CN111916839A - 一种吹叠成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹叠成型装置，涉及锂电池技术领域。该吹叠成型装置包括机架、第一吹气机构、第二吹气机构和插板。插板设置于第一挡板和第二挡板的下方，第一挡板、插板和第二挡板共同围成堆叠空腔，第一吹气机构安装于第一挡板上，第二吹气机构安装于第二挡板上，第一吹气机构和第二吹气机构用于交替启动，以使极片料带堆叠于插板上，且形成电芯。与现有技术相比，本发明提供的吹叠成型装置由于采用了安装于第一挡板上的第一吹气机构以及安装于第二挡板上的第二吹气机构，所以能够通过吹气的方式实现电芯的快速叠片，叠片效率高，叠片过程稳定可靠，节约时间成本，有效缩短锂电池的生产周期。

Description

一种吹叠成型装置

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种吹叠成型装置。

背景技术

目前，锂离子电池的电芯生产设备主要有卷绕机和叠片机，其中，叠片机的叠片工艺主要有自由叠片和“Z”字形叠片等。传统的自由叠片主要是通过机械手进行单个极片的堆叠，此叠片方式效率低下，无法实现高速叠片；而“Z”字形叠片机质量大，左右移动时需要选择大功率的电机，并且快速移动时机身抖动大，导致叠片速度有限，并且叠片不稳定，严重影响了锂电池的生产周期。

有鉴于此，设计制造出一种叠片速度快的吹叠成型装置特别是在电芯生产中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吹叠成型装置，能够实现电芯的快速叠片，叠片效率高，叠片过程稳定可靠，节约时间成本，有效缩短锂电池的生产周期。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种吹叠成型装置，包括机架、第一吹气机构、第二吹气机构和插板，机架包括平行间隔设置的第一挡板和第二挡板，插板设置于第一挡板和第二挡板的下方，第一挡板、插板和第二挡板共同围成堆叠空腔，第一吹气机构安装于第一挡板上，第二吹气机构安装于第二挡板上，第一吹气机构用于在极片料带落入堆叠空腔时朝第二挡板的方向吹出气流，第二吹气机构用于在极片料带落入堆叠空腔时朝第一挡板的方向吹出气流，第一吹气机构和第二吹气机构用于交替启动，以使极片料带堆叠于插板上，且形成电芯。

进一步地，第一吹气机构包括气泵、吹气管和喷头，吹气管的一端与气泵连接，另一端与喷头连接，喷头安装于第一挡板的顶部。

进一步地，吹气管包括主管道和多个支管道，喷头的数量为多个，主管道的一端与气泵连接，另一端分别与多个支管道连接，每个支管道与一个喷头连接，多个喷头平行间隔设置。

进一步地，吹叠成型装置还包括第一驱动件和托举机构，第一驱动件与插板连接，托举机构设置于插板的下方，第一驱动件能够带动插板朝第一方向运动，以使电芯落在托举机构上，托举机构能够带动电芯朝远离机架的第二方向运动，以便于对电芯进行下料，第一方向与第二方向垂直设置。

进一步地，托举机构包括第二驱动件和托板，第二驱动件与托板连接，第二驱动件能够带动托板朝第二方向运动，托板用于承载电芯。

进一步地，插板开设有让位槽，托板上设置有支撑部，让位槽的位置与支撑部的位置相对应，支撑部能够伸入或者缩出让位槽，支撑部用于承载电芯。

进一步地，让位槽和支撑部的数量均为多个，多个让位槽平行间隔地开设于插板上，每个支撑部与一个让位槽配合。

进一步地，机架还包括第一侧板和第二侧板，第一侧板与第二侧板相对设置，堆叠空腔设置于第一侧板和第二侧板之间，第一侧板、第一挡板、第二侧板和第二挡板首尾相连。

进一步地，吹叠成型装置还包括驱动压辊，驱动压辊设置于机架的上方，驱动压辊包括平行间隔设置的主动辊和从动辊，极片料带夹持于主动辊和从动辊之间，主动辊用于控制极片料带的下落速度。

