3)还包括：极组NG排出机构(35)，所述极组NG排出机构(35)位于所述测试模块的下游，且所述极组NG排出机构(35)用于排出不合格的所述极组。

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