CN112993415A - 叠片装置及具有其的叠片设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叠片装置及具有其的叠片设备，叠片装置包括：转动部，转动部绕自身轴线且沿预定旋转方向可转动地设置，转动部上设置有多个叠片台，多个叠片台环绕转动部的转动轴线依次布置；至少一组上料组件，各组上料组件均包括沿预定旋转方向依次布置的第一隔膜上料机构、第一极片上料机构、第二隔膜上料机构和第二极片上料机构，以通过转动转动部使多个叠片台依次经过各个上料机构处，以对相应的叠片台进行上料。本发明的叠片装置解决了现有技术中的锂离子电池的电芯极片的叠片效率较低问题。

Description

叠片装置及具有其的叠片设备

技术领域

本发明涉及锂电池制造领域。具体而言，涉及一种叠片装置及具有其的叠片设备。

背景技术

目前，锂离子电池多采用叠片式电芯，电芯极片是由正极极片、隔膜和负极极片构成的，叠片台带动着隔膜左右移动，叠完一片负极片后再移动到正极进行叠片，如此循环叠至设定层数，然后切断隔膜，收尾贴胶。

但是，在实际生产过程中，叠片台执行叠片动作的效率大多在1秒/片左右，而电芯极片是由若干个正极片和负极片堆叠而成，其制备过程较为复杂，需要大量时间和精力来执行顺序堆叠过程，不易于实现机械化操作，生产效率低下。

因此，现有技术中的叠片方法已经处于瓶颈阶段，叠片效率无法得到有效地提升，同时采用隔膜来回移动的方式容易造成隔膜内部的隔膜孔发生变形、电芯与隔膜对齐度差等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种叠片装置及具有其的叠片设备，以解决现有技术中的锂离子电池的电芯极片的叠片效率较低问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种叠片装置，包括：转动部，转动部绕自身轴线且沿预定旋转方向可转动地设置，转动部上设置有多个叠片台，多个叠片台环绕转动部的转动轴线依次布置；至少一组上料组件，各组上料组件均包括沿预定旋转方向依次布置的第一隔膜上料机构、第一极片上料机构、第二隔膜上料机构和第二极片上料机构，以通过转动转动部使多个叠片台依次经过各个上料机构处，以对相应的叠片台进行上料。

进一步地，叠片台的数量大于或等于上料机构的数量；和/或转动部包括多个压刀组件，多个压刀组件与多个叠片台一一对应地设置，各个压刀组件的至少部分可运动地设置，以压紧位于相应的叠片台上的物料；和/或转动部包括隔膜切割组件，任意相邻两个叠片台之间均设置有隔膜切割组件，隔膜切割组件的至少部分可运动地设置，以对相应的叠片台处的隔膜进行切断。

进一步地，叠片装置包括底座，转动部包括：转轴，转轴绕自身轴线可转动地设置在底座上；转轮，转轮套设在转轴上以随转轴转动，各个叠片台均位于转轮上，以随转轮转动；转盘，转盘套设在转轴上以随转轴转动，转盘与至少一个上料机构驱动连接，以驱动该上料机构运动。

进一步地，转盘与第一极片上料机构和第二极片上料机构均驱动连接，以驱动第一极片上料机构和第二极片上料机构运动。

进一步地，第一极片上料机构和第二极片上料机构均包括：运动主体，运动主体设置在底座上且相对于底座可运动地设置，以在相应的供料组件和相应的叠片台之间运动；极片取放部，极片取放部设置在运动主体上且可伸缩地设置，以从相应的供料组件上吸取极片或将极片放置在相应的叠片台上。

进一步地，叠片装置包括底座，叠片装置包括传动组件，转动部通过传动组件分别与第一极片上料机构和第二极片上料机构驱动连接，第一极片上料机构和第二极片上料机构的至少部分相对于底座可转动且可滑动地设置，以在传动组件的带动下相对于底座运动。

进一步地，传动组件包括两组曲柄摇杆机构，两组曲柄摇杆机构分别与第一极片上料机构和第二极片上料机构对应设置；各组曲柄摇杆机构的一端与转动部连接，各组曲柄摇杆机构的另一端与第一极片上料机构或第二极片上料机构的运动主体连接，以使转动部通过曲柄摇杆机构带动相应的运动主体运动。

进一步地，转动部包括转盘，各组曲柄摇杆机构包括依次连接的曲柄、连杆和摇杆；转盘与曲柄驱动连接，以驱动曲柄转动；摇杆与相应的运动主体连接，以带动运动主体运动。

进一步地，运动主体包括：滑块，滑块与底座可转动地连接；导轨，导轨与滑块滑动配合且与曲柄摇杆机构连接，以在曲柄摇杆机构的带动下相对于滑块移动且带动滑块相对于底座转动。

进一步地，各组曲柄摇杆机构包括：曲柄，曲柄绕预定轴线可转动地设置在底座上；转动部包括用于驱动曲柄摇杆机构运动的转盘，转盘上设置有用于与曲柄配合的导向槽，以通过转盘的转动来带动曲柄转动。