进一步地，吹叠成型装置还包括切刀机构，切刀机构设置于机架的上方，切刀机构用于切断极片料带。

本发明提供的吹叠成型装置具有以下有益效果：

本发明提供的吹叠成型装置，机架包括平行间隔设置的第一挡板和第二挡板，插板设置于第一挡板和第二挡板的下方，第一挡板、插板和第二挡板共同围成堆叠空腔，第一吹气机构安装于第一挡板上，第二吹气机构安装于第二挡板上，第一吹气机构用于在极片料带落入堆叠空腔时朝第二挡板的方向吹出气流，第二吹气机构用于在极片料带落入堆叠空腔时朝第一挡板的方向吹出气流，第一吹气机构和第二吹气机构用于交替启动，以使极片料带堆叠于插板上，且形成电芯。与现有技术相比，本发明提供的吹叠成型装置由于采用了安装于第一挡板上的第一吹气机构以及安装于第二挡板上的第二吹气机构，所以能够通过吹气的方式实现电芯的快速叠片，叠片效率高，叠片过程稳定可靠，节约时间成本，有效缩短锂电池的生产周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的吹叠成型装置处于极片料带堆叠状态下的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的吹叠成型装置处于电芯下料状态下的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的吹叠成型装置中机架的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的吹叠成型装置中第一吹气机构的结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的吹叠成型装置中插板的结构示意图；

图6为本发明第一实施例提供的吹叠成型装置中托举机构的托板的结构示意图；

图7为本发明第二实施例提供的吹叠成型装置中第一吹气机构的结构示意图。

图标：100-吹叠成型装置；110-机架；111-第一挡板；112-第二挡板；113-第一侧板；114-第二侧板；115-堆叠空腔；120-第一吹气机构；121-气泵；122-吹气管；123-喷头；124-主管道；125-支管道；126-连接头；127-出气管；128-出气口；130-第二吹气机构；140-插板；141-让位槽；150-第一驱动件；160-托举机构；161-第二驱动件；162-托板；163-支撑部；170-驱动压辊；171-主动辊；172-从动辊；180-切刀机构；200-极片料带；300-电芯。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“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。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请结合参照图1至图6，本发明实施例提供了一种吹叠成型装置100，用于将极片料带200堆叠形成电芯300。其能够实现电芯300的快速叠片，叠片效率高，叠片过程稳定可靠，节约时间成本，有效缩短锂电池的生产周期。

需要说明的是，极片料带200包括多个正极片(图未示)、多个负极片(图未示)和两层隔膜(图未示)，多个正极片平行间隔设置，多个负极片平行间隔设置，每个正极片的位置与一个负极片的位置相对应，正极片、一层隔膜、负极片和另一层隔膜依次层叠设置。具体地，正极片和负极片的硬度大于隔膜的硬度，当气流吹至极片料带200上的时候，正极片和负极片不会发生变形，而位于相邻两个正极片(相邻两个负极片)之间的隔膜会变形折弯，以使极片料带200堆叠起来形成电芯300。

吹叠成型装置100包括机架110、第一吹气机构120、第二吹气机构130、插板140、第一驱动件150、托举机构160、驱动压辊170和切刀机构180。第一吹气机构120和第二吹气机构130相对设置，且均安装于机架110上，第一吹气机构120和第二吹气机构130均用于向落下的极片料带200吹出气流，以使极片料带200堆叠形成电芯300。插板140设置于机架110的下方，且与第一驱动件150连接，托举机构160设置于插板140的下方，插板140用于承载极片料带200，第一驱动件150用于在极片料带200堆叠形成电芯300作业完成后带动插板140抽出机架110，以使电芯300落在托举机构160上，托举机构160用于带动电芯300远离机架110，以便于进行下料。驱动压辊170设置于机架110的上方，驱动压辊170的位置与机架110的位置相对应，驱动压辊170用于带动极片料带200准确地落入机架110内，并控制极片料带200的下落速度。切刀机构180设置于机架110的上方，切刀机构180用于切断极片料带200，以使落下部分的极片料带200恰好能够堆叠形成一个电芯300。

需要说明的是，切刀机构180设置于驱动压辊170的上方，切刀机构180切断的位置为极片料带200上相邻两个正极片(相邻两个负极片)之间的位置，即切刀机构180只会切断隔膜，而不会损伤正极片和负极片。当切刀机构180切断极片料带200时，位于上方的半截极片料带200悬吊于空中，下次堆叠极片料带200时再落下进入驱动压辊170，而位于下方的半截极片料带200在驱动压辊170的带动下以及重力的作用下继续落入机架110，并在第一吹气机构120和第二吹气机构130的作用下堆叠形成电芯300。

