CN113451659B - 一种锂电池正负极同步叠片装置及叠片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池正负极同步叠片装置及叠片方法，包括负极放卷机构、隔膜放卷机构、正极放卷机构、正极切割机构、负极切割机构、正极片转移机构、负极片转移机构和叠片机构；负极放卷机构和正极放卷机构分别设置在隔膜放卷机构两侧，负极切割机构用于切割负极材料形成负极片，正极切割机构用于切割正极材料形成正极片，负极片转移机构用于将负极片转移到隔膜上，正极片转移机构用于将正极片转移到隔膜上；叠片机构用于将正极片、隔膜和负极片折叠形成电芯叠片；叠片台夹爪用于将折叠好的叠片进行夹持固定。本发明能有效提高非热复合电芯的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电芯生产技术领域，具体涉及一种锂电池正负极同步叠片装置及叠片方法。
背景技术
电芯生产效率主要受极片切割和叠片影响，其中极片叠片效率低于切割效率，因此加快单工位叠片速度可以提高电芯生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池正负极同步叠片装置，提高非热复合电芯的生产效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种锂电池正负极同步叠片装置，包括负极放卷机构、隔膜放卷机构、正极放卷机构、正极切割机构、负极切割机构、正极片转移机构、负极片转移机构和叠片机构；
负极放卷机构和正极放卷机构分别设置在隔膜放卷机构两侧，负极切割机构设置在负极放卷机构下游，用于切割负极材料形成负极片，正极切割机构设置在正极放卷机构下游，用于切割正极材料形成正极片，负极片转移机构设置在负极切割机构下游，用于将负极片转移到隔膜上，正极片转移机构设置在正极切割机构下游，用于将正极片转移到隔膜上；
叠片机构包括用于夹持正极片、隔膜和负极片的夹持机构、用于驱动夹持机构转动以同步折叠正极片、隔膜和负极片的旋转机构、以及用于驱动夹持机构往返于极片转移机构与叠片台夹爪的平移机构；
叠片台夹爪用于将折叠好的正极片、隔膜和负极片进行夹持固定。
所述正极片、负极片通过正极片转移机构、负极片转移机构移动到隔膜上后，夹持机构将隔膜夹在正极片和负极片之间，平移机构和旋转机构同步动作，使得夹持机构夹持着正极片、隔膜及负极片远离极片转移机构的同时旋转90°进行叠片，叠片台夹爪将夹持机构带过来的叠片进行夹持，夹持机构移开，完成一次叠片，以此循环直至完成整个电芯叠片。
所述夹持机构包括夹持机构一、夹持机构二、夹持机构三和夹持机构四，夹持机构一和夹持机构二用于将正极片夹持在隔膜一侧，夹持机构三和夹持机构四用于将负极片夹持在隔膜另一侧。
所述叠片机构上游还设置有隔膜切割机构，用于在完成整个电芯叠片后切断隔膜。
本发明还提供一种锂电池正负极同步叠片方法，适用于非热复合电芯的生产，包括以下步骤：
正极材料通过正极放卷机构、正极切割机构形成正极片，负极材料通过负极放卷机构、负极切割机构形成负极片；
正极片、负极片分别通过正极片转移机构、负极片转移机构移动到隔膜上；
叠片机构的夹持机构将隔膜夹在正极片和负极片之间；
叠片机构的平移机构和旋转机构同步动作，驱动夹持机构夹持着正极片、隔膜及负极片远离极片转移机构的同时旋转90°进行叠片；
叠片台夹爪将夹持机构移动带过来的叠片进行夹持，夹持机构移开，完成一次叠片；
重复上述动作，直至完成一个电芯叠片数量，隔膜切割机构切断隔膜，完成一个电芯叠片。
附图说明
图1是本发明的锂电池正负极同步叠片装置的结构示意图一。
图2是本发明的锂电池正负极同步叠片装置的结构示意图二。
附图标记说明：1-负极放卷机构；2-隔膜放卷机构；3-正极放卷机构；4-正极切割机构；5-负极切割机构；6-正极片；7-负极片；8-正极片转移机构；9-负极片转移机构；10-叠片机构，11-叠片台夹爪；12-隔膜切割机构；
1101-夹持机构一；1102-夹持机构二；1003-夹持机构三；1004-夹持机构四。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示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、以及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，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例
如图1-2所示，一种锂电池正负极同步叠片装置，包括负极放卷机构1、隔膜放卷机构2、正极放卷机构3、正极切割机构4、负极切割机构5、正极片转移机构8、负极片转移机构9、叠片机构10、叠片台夹爪11和隔膜切割机构12。
负极放卷机构1和正极放卷机构3分别设置在隔膜放卷机构2的两侧，负极切割机构5设置在负极放卷机构1的下游，用于切割负极材料形成负极片7，正极切割机构4设置在正极放卷机构3的下游，用于切割正极材料形成正极片6，负极片转移机构9设置在负极切割机构5的下游，用于将负极片7转移到隔膜的下侧面，正极片转移机构8设置在正极切割机构4额下游，用于将正极片6转移到隔膜的上侧面。其中，极片转移机构可采用常规的旋转吸盘结构。
叠片机构10用于将连续送来的正极片6、隔膜和负极片7折叠形成电芯叠片，叠片台夹爪11设置在叠片机构10的下游，用于将折好的叠片进行夹持固定，隔膜切割机构10设置在叠片机构11的上游，用于在完成整个电芯叠片后切断隔膜。