进一步地，两组曲柄摇杆机构之间传动连接，转动部通过交替与两组曲柄摇杆机构驱动连接以驱动两组曲柄摇杆机构同时运动。

进一步地，叠片台的数量为多个，多个导向槽分为多组，多组导向槽环绕转盘的转动轴线布置，多组导向槽与多个叠片台一一对应地设置；各组导向槽包括分别与两组曲柄摇杆机构的曲柄相配合第一导向槽和第二导向槽；两组曲柄摇杆机构的曲柄固定连接以组成曲柄组合，曲柄组合沿转盘的转动方向顺次与多组导向槽啮合。

根据本发明的第二方面，提供了一种叠片设备，包括：上述的叠片装置；多个供料组件，多个供料组件与多个上料机构一一对应地设置，以分别向相应的上料机构供料；下料机构，设置在转动部的一侧，用于将已经完成叠片的成品进行下料；输送线，输送线与下料机构对应设置，用于将来自下料机构的成品输送至下一工位。

应用本发明的技术方案，本发明的叠片装置通过设置绕自身轴线且沿预定旋转方向可转动的转动部，在转动部上环绕转动部的转动轴线设置多个叠片台，并设置多个与转动部相间隔的上料机构，使多个上料机构环绕转动部的转动轴线且沿预定旋转方向依次布置，这样，当转动转动部以使多个叠片台依次经过各个上料机构处时，能够通过各个上料机构对相应的叠片台进行上料，以在转动部的转动过程中在相应的叠片台上进行多次叠片，减少了隔膜往返的工序，保证了隔膜的受力方向一致，避免了因隔膜往返受到不连续的拉力而造成隔膜内部孔隙率变化的情况，提高了电池内阻的一致性，减少了搬运极片所消耗的时间，提高了极片的取料效率，实现了电芯叠片生产的连续性，从而可以连续进行电芯的生产，大大提高了锂电池电芯的叠片效率，解决了现有技术中的锂离子电池的电芯极片的叠片效率较低问题。

附图说明

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

图1示出了根据本发明的叠片设备的实施例的结构示意图；

图2示出了图1所示的叠片设备的叠片装置处于上料状态时的结构示意图；

图3示出了图1所示的叠片设备的叠片装置处于放料状态时的结构示意图；

图4示出了图3所示的叠片装置的转动部的结构示意图；

图5示出了图3所示的叠片装置在不包括转轴和转轮时的结构示意图；

图6示出了图3所示的叠片装置的曲柄摇杆机构的结构示意图；

图7示出了图1所示的叠片设备处于第一工作状态时的状态示意图；

图8示出了图1所示的叠片设备处于第二工作状态时的状态示意图；

图9示出了图1所示的叠片设备处于第三工作状态时的状态示意图；

图10示出了图1所示的叠片设备处于第四工作状态时的状态示意图；

图11示出了图1所示的叠片设备处于第五工作状态时的状态示意图；

图12示出了图1所示的叠片设备处于第六工作状态时的状态示意图；

图13示出了图1所示的叠片设备处于第七工作状态时的状态示意图；

图14示出了图1所示的叠片设备处于第八工作状态时的状态示意图；以及

图15示出了图1所示的叠片设备处于叠片完成状态时的状态示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、转动部；11、转轴；12、转轮；13、转盘；131、导向槽；1311、第一导向槽；1312、第二导向槽；

2、底座；

3、叠片台；31、第一叠片台；32、第二叠片台；33、第三叠片台；34、第四叠片台；35、第五叠片台；36、第六叠片台；

4、上料机构；41、第一隔膜上料机构；42、第一极片上料机构；43、第二隔膜上料机构；44、第二极片上料机构；45、运动主体；451、滑块；452、导轨；46、极片取放部；461、吸附板驱动部；47、隔膜供料组件；48、隔膜牵引组件；

5、压刀部件；51、第一压刀部件；52、第二压刀部件；

6、隔膜切割组件；7、极片定位台；8、第一动作位置；9、第二动作位置；

10、曲柄摇杆机构；101、曲柄；1010、曲柄组合；1011、扇形曲柄；10111、扇形结构；10112、第一固定杆；1012、杆状曲柄；10121、杆状结构；10122、第二固定杆；102、连杆；103、摇杆；1031、第一杆体部；1032、第二杆体部；104、第一销轴；105、第二销轴；106、第三销轴；107、连接杆；

20、电芯；201、极片；2011、第一极片；2012、第二极片；202、隔膜；2021、第一隔膜；2022、第二隔膜；30、下料机构；40、输送线。

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发明。

如图1至图15所示，本发明提供了一种叠片装置，包括：转动部1，转动部1绕自身轴线且沿预定旋转方向可转动地设置，转动部1上设置有多个叠片台3，多个叠片台3环绕转动部1的转动轴线依次布置；至少一组上料组件，各组上料组件均包括沿预定旋转方向依次布置的第一隔膜上料机构41、第一极片上料机构42、第二隔膜上料机构43和第二极片上料机构44，以通过转动转动部1使多个叠片台3依次经过各个上料机构处，以对相应的叠片台3进行上料。

