CN112290074B - 一种叠片机叠片钎装置及其使用方法 - Google Patents

一种叠片机叠片钎装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种叠片机叠片钎装置，包括：用于正负极片的叠片和拉伸隔膜的叠片钎，以及叠片钎的驱动装置和移动装置，叠片钎为方形柱体，叠片钎的夹层中设置有通电线圈，通电线圈连接叠片钎顶端的电源；驱动装置，包括：第一滑动环和第二滑动环，第一滑动环和第二滑动环分别通过第一导杆和第二导杆，衔接叠片钎的顶端和底端，以及分别与第一滑动环和第二滑动环连接的第一导轨和第二导轨；第一导杆和第二导杆均通过锁紧器，与第一滑动环和第二滑动环连接；移动装置，包括：叠片钎顶端连接有一移动升降器，移动升降器能够实现各个方向的自由移动。叠片钎能够实现一次循环工序完成多个极片同时与隔膜的快速叠片动作，叠片精确度。

Description

一种叠片机叠片钎装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及叠片钎技术领域，尤其涉及一种叠片机叠片钎装置及其使用方法。
背景技术
叠片机是实现自动电池芯的叠片，属方型锂电池自动化生产的关键设备之一。 传统叠片机由隔膜开卷送进装置、多工位复合取料摆纸机械手、模块化升降工作台装置、模块化压纸机构、平板式专用真空吸附装置、电气控制与操作面板（含触摸屏）组成。这种传统的叠片机制备的锂电池芯包，是由一定长度的隔膜和多张正负极片按一定的逻辑关系堆叠而成，每一次的隔膜、正极片和负极片堆叠都是一个叠片循环，又因为一个芯包是由多张极片组成，所以每一个芯包制成都需要进行多次极片叠片循环,进而每一个芯包制成都需消耗大量时间，以至于芯包制成工序成为整个工序段中产能提升的瓶颈之一。
现有技术中，一体化电芯叠片机，该设备的第一压片组件和第二压片组件只有一个气缸进行压紧，压紧过程随着极片的丢跌会逐渐变高，需要随时控制气缸行程，比较复杂,难以精准控制压紧力度。现有技术中，一种双摆臂式张力控制装置及双摆臂式叠片机，该双摆臂式张力控制装置利用第一摆臂机构和第二摆臂机构摆动将隔膜进行Z型导向并折叠，使隔膜摆动进行覆膜，两个摆臂一个用于引导，另一个用于张紧,动作需配合使用，覆膜速度慢,效率较低。市场上的覆膜方式均为隔膜左右往复运动覆膜或叠片台左右运动覆膜方式，该方式的覆膜效率低，并且现有的极片叠片机,叠单片耗时长，叠片效率不咼，叠片精度不高。若将叠片的速度提速后会遇到隔膜不齐、隔膜撕裂、有气泡存在等技术难题。并且，叠片钎无法实现对隔膜的完全贴合，叠片钎与隔膜存在滑动摩擦，并且在退钎时，容易对隔膜造成损坏，隔膜易松垮或褶皱，隔膜的平整度较差，次品率较高。
为了解决以上问题，需要研究一种叠片机的叠片钎装置，该装置能够实现一次循环工序完成多个极片同时与隔膜的快速叠片动作，取代传统一个极片一个叠片循环的复杂工序，叠片钎与隔膜之间无滑动摩擦，无论在拉伸隔膜或退钎时，对隔膜没有损坏，能够防止隔膜的松垮或褶皱,提高隔膜的平整度，提高叠片的精确度。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种叠片机叠片钎装置及其使用方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种叠片机叠片钎装置，包括：用于正负极片的叠片和拉伸隔膜的叠片钎，以及所述叠片钎的驱动装置和移动装置，其特征在于，
所述叠片钎为方形柱体，所述叠片钎的夹层中设置有通电线圈，所述通电线圈连接所述叠片钎顶端的电源；