进一步地，电芯300的下料方式分为两种，一种为手动下料，一种为机械手下料。当托举机构160带动电芯300运动到预设位置后，既可以利用人工手动将电芯300取下进行下一道工序，又可以利用机械手自动将电芯300取下进行下一道工序，对电芯300的下料方式不作具体限定。

值得注意的是，机架110包括第一挡板111、第二挡板112、第一侧板113和第二侧板114。其中，第一挡板111和第二挡板112相对且平行间隔设置，第一侧板113和第二侧板114相对且平行间隔设置，第一侧板113、第一挡板111、第二侧板114和第二挡板112首尾相连，且组合形成呈矩形设置的堆叠空腔115，堆叠空腔115用于供极片料带200落入。

具体地，插板140设置于第一挡板111和第二挡板112的下方，第一挡板111、第二挡板112、第一侧板113、第二侧板114和插板140共同围成堆叠空腔115，第一挡板111、第二挡板112、第一侧板113、第二侧板114均能够对极片料带200进行限位，插板140能够对极片料带200进行支撑。第一吹气机构120安装于第一挡板111上，第二吹气机构130安装于第二挡板112上，第一吹气机构120用于在极片料带200落入堆叠空腔115时朝第二挡板112的方向吹出气流，第二吹气机构130用于在极片料带200落入堆叠空腔115时朝第一挡板111的方向吹出气流，第一吹气机构120和第二吹气机构130用于交替启动，以使极片料带200堆叠于插板140上，且形成电芯300。

本实施例中，第一吹气机构120设置于第一挡板111的顶部，第一吹气机构120能够在极片料带200落入堆叠空腔115时吹出气流，以使极片料带200朝第二挡板112的方向倾斜，此时相邻两个正极片(相邻两个负极片)之间的隔膜变形折弯，极片料带200在重力的作用下向下堆叠；第二吹气机构130设置于第二挡板112的顶部，第二吹气机构130能够在极片料带200落入堆叠空腔115时吹出气流，以使极片料带200朝第一挡板111的方向倾斜，此时相邻两个正极片(相邻两个负极片)之间的隔膜变形折弯，极片料带200在重力的作用下向下堆叠。这样一来，极片料带200在第一吹气机构120和第二吹气机构130的交替作用下实现反复折叠，以实现电芯300的快速叠片，提高叠片效率，有效缩短锂电池的生产周期。

第一吹气机构120包括气泵121、吹气管122和喷头123。吹气管122的一端与气泵121连接，另一端与喷头123连接，喷头123安装于第一挡板111的顶部，气泵121能够向外吹出气流，该气流通过吹气管122和喷头123朝第二挡板112的方向喷出，以向极片料带200施加风力，使得极片料带200朝第二挡板112的方向倾斜。具体地，吹气管122包括主管道124和多个支管道125。喷头123的数量为多个，主管道124的一端与气泵121连接，另一端分别与多个支管道125连接，每个支管道125与一个喷头123连接，多个喷头123沿第一挡板111的长度方向平行间隔设置，即多个喷头123并排设置于第一挡板111上，多个喷头123能够同时朝第二挡板112的方向喷出气流，以保证吹至极片料带200上的气流平稳均匀，从而使得极片料带200规整地堆叠于堆叠空腔115内，防止极片料带200发生偏转或者扭曲的情况。

本实施例中，第二吹气机构130的具体结构与第一吹气机构120的具体结构相同，在此不再赘述。第二吹气机构130能够朝第一挡板111的方向喷出气流，以保证吹至极片料带200上的气流平稳均匀，从而使得极片料带200规整地堆叠于堆叠空腔115内，防止极片料带200发生偏转或者扭曲的情况。

值得注意的是，托举机构160包括第二驱动件161和托板162。第二驱动件161与托板162连接，托板162用于承载电芯300，第二驱动件161能够带动托板162运动，以便于对电芯300进行下料。具体地，第一驱动件150能够带动插板140沿第一方向运动，第二驱动件161能够带动托板162沿第二方向运动，第一方向与第二方向垂直设置。

本实施例中，第一挡板111和第二挡板112均设置于竖直平面上，插板140和托板162均设置于水平面上，第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向。极片料带200能够沿竖直方向落入堆叠空腔115内，并落在插板140上形成电芯300；插板140能够沿水平方向抽出机架110，以使电芯300在重力作用下落在托板162上；托板162能够沿竖直方向向下运动，以带动电芯300远离机架110，从而便于对电芯300进行下料。