本发明的叠片装置通过设置绕自身轴线且沿预定旋转方向可转动的转动部1，在转动部1上环绕转动部1的转动轴线设置多个叠片台3，并设置多个与转动部1相间隔的上料机构4，使多个上料机构4环绕转动部1的转动轴线且沿预定旋转方向依次布置，这样，当转动转动部1以使多个叠片台3依次经过各个上料机构4处时，能够通过各个上料机构4对相应的叠片台3进行上料，以在转动部1的转动过程中在相应的叠片台3上进行多次叠片，减少了隔膜往返的工序，保证了隔膜的受力方向一致，避免了因隔膜往返受到不连续的拉力而造成隔膜内部孔隙率变化的情况，提高了电池内阻的一致性，减少了搬运极片所消耗的时间，提高了极片的取料效率，实现了电芯叠片生产的连续性，从而可以连续进行电芯的生产，大大提高了锂电池电芯的叠片效率，解决了现有技术中的锂离子电池的电芯极片的叠片效率较低问题。

如图1所示，预定旋转方向为图中的A方向。

具体地，叠片台3的数量大于或等于上料机构4的数量。

本发明的叠片装置的电芯叠片工序为：随着转动部1的转动，依次在各个叠片台3上完成隔膜-负极极片-隔膜-正极极片-隔膜-负极极片-隔膜的叠放动作，直至叠片数量达到电芯20的参数要求，然后停止叠片并将隔膜202切断，接着将电芯20下料输送至下一工位。

本发明的电芯20的成品包括依次叠置的极片201和隔膜202，极片201包括分别通过第一极片上料机构42和第二极片上料机构44进行上料的第一极片2011和第二极片2012，隔膜202包括分别通过第一隔膜上料机构41和第二隔膜上料机构43进行上料的第一隔膜2021和第二隔膜2022。

具体地，沿预定旋转方向依次布置的一个第一隔膜上料机构41、一个第一极片上料机构42、一个第二隔膜上料机构43和一个第二极片上料机构44组成一组上料组件，叠片装置包括一组或多组上料组件，当上料组件为多组时，多组上料组件沿预定旋转方向依次布置，以逐个向相应的叠片台3上料。

除上料组件外，叠片装置的转动部1的附近还应具有至少一个用于对叠片完成的电芯20进行下料的下料机构30和至少一个用于对位于叠片台3上的叠片组合进行检测的检测机构。

在本发明的一个实施例中，叠片装置包括一组上料组件和六个叠片台3，在叠片装置的工作过程中，除正对四个上料机构4的四个叠片台3外，剩余两个叠片台3中的一个叠片台3正对用于将叠片完成的电芯20下料的下料机构30，另外一个叠片台3正对用于对叠片台3上的叠片组合进行检测的检测机构，下料机构30位于第二隔膜上料机构43和第二极片上料机构44之间，检测机构位于第二极片上料机构44和第一隔膜上料机构41之间，以保证每个叠片台3处都在进行相应的动作，实现了电芯叠片生产的连续性，提高了锂电池电芯的叠片效率。

其中，第一隔膜上料机构41和第二隔膜上料机构43均包括用于对相应的隔膜进行放卷、张力控制、纠偏等工序的隔膜供料组件47和用于对相应的隔膜进行牵引的隔膜牵引组件48，隔膜牵引组件48通过拉膜夹爪将相应的隔膜的一端牵引，以使隔膜的部分位于相应的叠片台3处以进行叠片。

如图4所示，转动部1包括：多个压刀组件，多个压刀组件与多个叠片台3一一对应地设置，各个压刀组件的至少部分可运动地设置，以压紧位于相应的叠片台3上的物料；隔膜切割组件6，任意相邻两个叠片台3之间均设置有隔膜切割组件6，隔膜切割组件6的至少部分可运动地设置，以对相应的叠片台3处的隔膜进行切断。

其中，各个压刀组件均包括多个压刀部件5，至少一个压刀部件5与剩余的压刀部件5交替动作，以将来自相应的上料机构4的新的物料压紧在相应的叠片台3上，并使位于相应的叠片台3上的原有物料一直被压刀组件压紧。

优选地，各个压刀组件均包括两组压刀部件5，，各组压刀部件5均包括两个压刀部件5，两组压刀部件5分别为一组第一压刀部件51和一组第二压刀部件52，两组压刀部件5与预定矩形的两条对角线一一对应地设置；各组压刀部件5的两个压刀部件5沿相应的对角线相对布置，两组压刀部件5交替动作，以在其中一组压刀部件5将相应的叠片台3上的物料松开时，另一组压刀部件5继续压紧物料，从而保证叠片台3每次进行叠片时，都至少有一对压刀部件5压住极片和隔膜的对角线的两端，以使其能够定位在相应的叠片台3上而不会发生移动或掉落。