所述驱动装置，包括：第一滑动环和第二滑动环，所述第一滑动环和所述第二滑动环分别通过第一导杆和第二导杆，衔接所述叠片钎的顶端和底端，以及分别与所述第一滑动环和所述第二滑动环连接的第一导轨和第二导轨；所述第一导杆和所述第二导杆均通过锁紧器，与所述第一滑动环和所述第二滑动环连接；
所述移动装置，包括：所述叠片钎顶端连接有一移动升降器，所述移动升降器能够实现各个方向的自由移动。
本发明一个较佳实施例中，所述叠片钎中设置还设置有充气装置，所述叠片钎的排气阀门设置在叠片钎的顶端和底端。
本发明一个较佳实施例中，所述第一滑环能够在所述第一导轨中自转。
本发明一个较佳实施例中，所述叠片钎采用PVC涂层聚酯交织布，所述叠片钎在充气后具有一定的强度。
本发明一个较佳实施例中，在叠片钎通电后，所述正负极片与所述叠片钎的侧面完全贴合。
本发明一个较佳实施例中，所述第一滑环上还设置有限位装置。
本发明一个较佳实施例中，所述移动升降器上还设置有若干纠偏装置。
本发明一个较佳实施例中，所述第一导杆和所述第二导杆还通过万向器，与所述叠片钎的顶端和底端衔接。
本发明还提供了一种叠片机叠片钎装置的使用方法，其特征在于：
S1、锁紧器均锁紧，叠片钎充气，并且通电，正负极片和叠片钎的侧面贴合后，第一滑动环和第二滑动环带动叠片钎朝隔膜的方向运动，同时正负极片也与叠片钎同速并且同方向运动；
S2、第一滑动环和第二滑动环沿着与隔膜平行的方向运动，叠片钎的运动使得隔膜变形弯曲，并压紧隔膜和正负极片；
S3、锁紧器均松开，叠片钎断电，叠片钎排气，叠片钎顶端的移动升降器将叠片钎从叠片中抽离。
本发明一个较佳实施例中，在所述S2和S3之间，叠片钎断电，与第二导杆连接的锁紧器松开，第一滑动环自转，通过第一导杆带动叠片钎的转动，调节隔膜底部张力，使得隔膜收口并压紧，防止正负极片掉落。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：（1）本发明提供了一种叠片机的叠片钎装置，该装置能够实现一次循环工序完成多个极片同时与隔膜的快速叠片动作，取代传统一个极片一个叠片循环的复杂工序，叠片钎与隔膜之间无滑动摩擦，无论在拉伸隔膜或退钎时，对隔膜没有损坏，能够防止隔膜的松垮或褶皱,提高隔膜的平整度，提高叠片的精确度。
（2）本发明的叠片钎为方形柱体，并且叠片钎通电后带有磁性，叠片钎的侧面能够吸附正负极片，能够使得极片与叠片针侧面完全贴合对接，叠片针的运动由滑动环通过第一导杆和第二导杆控制，保证了叠片针和极片均与隔膜完全贴合，保证极片在竖直方向的竖直，提高了叠片的精确度；同时，移动升降器上的纠偏装置也能检测极片是否与隔膜平行贴合，并且避免极片与隔膜的错位，防止隔膜的松垮或褶皱。
（3）本发明中叠片钎中还设置有充气装置，叠片钎采用PVC涂层聚酯交织布，这种材质使得叠片钎在充气后具有一定的强度和塑性，叠片钎的排气阀门设置在叠片钎的顶端和底端，两端均设置有排气阀门，使得抽离叠片钎的过程中，叠片钎排气更快，能够保证抽离叠片钎时叠片钎与隔膜之间无滑动摩擦，减少了隔膜的撕裂或损伤。
（4）本发明驱动装置中第一滑动环和第二滑动环同时、同速、相同方向在不同滑轨中运动，保证了叠片钎的顶端和底端竖直，从而使得正负极片与隔膜的竖直贴合，进一步提高了叠片的精准度。驱动装置中锁紧器的锁紧和松开，和第一滑动环的自转，并通过第一导杆带动叠片钎的转动，调节隔膜底部张力，使得隔膜收口并压紧，防止正负极片掉落。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明中记载的一些实施例，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是本发明的优选实施例的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的驱动装置的立体结构图；
