CN111463495A - 一种电池叠片装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池叠片装置及方法，涉及蓄电池加工的技术领域，所述装置包括：左机械臂运动机构，右机械臂运动机构，叠片夹紧机构，隔膜放卷机构，滑轨；滑轨包括左滑轨以及右滑轨，左滑轨以及右滑轨相拼接后的中空部分呈圆形；隔膜放卷机构包括上隔膜放卷机构以及下隔膜放卷机构，上隔膜放卷机构以及下隔膜放卷机构均包括卷轴，卷轴运动带动隔膜运动，上隔膜放卷机构位于滑轨的上部，下隔膜放卷机构位于滑轨下部；隔膜穿过滑轨的中空部分；叠片夹紧机构用于对穿过滑轨的中空部分隔膜进行夹持。通过本发明提供的装置可以缓解现有技术中叠片方法工效低、贴片容易错位的技术问题以及现有叠片机结构复杂，装置成本高的技术问题。

Description

一种电池叠片装置及方法
技术领域
本发明涉及蓄电池加工技术领域，尤其是涉及一种电池叠片装置及方法。
背景技术
目前，常用的锂离子电池结构主要为卷绕式、叠片式及卷绕叠片式。卷绕式采用方形结构，制作过程简单且生产效率高，但存在如下技术问题：
1)在侧面弯角处由于曲率半径太小，隔膜与极片贴合不紧密容易造成极片析锂；
2)而叠片式结构适于高能量密度电芯，但是制作过程复杂且效率低，极片和隔膜中间没有张力，容易出现正、负极片移动错位的问题；
在现有技术中采用卷绕叠片式时将隔膜螺旋包覆于极片两侧，使得隔膜具有一定的张力，在这种方式下虽然避免了上述两种方式存在的缺陷，但仍存在如下问题：
1)送极片机械手将正负极片同时或先后压在隔膜上，然后再利用卷绕装置将叠在一起的正、负极片和隔膜一体翻转，使隔膜将正负极片隔开，在卷绕装置完成一次卷绕后再次通过送极片机械手将新的正、负极片压在卷绕叠片位的正负极片与隔膜组合结构的外侧，重复上述叠片、卷绕完成卷绕式叠片，卷绕和叠片为两个工步需要依次进行，效率较低，不满足自动化产线连续生产。
因此，现有的叠片方法存在工效低、贴片容易错位的技术问题，同时现有叠片机存在结构复杂，装置成本高的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池叠片装置及方法，叠片后不停顿两个机械臂压紧旋转，然后紧接着夹紧机构继续旋转以完成叠片和隔膜卷绕，在叠片中的过程中的速度始终不为零。以缓解现有技术中存在的现有的叠片方法工效低、贴片容易错位的技术问题以及现有叠片机结构复杂，装置成本高的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种电池叠片装置，包括：左机械臂运动机构，右机械臂运动机构，叠片夹紧机构，隔膜放卷机构，滑轨；
所述滑轨包括左滑轨以及右滑轨，所述左滑轨以及右滑轨沿中心轴对称，所述左滑轨以及所述右滑轨相拼接后的中空部分呈圆形；
所述隔膜放卷机构包括上隔膜放卷机构以及下隔膜放卷机构，所述上隔膜放卷机构以及所述下隔膜放卷机构均包括卷轴，所述卷轴运动带动隔膜运动，所述上隔膜放卷机构位于所述滑轨的上部，所述下隔膜放卷机构位于所述滑轨的下部；
所述隔膜穿过所述滑轨的中空部分；
所述左机械臂运动机构沿所述左滑轨运动，所述右机械臂运动机构沿所述右滑轨运动，所述左机械臂运动机构与所述右机械臂运动机构运动速度的大小相同，方向相反；
所述叠片夹紧机构用于对穿过所述滑轨的中空部分隔膜进行夹持。
优选的，还包括极片供给机构，所述极片供给机构包括左极片供给机构以及右极片供给机构，所述左极片供给机构与所述右极片供给机构位于同一水平面上，所述左极片供给机构位于所述左滑轨的正下方，所述右极片供给机构位于所述右滑轨的正下方。
优选的，所述左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构包括动力机构，传动机构，执行机构；
所述动力机构带动所述传动机构以使所述执行机构沿导轨运动。
优选的，所述动力机构电机为电机，所述传动机构为连接杆，所述连接杆与所述电机的输出轴相连，所述电机带动所述连接杆运动以使所述执行机构运动。
优选的，，还包括伸缩机构，所述伸缩机构的一端与所述电机的输出轴相连，所述伸缩机构的另一端与所述连接杆相连。
优选的，所述伸缩机构包括弹簧、气缸、曲柄连杆的任意一种。
第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的电池叠片方法，具体包如下步骤：
S1：拾取极片：当所述左机械臂运动机构和/或所述右机械臂运动机构运动至最低位置时，获取极片供给机构供应的极片，所述左机械臂运动机构获取左极片供给机构供应的正极片，所述右机械臂运动机构获取右极片供给机构的负极片；
S2：极片夹紧：当所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构均获取所述极片供给装置供应的极片且所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构均到预设位置时，所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构将所述极片贴附与所述隔膜的两侧，所述叠片夹紧机构将极片与所述隔膜夹紧并带动所述极片隔膜进行转动，所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构执行所述S1：拾取极片的步骤。