本发明的隔膜切割组件6为钼丝，其在驱动部件（如气缸）的作用下运动与相应的隔膜接触，并通过对钼丝通电使其产生热量以对与其接触的隔膜进行热熔断，多层隔膜的切割边缘之间在热切割的热量作用下能够自行粘接。在任意相邻两个叠片台3之间的中间位置均设置隔膜切割组件6，能够同时对相应的叠片台3的两侧的隔膜进行切断，以保证隔膜的两侧变形均匀且较小，也能够为相邻两个叠片台3的叠片之间预留出足够的空间，以保证下一个叠片台3上的隔膜能够对齐。

如图2和图4所示，叠片装置包括底座2，转动部1包括：转轴11，转轴11绕自身轴线可转动地设置在底座2上；转轮12，转轮12套设在转轴11上以随转轴11转动，各个叠片台3均位于转轮12上，以随转轮12转动；转盘13，转盘13套设在转轴11上以随转轴11转动，转盘13与至少一个上料机构4驱动连接，以驱动该上料机构4运动。

具体地，转轴11的一端与底座2转动连接，转盘13和转轮12从转轴11依次套设在转轴11上且与转轴11固定连接；底座2上设置有转轴驱动部，转轴驱动部与转轴11的一端驱动连接，以驱动转轴11带动转盘13和转轮12同时转动。

可选地，转轴驱动部包括电机和减速机。

在本发明的图1至图14所示的实施例中，叠片装置的转轮12和转盘13均为六棱柱型，转动部1的转动为间歇转动，叠片台3的数量为M个，转动部1每转动360/M度都暂停预定时间，以供各个上料机构4分别对相应的叠片台3进行一次上料，其中，M≥4。

其中，叠片台3的数量为六个，六个叠片台3包括沿与转动部1的转动方向相反的方向依次布置的第一叠片台31、第二叠片台32、第三叠片台33、第四叠片台34、第五叠片台35和第六叠片台36。

如图2和图3所示，多个上料机构4包括第一极片上料机构42和第二极片上料机构44，转盘13与第一极片上料机构42和第二极片上料机构44均驱动连接，以驱动第一极片上料机构42和第二极片上料机构44运动。

本发明通过将转盘13与第一极片上料机构42和第二极片上料机构44均驱动连接，以驱动第一极片上料机构42和第二极片上料机构44进行上料动作，只需采用一个驱动部件来驱动转动部1转动即可，减少了采用单独的驱动部件以驱动第一极片上料机构42和第二极片上料机构44运动所需的成本，同时减小了叠片装置的体积。

如图1所示，叠片装置包括底座2，第一极片上料机构42和第二极片上料机构44均具有从相应的供料组件上取料的第一动作位置8和向相应的叠片台3上料的第二动作位置9，第一极片上料机构42和第二极片上料机构44可运动地设置在底座2上，以在第一动作位置8和第二动作位置9之间运动，以将相应的极片定位台7上的极片移动至相应的叠片台3上。

如图2和图3所示，第一极片上料机构42和第二极片上料机构44均包括：运动主体45，运动主体45设置在底座2上且相对于底座2可运动地设置，以在相应的供料组件和相应的叠片台3之间运动；极片取放部46，极片取放部46设置在运动主体45上且可伸缩地设置，以从相应的供料组件上吸取极片或将极片放置在相应的叠片台3上。

其中，极片取放部46包括用于吸取极片的极片吸附板和用于驱动极片吸附板运动的吸附板驱动部461，吸附板驱动部461设置在运动主体45上，吸附板驱动部461通过伸缩杆与极片吸附板连接，以驱动极片吸附板伸出或缩回。

优选地，吸附板驱动部为伺服电缸，伺服电缸的活塞杆通过驱动杆与极片吸附板连接，以通过活塞杆的伸缩运动来带动极片吸附板运动，以伸出至相应的供料组件上吸取极片后缩回以随运动主体45在第一动作位置8和第二动作位置9之间运动，或者伸出至相应的叠片台3上以放置极片后缩回以随运动主体45在第一动作位置8和第二动作位置9之间运动，以完成极片的输送动作。

可选地，运动主体45相对于底座2可转动和/或可滑动地设置。

具体地，叠片装置包括底座2，多个上料机构4包括第一极片上料机构42和第二极片上料机构44，叠片装置包括传动组件，转动部1通过传动组件分别与第一极片上料机构42和第二极片上料机构44驱动连接，第一极片上料机构42和第二极片上料机构44的至少部分相对于底座2可转动且可滑动地设置，以在传动组件的带动下相对于底座2运动。

在本发明的一个实施例中，传动组件包括两组曲柄摇杆机构10，两组曲柄摇杆机构10分别与第一极片上料机构42和第二极片上料机构44对应设置；各组曲柄摇杆机构10的一端与转动部1连接，各组曲柄摇杆机构10的另一端与第一极片上料机构42或第二极片上料机构44的运动主体45连接，以使转动部1通过曲柄摇杆机构10带动相应的运动主体45运动。

具体地，转动部1包括转盘13，各组曲柄摇杆机构10包括依次连接的曲柄101、连杆102和摇杆103；转盘13与曲柄101驱动连接，以驱动曲柄101转动；摇杆103与相应的运动主体45连接，以带动运动主体45运动。