图3是本发明的优选实施例的第一滑动环的放大图；
图4是本发明的优选实施例的叠片钎的顶端放大图；
图5是本发明的优选实施例的叠片钎透视图；
图6是本发明的优选实施例的叠片钎与极片、隔膜的结构图；
图中：100、叠片钎；110、通电线圈；120、电源；130、充气装置；140、排气阀门；150、隔膜；160、极片；
200、驱动装置；210、万向器；220、第一导杆；221、第二导杆；230、锁紧器；240、第一滑动环；241、第二滑动环；250、第一导轨；251、第二导轨；260、限位装置；
300、移动装置；310、移动升降器；320、纠偏装置。
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。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种叠片机叠片钎100装置，包括：用于正负极片160的叠片和拉伸隔膜150的叠片钎100，以及叠片钎100的驱动装置200和移动装置300。
叠片钎100的移动装置300，包括：叠片钎100顶端连接有一移动升降器310，移动升降器310能够实现各个方向的自由移动。移动升降器310上还设置有若干纠偏装置320。
需要说明的是，本发明叠片钎100的移动升降器310上的纠偏装置320，纠偏装置320能够自动检测每个正负极片160和叠片钎100表面的贴合程度并检测是否贴合平齐，纠偏装置320还能/够自动检测每个正负极片160和隔膜150的贴合程度并检测是否贴合平齐，避免极片160与隔膜150的错位，避免叠片后产生气泡，进而提高了电芯的叠片质量。移动升降器310能够实现自由地移动，实现叠片钎100各个方向上的运动，可以在移动升降器310上增设位移传感器，利用位移传感器检测叠片钎100和正负极片160在沿隔膜150展平方向上运动的距离，提高了叠片的精确度，为后续的压紧叠片的压紧力提供依据。
如图2和图3所示，叠片钎100的驱动装置200，包括：第一滑动环240和第二滑动环241，第一滑动环240和第二滑动环241分别通过第一导杆220和第二导杆221，衔接叠片钎100的顶端和底端，以及分别与第一滑动环240和第二滑动环241连接的第一导轨250和第二导轨251；第一导杆220和第二导杆221均通过锁紧器230，与第一滑动环240和第二滑动环241连接；第一导杆220和第二导杆221还通过万向器210，与叠片钎100的顶端和底端衔接。第一滑环能够在第一导轨250中自转。第一滑环上还设置有限位装置260。
需要说明的是，本发明驱动装置200中第一滑动环240和第二滑动环241同时、同速、相同方向在不同滑轨中运动，保证了叠片钎100的顶端和底端竖直，从而使得正负极片160与隔膜150的竖直贴合，进一步提高了叠片的精准度。驱动装置200中锁紧器230的锁紧和松开，和第一滑动环240的自转，并通过第一导杆220带动叠片钎100的转动，调节隔膜150底部张力，使得隔膜150收口并压紧，防止正负极片160掉落。本发明中第一滑环设置的限位装置260，其目的在于：当第一滑动环240顺时针运动时，第一连杆与第一滑动环240连接的锁紧环跟随第一滑动环240的运动而转动，限位装置260有效避免了锁紧环转动角度过大，滑入第一导轨250上，保证了锁紧环只在一定的角度内运动，提高了叠片的精确度，具体此角度为0～45°。本发明中第一导杆220和第二导杆221还通过万向器210，与叠片钎100的顶端和底端衔接，万向器210能够在抽离装置抽离叠片钎100并向上运动的过程中，提供任意方向的转动，避免运动干涉叠片。此外，本发明的第一导轨250和第二导轨251上还可以增设激光位移传感器，激光位移传感器可以检测叠片钎100运动的距离，可以为隔膜150的张力提供参考。