优选的，，S2：在所述极片夹紧的步骤中，左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构均到预设位置时，所述左机械臂运动机构与所述隔膜的一面相接触，所述右机械臂运动机构与所述隔膜的另一面相接触，所述执行左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构同时带动所述隔膜进行转动的角度为θ，所述叠片夹紧机构将极片与所述隔膜夹紧并带动所述极片隔膜继续转动的角度为180-θ°。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明提供了一种电池叠片装置及方法，涉及蓄电池加工的技术领域，所述装置包括：左机械臂运动机构，右机械臂运动机构，叠片夹紧机构，隔膜放卷机构，滑轨；滑轨包括左滑轨以及右滑轨，左滑轨以及右滑轨沿中心轴对称，左滑轨以及右滑轨相拼接后的中空部分呈圆形；隔膜放卷机构包括上隔膜放卷机构以及下隔膜放卷机构，上隔膜放卷机构以及下隔膜放卷机构均包括卷轴，卷轴运动带动隔膜运动，上隔膜放卷机构位于滑轨的上部，下隔膜放卷机构位于滑轨下部；隔膜穿过滑轨的中空部分；左机械臂运动机构与右机械臂运动机构运动速度大小相同，方向相反；隔膜放卷机构用于对穿过滑轨的中空部分隔膜进行夹持。通过本发明提供的装置可以缓解现有技术中叠片方法的工效低、贴片容易错位的技术问题，现有叠片机的结构复杂，装置成本高的技术问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电池叠片装置机构图；
图2为本发明实施例提供的一种电池叠片装置工作示意图；
图3为本发明实施例提供的左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构结构图；
图4为本发明实施例提供的左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构工作示意图。
图标：101-卷轴；102-滑轨；103-隔膜；104-极片供给机构；201-左机械臂运动机构；202-右机械臂运动机构；301-动力机构；302-传动机构；303-执行机构；304-弹簧。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
目前现有技术的叠片方法工效低、贴片容易出错，现有叠片机的结构复杂，装置成本高，基于此，本发明实施例提供的一种电池叠片装置及方法，可以缓解现有技术中存在的叠片方法工效低、贴片容易错位的技术问题以及现有叠片机结构复杂，装置成本高的技术问题。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种电池叠片装置进行详细介绍。
实施例一：
结合图1以及图2，本发明实施例一提供了一种电池叠片装置，包括：左机械臂运动机构201，右机械臂运动机构202，叠片夹紧机构，隔膜放卷机构，滑轨102；
具体的，所述滑轨102与人耳的形状类似，呈C字形，所述滑轨102包括左滑轨102以及右滑轨102，所述左滑轨102以及右滑轨102沿中心轴对称，所述左滑轨102以及所述右滑轨102相拼接后的中空部分呈圆形；
本发明提供的实施例一中，所述左机械臂运动机构201以及所述右机械臂运动机构202的数量相同，在左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构中的每个后述的执行机构相互不造成干扰的情况下，左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构的数量可以同时为多个。
所述隔膜放卷机构包括上隔膜放卷机构以及下隔膜放卷机构，所述上隔膜放卷机构以及所述下隔膜放卷机构均包括卷轴101，所述卷轴101运动带动所述隔膜103运动，所述上隔膜103放卷机构位于所述滑轨102的上部，所述下隔膜103放卷机构位于所述滑轨102的下部；
所述隔膜103穿过所述滑轨102的中空部分；
所述左机械臂运动机构201沿所述左滑轨102运动，所述右机械臂运动机构202沿所述右滑轨102运动，所述左机械臂运动机构201与所述右机械臂运动机构202运动速度的大小相同，方向相反；
所述叠片夹紧机构用于对穿过所述滑轨102的中空部分隔膜103进行夹持；
优选的，为了实现极片的供给，所述装置还包括极片供给机构104，所述极片供给机构104包括左极片供给机构104以及右极片供给机构104，所述左极片供给机构104与所述右极片供给机构104位于同一水平面上，所述左极片供给机构104位于所述左滑轨102的正下方，所述右极片供给机构104位于所述右滑轨102的正下方。
结合图3以及图4，在本发明提供的装置中，所述左机械臂运动机构201以及右机械臂运动机构202均包括动力机构301，传动机构302，执行机构303；
所述动力机构301带动所述传动机构302以使所述执行机构303沿导轨运动，