其中，曲柄101上设置有第一连接孔和第二连接孔，曲柄101通过穿设在第一连接孔上的第一销轴104与底座2铰接；曲柄101通过穿设在第二连接孔上的第二销轴105与连杆102的一端铰接；摇杆103的另一端与连杆102的另一端铰接，摇杆103上设置有第三连接孔，摇杆103通过穿设在第三连接孔上的第三销轴106与底座2铰接。

具体地，曲柄101在转盘13的驱动下做以第一销轴104的轴线为转动轴线的转动运动，并通过第二销轴105带动连杆102的一端摆动，连杆102的另一端带动摇杆103以第三销轴106的轴线为转动轴线做一定角度的转动，从而带动相应的第一极片上料机构42或第二极片上料机构44的运动主体45相对于底座2运动，最终实现第一极片上料机构42或第二极片上料机构44在相应的第一动作位置8和第二动作位置9之间的运动，以完成极片的搬运动作。

如图6所示，摇杆103包括相对固定的第一杆体部1031和第二杆体部1032，第三连接孔设置在第一杆体部1031和第二杆体部1032的连接处；第一杆体部1031远离第二杆体部1032的一端与连杆102铰接；第二杆体部1032远离第一杆体部1031的一端与运动主体45铰接。

优选地，各组曲柄摇杆机构10包括两个摇杆103，两个摇杆103分别设置在第一极片上料机构42或第二极片上料机构44的运动主体45的相对两侧且均与相应的运动主体45连接，以同时带动相应的运动主体45运动；两个摇杆103之间通过连接杆107连接，其中一个摇杆103与相应的连杆102铰接，以通过一个连杆102同时带动两个摇杆103运动，以保证相应的运动主体45的运动的稳定性。

如图2、图3和图5所示，运动主体45包括：滑块451，滑块451与底座2可转动地连接；导轨452，导轨452与滑块451滑动配合且与曲柄摇杆机构10连接，以在曲柄摇杆机构10的带动下相对于滑块451移动且带动滑块451相对于底座2转动。

其中，极片取放部46可运动地设置在导轨452上，以随导轨452在相应的第一动作位置8和第二动作位置9之间运动，并相对于导轨452伸出或缩回，以在吸附板驱动部461的驱动下取放极片。

如图2和图3所示，各组曲柄摇杆机构10包括：曲柄101，曲柄101绕预定轴线可转动地设置在底座2上；转动部1包括用于驱动曲柄摇杆机构10运动的转盘13，转盘13上设置有用于与曲柄101配合的导向槽131，以通过转盘13的转动来带动曲柄101转动。这样，转盘13随转轴11转动，以使转盘13上的导向槽131带动相应的曲柄101转动，从而带动相应的曲柄摇杆机构10运动。

如图6所示，两组曲柄摇杆机构10之间传动连接，转动部1通过交替与两组曲柄摇杆机构10驱动连接以驱动两组曲柄摇杆机构10同时运动。

其中，叠片台3的数量为多个，多个导向槽131分为多组，多组导向槽131环绕转盘13的转动轴线布置，多组导向槽131与多个叠片台3一一对应地设置；各组导向槽131包括分别与两组曲柄摇杆机构10的曲柄101相配合第一导向槽1311和第二导向槽1312；两组曲柄摇杆机构10的曲柄101固定连接以组成曲柄组合1010，曲柄组合1010沿转盘13的转动方向顺次与多组导向槽131啮合。

在本发明的一个实施例中，多组导向槽131沿转盘13的周向均匀分布，以随转盘13的转动顺次与曲柄组合1010相啮合。具体地，转盘13的转动为间歇性转动，叠片台3的数量为M个，其中，M≥4，导向槽131的数量也为M组，多个叠片台3和多组导向槽131均沿转盘13的周向均匀分布；转盘13每转动360/M度，就会暂停预定时间，以供相应的上料机构4进行一次上料；转盘13每转动360/M度，就会有一组导向槽131与曲柄组合1010进行啮合一次（即第一导向槽1311与相应的曲柄摇杆机构10的曲柄101啮合一次，第二导向槽1312也与相应的曲柄摇杆机构10的曲柄101啮合一次，当一个曲柄101与转盘13啮合时，另一个曲柄101与转盘13脱离），以驱动曲柄组合1010转动360度，从而使第一极片上料机构42或第二极片上料机构44分别对相应的叠片台3进行一次上料工作，这样，在转盘13的转动下，曲柄组合1010与多组导向槽131依次啮合，以在相应的第一动作位置8和第二动作位置9之间往复运动，以进行多次上料。

如图2和图3所示，一组曲柄摇杆机构10的曲柄101为扇形曲柄1011，第一导向槽1311为与扇形曲柄1011的形状相配合的弧形导向槽；另外一组曲柄摇杆机构10的曲柄101为杆状曲柄1012，第二导向槽1312为与杆状曲柄1012的端部凸起相配合的条形导向槽；扇形曲柄1011与杆状曲柄1012之间固定连接以组成曲柄组合1010，转盘13交替与扇形曲柄1011与杆状曲柄1012驱动连接，以驱动曲柄组合1010转动。