本实施例中，第一驱动件150和第二驱动件161均为直线电机，但并不仅限于此，在其它实施例中，第一驱动件150和第二驱动件161可以为电缸、气缸或者液压缸，对第一驱动件150和第二驱动件161的类型不作具体限定。

需要说明的是，插板140开设有让位槽141，托板162上设置有支撑部163，让位槽141的位置与支撑部163的位置相对应，支撑部163与让位槽141配合，支撑部163能够伸入或者缩出让位槽141，支撑部163用于承载电芯300。当极片料带200堆叠完成形成电芯300后，电芯300放置于插板140上，此时托板162沿竖直方向向上运动，以使支撑部163伸入让位槽141，且与电芯300的底部抵持，以实现托板162通过支撑部163承载电芯300的功能；随后插板140沿水平方向抽出机架110，即让位槽141相对于支撑部163运动，插板140不再对电芯300进行支撑或者限位，此时托板162沿竖直方向向下运动，以带动电芯300脱出堆叠空腔115，便于对电芯300进行下料。

本实施例中，插板140呈梳子状或者锯齿状，让位槽141和支撑部163的数量均为多个，多个让位槽141平行间隔地开设于插板140上，多个支撑部163平行间隔地设置于托板162上。每个支撑部163与一个让位槽141配合，即每个支撑部163能够伸入或者缩出一个让位槽141，多个支撑部163共同作用，对电芯300进行支撑，以提高承载电芯300的稳定性，防止电芯300从托板162上落下。

驱动压辊170包括平行间隔设置的主动辊171和从动辊172，主动辊171和从动辊172的轴向均为水平方向，且垂直于第一侧板113和第二侧板114设置。极片料带200夹持于主动辊171和从动辊172之间，主动辊171用于控制极片料带200的下落速度，主动辊171和从动辊172共同作用，以限定极片料带200的下落位置，保证极片料带200能够落入堆叠空腔115的中部。

值得注意的是，在吹叠成型装置100的工作过程中，首先通过驱动压辊170带动极片料带200下落至堆叠空腔115内，在此过程中，第一吹气机构120和第二吹气机构130依次交替朝极片料带200吹出气流，使得极片料带200左一次右一次地折叠于插板140上；当落下的极片料带200达到一定长度时，通过切刀机构180切断极片料带200，位于上方的半截极片料带200停止下落，位于下方的半截极片料带200继续下落堆叠；当极片料带200堆叠形成电芯300后，第一驱动件150带动插板140沿第一方向抽出机架110，此时电芯300完全落在托板162的支撑部163上；然后第二驱动件161带动托板162沿第二方向下降，以使电芯300脱出堆叠空腔115，便于下料；当电芯300完全脱出堆叠空腔115后，第一驱动件150带动插板140复位，插板140伸至堆叠空腔115的底部，驱动压辊170再次带动极片料带200下落至堆叠空腔115内；当下料完成后，第二驱动件161带动托板162复位，托板162的支撑部163伸入插板140的让位槽141，再次对电芯300的底部进行支撑。如此循环，利用极片料带200的自然重力以及第一吹气机构120和第二吹气机构130吹出的风力实现极片料带200的反复折叠，叠片效率高，叠片稳定性强。

本发明实施例提供的吹叠成型装置100，机架110包括平行间隔设置的第一挡板111和第二挡板112，插板140设置于第一挡板111和第二挡板112的下方，第一挡板111、插板140和第二挡板112共同围成堆叠空腔115，第一吹气机构120安装于第一挡板111上，第二吹气机构130安装于第二挡板112上，第一吹气机构120用于在极片料带200落入堆叠空腔115时朝第二挡板112的方向吹出气流，第二吹气机构130用于在极片料带200落入堆叠空腔115时朝第一挡板111的方向吹出气流，第一吹气机构120和第二吹气机构130用于交替启动，以使极片料带200堆叠于插板140上，且形成电芯300。与现有技术相比，本发明提供的吹叠成型装置100由于采用了安装于第一挡板111上的第一吹气机构120以及安装于第二挡板112上的第二吹气机构130，所以能够通过吹气的方式实现电芯300的快速叠片，叠片效率高，叠片过程稳定可靠，节约时间成本，有效缩短锂电池的生产周期。