在本发明提供的实施例中，动力机构301电机为电机，所述传动机构302为连接杆，所述连接杆与所述电机的输出轴相连，所述电机带动所述连接杆运动以使所述执行机构303运动；
具体的，所述连接杆与所述执行机构303采用可转动连接，可选用枢轴连接，所述执行机构303与滑轨102的连接处安装有滑动轮以减小滑轨102与执行机构303的摩擦力；
进一步的，由于电机输出轴至所述传动装置的连线距离不定，因此本发明提供的装置中，为了使得执行机构303运动，在本发明实施例一提供的一种实施方式中，，还包括伸缩机构，所述伸缩机构的一端与所述电机的输出轴相连，所述伸缩机构的另一端与所述连接杆相连。
具体的，所述伸缩机构包括弹簧、气缸、曲柄连杆的任意一种。
在本发明提供的实施例中，采用弹簧304，所述弹簧304的一端与所述电机的输出轴相连，所述弹簧304的另一端与所述连接杆相连；
在本发明提供的另一种实施例中，所述连接杆可伸缩以对连接杆的长度进行调节，以使所述执行机构303运动。
实施例二：
本发明实施例二提供了一种采用实施例一所述的电池叠片方法，具体包如下步骤：
S1：拾取极片：当所述左机械臂运动机构201和/或所述右机械臂运动机构202运动至最低位置时，获取极片供给机构104供应的极片，所述左机械臂运动机构201获取左极片供给机构104供应的正极片，所述右机械臂运动机构202获取右极片供给机构104的负极片；
具体的，当左机械臂运动机构201拾取左极片供给机构104供应的正极片时，所述左机械臂运动机构201与左极片供给机构104的运动速度相同，所述右机械臂运动机构202拾取右极片供给机构104供应的正极片时，所述右机械臂运动机构202与右极片供给机构104的运动速度相同，由此可以实现极片的拾取；
进一步的，可设定初始位置，具体设定右机械臂运动机构202运动至最低点为初始位置，此时左机械臂运动机构201位于最高点，右机械臂运动机构202逆时针运动并拾取极片，所述左机械臂运动机构201逆时针运动，当右机械臂运动机构202运动至最高点时，所述左机械臂运动机构201运动至最低点并拾取极片；
S2：极片夹紧：当所述左机械臂运动机构201以及所述右机械臂运动机构202均获取所述极片供给装置供应的极片且所述左机械臂运动机构201以及所述右机械臂运动机构202均到预设位置时，所述左机械臂运动机构201以及所述右机械臂运动机构202将所述极片贴附与所述隔膜103的两侧，所述叠片夹紧机构将极片与所述隔膜103夹紧并带动所述极片隔膜103进行转动，所述左机械臂运动机构201以及所述右机械臂运动机构202执行所述S1：拾取极片的步骤。
具体的，在本发明实施例二提供的一种实施方式中，左机械臂运动机构201的执行机构303以及所述右机械臂运动机构202的执行机构303可进行伸缩，当左机械臂运动机构201以及所述右机械臂运动机构202将所述极片贴附与所述隔膜103的两侧后，左机械臂运动机构201的执行机构303以及所述右机械臂运动机构202的执行机构303进行伸缩以脱离极片，同时所述叠片夹紧机构能够带动隔膜103进行转动；
优选的，S2：在所述极片夹紧的步骤中，左机械臂运动机构201以及所述右机械臂运动机构202均到预设位置时，所述左机械臂运动机构201与所述隔膜103的一面相接触，所述右机械臂运动机构202与所述隔膜103的另一面相接触，所述执行左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构同时带动所述隔膜进行转动的角度为θ，所述叠片夹紧机构将极片与所述隔膜夹紧并带动所述极片隔膜继续转动的角度为180-θ°。；
由于前述左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构均为逆时针运动，带动隔膜103的运动方向即为左左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构的切线方向，即为顺时针运动；
可选择的，左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构带动所述隔膜103顺时针转动θ°，此时所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构进行收缩以使所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构脱离所述隔膜103，所述叠片夹紧机构工作并带动所述隔膜103顺时针转动180-θ°，此时未贴附极片的隔膜103包覆于所述已贴附极片的隔膜的两侧，由此可知，所述隔膜共转动180°；
在本发明实施例二提供的另一种实施方式中，所述左机械臂运动机构201的执行机构303以及所述右机械臂运动机构202的执行机构303不可进行伸缩，所述左机械臂运动机构201的执行机构303、所述右机械臂运动机构202的执行机构303、带动所述隔膜103运动以使所述隔膜103的两侧贴附极片并与竖直方向垂直，此时所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构脱离所述隔膜103，所述叠片夹紧机构运动并带动所述隔膜103继续顺时针运动180-θ°以使所述为贴附极片的隔膜103贴附于所述已贴附极片的隔膜103的两侧；