如图6所示，扇形曲柄1011包括固定连接的扇形结构10111和第一固定杆10112，扇形结构10111上和第一固定杆10112的一端具有第一连接孔，第一固定杆10112的另一端具有第二连接孔；扇形结构10111用于与弧形导向槽配合以在弧形导向槽的驱动下转动，第一固定杆10112的一端通过第一销轴104与扇形结构10111固定连接，另一端通过第二销轴105与相应的连杆102铰接。

如图6所示，杆状曲柄1012包括固定连接的杆状结构10121和第二固定杆10122，杆状结构10121上和第二固定杆10122的一端具有第一连接孔，第二固定杆10122的另一端具有第二连接孔；杆状结构10121的一端朝向转盘13凸出以用于与条形导向槽配合以在条形导向槽的驱动下转动，第二固定杆10122的一端与第一销轴104固定连接，另一端通过第二销轴105与相应的连杆102铰接。

如图2所示为转盘13的第一导向槽1311与扇形曲柄1011相啮合以驱动曲柄组合1010转动的状态示意图；如图3所示为转盘13的第二导向槽1312与杆状曲柄1012相啮合以驱动曲柄组合1010转动的状态示意图。

本发明提供了一种叠片设备，包括：上述的叠片装置；多个供料组件，多个供料组件与多个上料机构4一一对应地设置，以分别向相应的上料机构4供料；下料机构30，设置在转动部1的一侧，用于将已经完成叠片的成品进行下料；输送线40，输送线40与下料机构30对应设置，用于将来自下料机构30的成品输送至下一工位。

具体地，多个供料组件包括两个极片定位台7，两个极片定位台7分别与第一极片上料机构42和第二极片上料机构44对应设置，以对相应的极片进行定位以供第一极片上料机构42或第二极片上料机构44移动。

本发明还提供了一种叠片方法，适用于上述的叠片装置，叠片方法包括：使转动部1绕自身轴线且沿预定旋转方向转动；当各个叠片台3依次经过各个上料机构4处时，使相应的上料机构4对相应的叠片台3进行上料。

当各个叠片台3的叠片工序叠至预定层数时，停止对相应的叠片台3的上料动作；切断相应的叠片台3处的隔膜，并使相应的叠片台3转动至下料机构30处以将完成叠片的成品进行下料。

以其中的第一叠片台31为例，本发明的叠片装置的叠片流程如下：

如图7所示，当叠片装置开始工作时，第一叠片台31位于与第一隔膜上料机构41对应的位置处，第一隔膜上料机构41的隔膜牵引组件48伸出将相应的隔膜供料组件47上的经过放卷、张力控制、纠偏等工序的第一隔膜2021牵引到第一叠片台31处，第一叠片台31上的其中一组压刀部件5运动以将第一隔膜2021压紧在第一叠片台31上，第一叠片台31和第六叠片台36之间的隔膜切割组件6将位于该处的第一隔膜2021切断，第一隔膜上料机构41的隔膜牵引组件48将位于隔膜牵引组件48处的切断后的第一隔膜2021送至废料收集处，然后收回以等待下次工作。

如图8所示，转动部1旋转60度后暂停预定时间，第一叠片台31位于与第一极片上料机构42对应的位置处，第一极片上料机构42将相应的极片定位台7上的第一极片2011抓取并移动至第一叠片台31处，第一叠片台31上的其中一组压刀部件5运动以将第一极片2011压紧在第一叠片台31上，原来用于压紧第一隔膜2021的一组压刀部件5退回原位等待下次工作；同时，第二叠片台32处进行对第一隔膜2021的压紧动作。

如图9所示，转动部1旋转60度后暂停预定时间，第一叠片台31位于与第二隔膜上料机构43对应的位置处，第二隔膜上料机构43的隔膜牵引组件48伸出将相应的隔膜供料组件47上的经过放卷、张力控制、纠偏等工序的第二隔膜2022牵引到第一叠片台31处，第一叠片台31上的其中一组压刀部件5运动以将第二隔膜2022压紧在第一叠片台31上，原来用于压紧第一极片2011的一组压刀部件5退回原位等待下次工作，第一叠片台31和第六叠片台36之间的隔膜切割组件6将位于该处的第二隔膜2022切断，第二隔膜上料机构43的隔膜牵引组件48将位于隔膜牵引组件48处的切断后的第二隔膜2022送至废料收集处，然后收回以等待下次工作。同时，第二叠片台32处进行对第一极片2011的压紧动作，第三叠片台33处进行对第一隔膜2021的压紧动作。

如图10所示，转动部1旋转60度后暂停预定时间，第一叠片台31处不进行叠片动作。同时，第二叠片台32处进行对第二隔膜2022的压紧动作，第三叠片台33处进行对第一极片2011的压紧动作，第四叠片台34处进行对第一隔膜2021的压紧动作。