叠片机构10包括用于夹持正极片6、隔膜和负极片7的夹持机构、用于驱动夹持机构转动以同步折叠正极片6、隔膜和负极片7的旋转机构、以及用于驱动夹持机构往返于极片转移机构与叠片台夹爪的平移机构。
其中，夹持机构包括夹持机构一1001、夹持机构二1002、夹持机构三1003和夹持机构四1004，夹持机构一1001和夹持机构二1002设置在隔膜上方，用于将正极片6夹持在隔膜上侧面，且夹持机构一1101和夹持机构二1102被定位在夹持位置时，分别位于正极片6的左右两侧，夹持机构三1003和夹持机构四1004设置在隔膜下方，用于将负极片7夹持在隔膜下侧面，且与正极片6对齐，且夹持机构三1103和夹持机构四1104被定位在夹持位置时，分别位于负极片7的左右两侧。
旋转机构的旋转中心位于夹持机构一1001、夹持机构二1002、夹持机构三1003和夹持机构四1004构成的矩形的中心，以使夹持机构一1001、夹持机构二1002、夹持机构三1003和夹持机构四1004同步转动。旋转机构可以是一个绕轴旋转的转台，夹持机构一1001、夹持机构二1002、夹持机构三1003和夹持机构四1004均固定在该转台上，而该转台则可整个固定在平移机构上，当然也可采用其他方式，只要能实现旋转和平移同步动作即可。另外，由于夹持机构一1001、夹持机构二1002、夹持机构三1003和夹持机构四1004在进入、脱离正极片6、隔膜和负极片7时，还需要进行前后伸缩动作、以及上下左右的调节动作，因此需配套相应的三维调节机构，同时，叠片机构10还可包括其他的辅助定位、检测部件，本领域技术人员均可根据要求进行设置，在此不再一一赘述。
下面结合图1和图2对本实施例的锂电池正负极同步叠片装置的叠片过程进行说明。
正极材料通过正极放卷机构3、正极切割机构4形成正极片6，负极材料通过负极放卷机构1、负极切割机构5形成负极片7。
正极片6、负极片7分别通过正极片转移机构8、负极片转移机构9移动到隔膜上下两侧，并相对布置。
叠片机构10的夹持结构一1001、夹持结构二1002、夹持结构三1003及夹持结构四1004将隔膜夹在6正极片6和负极片7之间，如图1所示。
夹持机构夹持着正极片6、隔膜和负极片7向右移动并逆时针旋转90°进行叠片，叠片台夹爪11将夹持机构移动带过来的叠片进行夹持，如图2所示。
夹持结构一1001、夹持结构二1002、夹持结构三1003及夹持结构四1004移开，向左移动的同时顺时针旋转90°，以夹持状态回到极片夹持机构处，同时，正极片转移机构8、负极片转移机构9将新的正极片6、负极片7置放在隔膜上，夹持机构再次将隔膜夹在6正极片6和负极片7之间，回到图1的状态。
重复上述动作，直至完成一个电芯叠片数量，隔膜切割机构12切断隔膜，完成一个电芯叠片。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种锂电池正负极同步叠片装置，适用于非热复合电芯的生产，其特征在于：包括负极放卷机构、隔膜放卷机构、正极放卷机构、正极切割机构、负极切割机构、正极片转移机构、负极片转移机构、叠片机构和叠片台夹爪；
负极放卷机构和正极放卷机构分别设置在隔膜放卷机构两侧，负极切割机构设置在负极放卷机构下游，用于切割负极材料形成负极片，正极切割机构设置在正极放卷机构下游，用于切割正极材料形成正极片，负极片转移机构设置在负极切割机构下游，用于将负极片转移到隔膜的下侧面，正极片转移机构设置在正极切割机构下游，用于将正极片转移到隔膜的上侧面；
叠片机构包括用于夹持正极片、隔膜和负极片的夹持机构、用于驱动夹持机构转动以同步折叠正极片、隔膜和负极片的旋转机构、以及用于驱动夹持机构往返于极片转移机构与叠片台夹爪的平移机构；所述正极片、负极片通过正极片转移机构、负极片转移机构移动到隔膜上后，夹持机构将隔膜夹在正极片和负极片之间，平移机构和旋转机构同步动作，使得夹持机构夹持着正极片、隔膜及负极片远离极片转移机构的同时旋转90°进行叠片，叠片台夹爪将夹持机构带过来的叠片进行夹持，夹持机构移开，完成一次叠片，以此循环直至完成整个电芯叠片；所述夹持机构包括夹持机构一、夹持机构二、夹持机构三和夹持机构四，夹持机构一和夹持机构二用于将正极片夹持在隔膜一侧，夹持机构三和夹持机构四用于将负极片夹持在隔膜另一侧；
叠片台夹爪用于将折叠好的正极片、隔膜和负极片进行夹持固定。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极同步叠片装置，其特征在于：所述叠片机构上游还设置有隔膜切割机构，用于在完成整个电芯叠片后切断隔膜。
3.一种锂电池正负极同步叠片方法，适用于非热复合电芯的生产，其特征在于，用于权利要求1所述的锂电池正负极同步叠片装置；
包括以下步骤：
正极材料通过正极放卷机构、正极切割机构形成正极片，负极材料通过负极放卷机构、负极切割机构形成负极片；
正极片、负极片分别通过正极片转移机构、负极片转移机构移动到隔膜上；
叠片机构的夹持机构将隔膜夹在正极片和负极片之间；
叠片机构的平移机构和旋转机构同步动作，使得夹持机构夹持着正极片、隔膜及负极片远离极片转移机构的同时旋转90°进行叠片；
叠片台夹爪将夹持机构移动带过来的叠片进行夹持，夹持机构移开，完成一次叠片；
重复上述动作，直至完成一个电芯叠片数量，隔膜切割机构切断隔膜，完成一个电芯叠片。
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