如图4所示，叠片钎100中设置还设置有充气装置130，叠片钎100采用PVC涂层聚酯交织布，这种材质使得叠片钎100在充气后具有一定的强度和塑性，叠片钎100的排气阀门140设置在叠片钎100的顶端和底端，两端均设置有排气阀门140，使得抽离叠片钎100的过程中，叠片钎100排气更快，能够保证抽离叠片钎100时叠片钎100与隔膜150之间无滑动摩擦，减少了隔膜150的撕裂或损伤。
如图5所示，叠片钎100为方形柱体，叠片钎100的夹层中设置有通电线圈110，通电线圈110连接叠片钎100顶端的电源120；在叠片钎100通电后，正负极片160与叠片钎100的侧面完全贴合。
需要说明的是，本发明的叠片钎100只在与极片160贴合的一面的夹层中设置有通电线圈110，通过通电线圈110连接叠片钎100顶端的电源120，并给电源120通上电后，电磁线圈产生磁场，使得叠片钎100的表面附上磁性，使得极片160与叠片钎100吸附在一起，并保证了极片160与叠片钎100完全贴合，极片160的侧边与叠片钎100的侧片保持平齐，极片160与叠片钎100同时、同速并且同向运动，使得极片160与隔膜150竖直贴合，避免了叠片不齐，隔膜150褶皱等现象，并且提高了叠片电芯的精确度。
本发明的叠片钎100为方形柱体，并且叠片钎100通电后带有磁性，叠片钎100的侧面能够吸附正负极片160，能够使得极片160与叠片针侧面完全贴合对接，叠片针的运动由滑动环通过第一导杆220和第二导杆221控制，保证了叠片针和极片160均与隔膜150完全贴合，保证极片160在竖直方向的竖直，提高了叠片的精确度；同时，移动升降器310上的纠偏装置320也能检测极片160是否与隔膜150平行贴合，并且避免极片160与隔膜150的错位，防止隔膜150的松垮或褶皱。
如图6所述，本发明的叠片钎100适用于一种锂电池叠片机，但不适用于传统的Z字形往复运动的叠片机，传统的叠片机的锂电池芯包的组成是由一定长度的隔膜150和多张正负极片160按一定的逻辑关系堆叠而成，每一次的隔膜150、正极片160和负极片160堆叠都是一个叠片循环，又因为一个芯包是由多张极片160组成，所以每一个芯包制成都需要进行多次极片160叠片循环,进而每一个芯包制成都需消耗大量时间。但是若使用本发明提供的叠片钎100装置，锂电池的叠片机能够实现一次工序完成多极片160同时与隔膜150的快速叠片动作，可以极大提高锂电池的制备效率以及提高制备质量。具体使用这种叠片钎100的锂电池叠片机的结构和工作原理为：放卷装置中的隔膜150通过一夹具竖直展平，正负极片160分别设置在隔膜150的两侧，极片160与叠片钎100相贴合，极片160和叠片分别通过驱动装置200同时、同速并且同向朝隔膜150的方向运动，极片160竖直与隔膜150贴合，隔膜150因受到叠片钎100的推力，隔膜150形成S形，极片160和叠片钎100继续沿隔膜150展平的方向移动，叠片初步形成；压紧装置压紧叠片，同时取出叠片钎100，取出后可以制成锂电池。
本发明还提供了一种叠片机叠片钎100装置的使用方法，其特征在于：
S1、锁紧器230均锁紧，叠片钎100充气，并且通电，正负极片160和叠片钎100的侧面贴合后，第一滑动环240和第二滑动环241带动叠片钎100朝隔膜150的方向运动，同时正负极片160也与叠片钎100同速并且同方向运动；
S2、第一滑动环240和第二滑动环241沿着与隔膜150平行的方向运动，叠片钎100的运动使得隔膜150变形弯曲，并压紧隔膜150和正负极片160；