如图11所示，转动部1旋转60度后暂停预定时间，第一叠片台31位于与第二极片上料机构44对应的位置处，第二极片上料机构44将相应的极片定位台7上的第二极片2012抓取并移动至第一叠片台31处，第一叠片台31上的其中一组压刀部件5运动以将第二极片2012压紧在第一叠片台31上，原来用于压紧第二隔膜2022的一组压刀部件5退回原位等待下次工作。同时，第二叠片台32处不进行叠片动作，第三叠片台33处进行对第二隔膜2022的压紧动作，第四叠片台34处进行对第一极片2011的压紧动作，第五叠片台35处进行对第一隔膜2021的压紧动作。

如图12所示，转动部1旋转60度后暂停预定时间，第一叠片台31处不进行叠片动作。同时，第二叠片台32处进行对第二极片2012的压紧动作，第三叠片台33处不进行叠片动作，第四叠片台34处进行对第二隔膜2022的压紧动作，第五叠片台35处进行对第一极片2011的压紧动作，第六叠片台36处进行对第一隔膜2021的压紧动作。

如图13所示，转动部1旋转60度后暂停预定时间，第一叠片台31位于与第一隔膜上料机构41对应的位置处，第一叠片台31上的其中一组压刀部件5运动以将第一隔膜2021压紧在第一叠片台31上，原来用于压紧第二极片2012的一组压刀部件5退回原位等待下次工作。同时，第二叠片台32处不进行叠片动作，第三叠片台33处进行对第二极片2012的压紧动作，第四叠片台34处不进行叠片动作，第五叠片台35处进行对第二隔膜2022的压紧动作，第六叠片台36处进行对第一极片2011的压紧动作。

如图14所示，转动部1旋转60度后暂停预定时间，第一叠片台31位于与第一极片上料机构42对应的位置处，第一极片上料机构42将相应的极片定位台7上的第一极片2011抓取并移动至第一叠片台31处，第一叠片台31上的其中一组压刀部件5运动以将第一极片2011压紧在第一叠片台31上，原来用于压紧第一隔膜2021的一组压刀部件5退回原位等待下次工作。同时，第二叠片台32处进行对第一隔膜2021的压紧动作，第三叠片台33处不进行叠片动作，第四叠片台34处进行对第二极片2012的压紧动作，第五叠片台35处不进行叠片动作，第六叠片台36处进行对第二隔膜2022的压紧动作。

如图15所示，转动部1沿预定旋转方向转动，以依次对第一叠片台31上进行叠片，直至满足电芯20叠片工艺的叠片层数需求，然后第一叠片台31上的两侧的隔膜切割组件6将叠片完成的电芯20的两侧的隔膜202切断；转动部1继续转动，当第一叠片台31到达与下料机构30对应的位置处时，下料机构30将第一叠片台31上的电芯20移动至输送线40上，转动部1继续转动，以继续对第一叠片台31进行叠片。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的叠片装置通过设置绕自身轴线且沿预定旋转方向可转动的转动部1，在转动部1上环绕转动部1的转动轴线设置多个叠片台3，并设置多个与转动部1相间隔的上料机构4，使多个上料机构4环绕转动部1的转动轴线且沿预定旋转方向依次布置，这样，当转动转动部1以使多个叠片台3依次经过各个上料机构4处时，能够通过各个上料机构4对相应的叠片台3进行上料，以在转动部1的转动过程中在相应的叠片台3上进行多次叠片，减少了隔膜往返的工序，保证了隔膜的受力方向一致，避免了因隔膜往返受到不连续的拉力而造成隔膜内部孔隙率变化的情况，提高了电池内阻的一致性，减少了搬运极片所消耗的时间，提高了极片的取料效率，实现了电芯叠片生产的连续性，从而可以连续进行电芯的生产，大大提高了锂电池电芯的叠片效率，解决了现有技术中的锂离子电池的电芯极片的叠片效率较低问题。

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 (13)

1.一种叠片装置，其特征在于，包括：

转动部（1），所述转动部（1）绕自身轴线且沿预定旋转方向可转动地设置，所述转动部（1）上设置有多个叠片台（3），所述多个叠片台（3）环绕所述转动部（1）的转动轴线依次布置；

至少一组上料组件，各组所述上料组件均包括沿所述预定旋转方向依次布置的第一隔膜上料机构（41）、第一极片上料机构（42）、第二隔膜上料机构（43）和第二极片上料机构（44），以通过转动所述转动部（1）使多个所述叠片台（3）依次经过各个上料机构处，以对相应的所述叠片台（3）进行上料。

2.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，

所述叠片台（3）的数量大于或等于所述上料机构的数量；和/或

所述转动部（1）包括多个压刀组件，所述多个压刀组件与多个所述叠片台（3）一一对应地设置，各个所述压刀组件的至少部分可运动地设置，以压紧位于相应的所述叠片台（3）上的物料；和/或

所述转动部（1）包括隔膜切割组件（6），任意相邻两个叠片台（3）之间均设置有隔膜切割组件（6），所述隔膜切割组件（6）的至少部分可运动地设置，以对相应的叠片台（3）处的隔膜（202）进行切断。