本发明具有如下技术效果：
1)改进了现有叠片机的结构；
2)将正极片与负极片同时贴附于隔膜的两侧，改变了传统的叠片完成后一等待旋转一叠片的步骤，在叠片后直接利用机械臂进行带动隔膜旋转，然后紧接着夹紧机构继续旋转以完成叠片和隔膜卷绕，避免了由于传统叠片步骤造成的时间的等待，提高了工效。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在.此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电池叠片装置，其特征在于，包括：左机械臂运动机构，右机械臂运动机构，叠片夹紧机构，隔膜放卷机构，滑轨；
所述滑轨包括左滑轨以及右滑轨，所述左滑轨以及右滑轨沿中心轴对称，所述左滑轨以及所述右滑轨相拼接后的中空部分呈圆形；
所述隔膜放卷机构包括上隔膜放卷机构以及下隔膜放卷机构，所述上隔膜放卷机构以及所述下隔膜放卷机构均包括卷轴，所述卷轴运动带动隔膜运动，所述上隔膜放卷机构位于所述滑轨的上部，所述下隔膜放卷机构位于所述滑轨的下部；
所述隔膜穿过所述滑轨的中空部分；
所述左机械臂运动机构沿所述左滑轨运动，所述右机械臂运动机构沿所述右滑轨运动，所述左机械臂运动机构与所述右机械臂运动机构运动速度的大小相同，方向相反；
所述隔叠片夹紧机构用于对穿过所述滑轨的中空部分隔膜进行夹持。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括极片供给机构，所述极片供给机构包括左极片供给机构以及右极片供给机构，所述左极片供给机构与所述右极片供给机构位于同一水平面上，所述左极片供给机构位于所述左滑轨的正下方，所述右极片供给机构位于所述右滑轨的正下方。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述左机械臂运动机构以及右机械臂运动机构包括动力机构，传动机构，执行机构；
所述动力机构带动所述传动机构以使所述执行机构沿导轨运动。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述动力机构为电机，所述传动机构为连接杆，所述连接杆与所述电机的输出轴相连，所述电机带动所述连接杆运动以使所述执行机构运动。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括伸缩机构，所述伸缩机构的一端与所述电机的输出轴相连，所述伸缩机构的另一端与所述连接杆相连。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述伸缩机构包括弹簧、电机、气缸、曲柄连杆的任意一种或几种。
7.一种采用权利要求1所述电池叠片装置的电池叠片方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：拾取极片：当所述左机械臂运动机构和/或所述右机械臂运动机构运动至最低位置时，获取极片供给机构供应的极片，所述左机械臂运动机构获取左极片供给机构供应的正极片，所述右机械臂运动机构获取右极片供给机构的负极片；
S2：极片夹紧：当所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构均获取所述极片供给装置供应的极片且所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构均到预设位置时，所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构同时将所述极片贴附于所述隔膜的两侧，所述执行左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构同时带动所述隔膜进行转动，所述叠片夹紧机构将极片与所述隔膜夹紧并带动所述极片隔膜继续转动，所述左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构执行所述S1：拾取极片的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，S2：在所述极片夹紧的步骤中，左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构均到预设位置时，所述左机械臂运动机构与所述隔膜的一面相接触，所述右机械臂运动机构与所述隔膜的另一面相接触，所述执行左机械臂运动机构以及所述右机械臂运动机构同时带动所述隔膜进行转动的角度为θ，所述叠片夹紧机构将极片与所述隔膜夹紧并带动所述极片隔膜继续转动的角度为180-θ°。
9.根据权利要求7所述的方法，在所述步骤S1：拾取极片时，当所述左机械臂运动机构运动至最低位置时，所述左机械臂运动机构的运动速度与所述左极片供给机构供应正极片的运动速度相同；当所述右机械臂运动机构运动至最低位置时，所述右机械臂运动机构的运动速度与所述右极片供给机构供应负极片的运动速度相同。
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