S3、锁紧器230均松开，叠片钎100断电，叠片钎100排气，叠片钎100顶端的移动升降器310将叠片钎100从叠片中抽离。
需要说明的是，在S2和S3之间，叠片钎100断电，与第二导杆221连接的锁紧器230松开，第一滑动环240自转，通过第一导杆220带动叠片钎100的转动，调节隔膜150底部张力，使得隔膜150收口并压紧，防止正负极片160掉落。
本发明使用时，锁紧器230均锁紧，叠片钎100充气，并且通电，正负极片160和叠片钎100的侧面贴合后，第一滑动环240和第二滑动环241带动叠片钎100朝隔膜150的方向运动，同时正负极片160也与叠片钎100同速并且同方向运动；第一滑动环240和第二滑动环241沿着与隔膜150平行的方向运动，叠片钎100的运动使得隔膜150变形弯曲，并压紧隔膜150和正负极片160；叠片钎100断电，与第二导杆221连接的锁紧器230松开，第一滑动环240自转，通过第一导杆220带动叠片钎100的转动，调节隔膜150底部张力，使得隔膜150收口并压紧，防止正负极片160掉落；锁紧器230均松开，叠片钎100断电，叠片钎100排气，叠片钎100顶端的移动升降器310将叠片钎100从叠片中抽离。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (8)

1.一种叠片机叠片钎装置，包括：用于正负极片的叠片和拉伸隔膜的叠片钎，以及所述叠片钎的驱动装置和移动装置，其特征在于，
所述叠片钎为方形柱体，所述叠片钎的夹层中设置有通电线圈，所述通电线圈连接所述叠片钎顶端的电源；所述叠片钎中设置还设置有充气装置，所述叠片钎的排气阀门设置在叠片钎的顶端和底端；所述叠片钎采用PVC涂层聚酯交织布，所述叠片钎在充气后具有一定的强度；
所述驱动装置，包括：第一滑动环和第二滑动环，所述第一滑动环和所述第二滑动环分别通过第一导杆和第二导杆，衔接所述叠片钎的顶端和底端，以及分别与所述第一滑动环和所述第二滑动环连接的第一导轨和第二导轨；所述第一导杆和所述第二导杆均通过锁紧器，与所述第一滑动环和所述第二滑动环连接；
所述移动装置，包括：所述叠片钎顶端连接有一移动升降器，所述移动升降器能够实现各个方向的自由移动。
2.根据权利要求1所述的一种叠片机叠片钎装置，其特征在于：所述第一滑环能够在所述第一导轨中自转。
3.根据权利要求1所述的一种叠片机叠片钎装置，其特征在于：在叠片钎通电后，所述正负极片与所述叠片钎的侧面完全贴合。
4.根据权利要求1所述的一种叠片机叠片钎装置，其特征在于：所述第一滑环上还设置有限位装置。
5.根据权利要求1所述的一种叠片机叠片钎装置，其特征在于：所述移动升降器上还设置有若干纠偏装置。
6.根据权利要求1所述的一种叠片机叠片钎装置，其特征在于：所述第一导杆和所述第二导杆还通过万向器，与所述叠片钎的顶端和底端衔接。
7.基于权利要求1-6中所述的任一一种叠片机叠片钎装置的使用方法，其特征在于：
S1、锁紧器均锁紧，叠片钎充气，并且通电，正负极片和叠片钎的侧面贴合后，第一滑动环和第二滑动环带动叠片钎朝隔膜的方向运动，同时正负极片也与叠片钎同速并且同方向运动；
S2、第一滑动环和第二滑动环沿着与隔膜平行的方向运动，叠片钎的运动使得隔膜变形弯曲，并压紧隔膜和正负极片；
S3、锁紧器均松开，叠片钎断电，叠片钎排气，叠片钎顶端的移动升降器将叠片钎从叠片中抽离。
8.根据权利要求7所述的一种叠片机叠片钎装置的使用方法，其特征在于：在所述S2和S3之间，叠片钎断电，与第二导杆连接的锁紧器松开，第一滑动环自转，通过第一导杆带动叠片钎的转动，调节隔膜底部张力，使得隔膜收口并压紧，防止正负极片掉落。
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