3.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述叠片装置包括底座（2），所述转动部（1）包括：

转轴（11），所述转轴（11）绕自身轴线可转动地设置在所述底座（2）上；

转轮（12），所述转轮（12）套设在所述转轴（11）上以随所述转轴（11）转动，各个所述叠片台（3）均位于所述转轮（12）上，以随所述转轮（12）转动；

转盘（13），所述转盘（13）套设在所述转轴（11）上以随所述转轴（11）转动，所述转盘（13）与至少一个所述上料机构驱动连接，以驱动该所述上料机构运动。

4.根据权利要求3所述的叠片装置，其特征在于，所述转盘（13）与所述第一极片上料机构（42）和所述第二极片上料机构（44）均驱动连接，以驱动所述第一极片上料机构（42）和所述第二极片上料机构（44）运动。

5.根据权利要求2或4所述的叠片装置，其特征在于，所述叠片装置包括底座（2），所述第一极片上料机构（42）和所述第二极片上料机构（44）均包括：

运动主体（45），所述运动主体（45）设置在所述底座（2）上且相对于所述底座（2）可运动地设置，以在相应的供料组件和相应的所述叠片台（3）之间运动；

极片取放部（46），所述极片取放部（46）位于所述运动主体（45）上且可伸缩地设置，以从相应的所述供料组件上吸取极片或将极片放置在相应的叠片台（3）上。

6.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述叠片装置包括底座（2），所述叠片装置包括传动组件，所述转动部（1）通过所述传动组件分别与所述第一极片上料机构（42）和所述第二极片上料机构（44）驱动连接，所述第一极片上料机构（42）和所述第二极片上料机构（44）的至少部分相对于所述底座（2）可转动且可滑动地设置，以在所述传动组件的带动下相对于所述底座（2）运动。

7.根据权利要求6所述的叠片装置，其特征在于，

所述传动组件包括两组曲柄摇杆机构（10），两组所述曲柄摇杆机构（10）分别与所述第一极片上料机构（42）和所述第二极片上料机构（44）对应设置；

各组所述曲柄摇杆机构（10）的一端与所述转动部（1）连接，各组所述曲柄摇杆机构（10）的另一端与所述第一极片上料机构（42）或所述第二极片上料机构（44）的运动主体（45）连接，以使所述转动部（1）通过所述曲柄摇杆机构（10）带动相应的所述运动主体（45）运动。

8.根据权利要求7所述的叠片装置，其特征在于，所述转动部（1）包括转盘（13），各组所述曲柄摇杆机构（10）包括依次连接的曲柄（101）、连杆（102）和摇杆（103）；所述转盘（13）与所述曲柄（101）驱动连接，以驱动所述曲柄（101）转动；所述摇杆（103）与相应的所述运动主体（45）连接，以带动所述运动主体（45）运动。

9.根据权利要求7所述的叠片装置，其特征在于，所述运动主体（45）包括：

滑块（451），所述滑块（451）与所述底座（2）可转动地连接；

导轨（452），所述导轨（452）与所述滑块（451）滑动配合且与所述曲柄摇杆机构（10）连接，以在所述曲柄摇杆机构（10）的带动下相对于所述滑块（451）移动且带动所述滑块（451）相对于所述底座（2）转动。

10.根据权利要求8所述的叠片装置，其特征在于，各组所述曲柄摇杆机构（10）包括：

曲柄（101），所述曲柄（101）绕预定轴线可转动地设置在所述底座（2）上；

所述转动部（1）包括用于驱动所述曲柄摇杆机构（10）运动的转盘（13），所述转盘（13）上设置有用于与所述曲柄（101）配合的导向槽（131），以通过所述转盘（13）的转动来带动所述曲柄（101）转动。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的叠片装置，其特征在于，两组所述曲柄摇杆机构（10）之间传动连接，所述转动部（1）通过交替与两组所述曲柄摇杆机构（10）驱动连接以驱动两组所述曲柄摇杆机构（10）同时运动。

12.根据权利要求10所述的叠片装置，其特征在于，

所述叠片台（3）的数量为多个，多个所述导向槽（131）分为多组，多组所述导向槽（131）环绕所述转盘（13）的转动轴线布置，多组所述导向槽（131）与多个所述叠片台（3）一一对应地设置；

各组所述导向槽（131）包括分别与两组所述曲柄摇杆机构（10）的曲柄（101）相配合第一导向槽（1311）和第二导向槽（1312）；

两组所述曲柄摇杆机构（10）的曲柄（101）固定连接以组成曲柄组合（1010），所述曲柄组合（1010）沿所述转盘（13）的转动方向顺次与多组所述导向槽（131）啮合。

13.一种叠片设备，其特征在于，包括：

权利要求1至12中任一项所述的叠片装置；

多个供料组件，多个供料组件与多个上料机构一一对应地设置，以分别向相应的所述上料机构供料；

下料机构（30），设置在所述转动部（1）的一侧，用于将已经完成叠片的成品进行下料；

输送线（40），所述输送线（40）与所述下料机构（30）对应设置，用于将来自所述下料机构（30）的成品输送至下一工位。

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