第二实施例

请参照图7，本发明实施例提供了一种吹叠成型装置100，与第一实施例相比，本实施例的区别在于第一吹气机构120和第二吹气机构130的具体结构不同。

本实施例中，第一吹气机构120包括连接头126和出气管127。连接头126的一端与气泵121连接，另一端与出气管127连接，出气管127安装于第一挡板111的顶部，出气管127沿其轴向平行间隔地开设有多个出气口128，出气口128设置于出气管127靠近第二挡板112的一侧。气泵121能够向外吹出气流，该气流依次通过连接头126和出气管127，且从多个出气口128朝靠近第二挡板112的方向吹出，以向极片料带200施加风力，使得极片料带200朝第二挡板112的方向倾斜。这样一来，能够保证吹至极片料带200上的气流平稳均匀，从而使得极片料带200规整地堆叠于堆叠空腔115内，防止极片料带200发生偏转或者扭曲的情况。

本实施例中，第二吹气机构130的具体结构与第一吹气机构120的具体结构相同，在此不再赘述。

本发明实施例提供的吹叠成型装置100的有益效果与第一实施例相同，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吹叠成型装置，其特征在于，包括机架、第一吹气机构、第二吹气机构和插板，所述机架包括平行间隔设置的第一挡板和第二挡板，所述插板设置于所述第一挡板和所述第二挡板的下方，所述第一挡板、所述插板和所述第二挡板共同围成堆叠空腔，所述第一吹气机构安装于所述第一挡板上，所述第二吹气机构安装于所述第二挡板上，所述第一吹气机构用于在极片料带落入所述堆叠空腔时朝所述第二挡板的方向吹出气流，所述第二吹气机构用于在所述极片料带落入所述堆叠空腔时朝所述第一挡板的方向吹出气流，所述第一吹气机构和所述第二吹气机构用于交替启动，以使所述极片料带堆叠于所述插板上，且形成电芯。

2.根据权利要求1所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述第一吹气机构包括气泵、吹气管和喷头，所述吹气管的一端与所述气泵连接，另一端与所述喷头连接，所述喷头安装于所述第一挡板的顶部。

3.根据权利要求2所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述吹气管包括主管道和多个支管道，所述喷头的数量为多个，所述主管道的一端与所述气泵连接，另一端分别与多个所述支管道连接，每个所述支管道与一个所述喷头连接，多个所述喷头平行间隔设置。

4.根据权利要求1所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述吹叠成型装置还包括第一驱动件和托举机构，所述第一驱动件与所述插板连接，所述托举机构设置于所述插板的下方，所述第一驱动件能够带动所述插板朝第一方向运动，以使所述电芯落在所述托举机构上，所述托举机构能够带动所述电芯朝远离所述机架的第二方向运动，以便于对所述电芯进行下料，所述第一方向与所述第二方向垂直设置。

5.根据权利要求4所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述托举机构包括第二驱动件和托板，所述第二驱动件与所述托板连接，所述第二驱动件能够带动所述托板朝所述第二方向运动，所述托板用于承载所述电芯。

6.根据权利要求5所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述插板开设有让位槽，所述托板上设置有支撑部，所述让位槽的位置与所述支撑部的位置相对应，所述支撑部能够伸入或者缩出所述让位槽，所述支撑部用于承载所述电芯。

7.根据权利要求6所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述让位槽和所述支撑部的数量均为多个，多个所述让位槽平行间隔地开设于所述插板上，每个所述支撑部与一个所述让位槽配合。

8.根据权利要求1-7任一项所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述机架还包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板相对设置，所述堆叠空腔设置于所述第一侧板和所述第二侧板之间，所述第一侧板、所述第一挡板、所述第二侧板和所述第二挡板首尾相连。

9.根据权利要求1-7任一项所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述吹叠成型装置还包括驱动压辊，所述驱动压辊设置于所述机架的上方，所述驱动压辊包括平行间隔设置的主动辊和从动辊，所述极片料带夹持于所述主动辊和所述从动辊之间，所述主动辊用于控制所述极片料带的下落速度。

10.根据权利要求1-7任一项所述的吹叠成型装置，其特征在于，所述吹叠成型装置还包括切刀机构，所述切刀机构设置于所述机架的上方，所述切刀机构用于切断所述极片料带。

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