CN113991188B - 锂电池生产用电极片安装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池生产技术领域，特别涉及一种锂电池生产用电极片安装设备。包括送料单元和卷绕单元；所述送料单元壳体一侧壁设有延长板，所述延长板上安装有伺服电机；所述卷绕单元包括卷绕板插盒和第二限位板；所述卷绕板插盒传动连接在伺服电机的输出端上；所述卷绕板插盒远离伺服电机的一侧壁上插接有卷绕板；所述卷绕板侧壁上等间距分布有若干组限位板固定螺孔；所述卷绕板靠近伺服电机的一端设有第一限位板；所述第一限位板内设有弹力机构，所述弹力机构的输出端上安装有上压板，所述上压板可活动贴合在卷绕板上。本发明可提高锂电池质量。

Description

锂电池生产用电极片安装设备

技术领域

本发明属于锂电池生产技术领域，特别涉及一种锂电池生产用电极片安装设备。

背景技术

目前锂电池做为环保、能量密度高的能源产品已应用在生活各领域，包括消费类电子产品、电动汽车等。做为锂电池的核心部件，电极片的安装好坏能直接影响锂电池的整体质量。

现如今，电极片的安装方式主要有卷绕和贴片两种，其中又以卷绕具备起步早技术成熟、成本低、故障率低等优势，被生产商广泛采用。

所谓卷绕就是将从里到外依次为正极电极片、一层隔膜、负极电极片、一层隔膜排列的原材料缠绕在卷绕板上，完成后再取下进行封装等步骤的方式。因此为了保证卷绕圈数的精准度，卷绕板对电极片和隔膜的固定尤为重要。但现有的卷绕板对电极片的固定效果，导致电极片在卷绕时发送错位的现象，从而直接影响到了卷绕效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种锂电池生产用电极片安装设备，包括送料单元和卷绕单元；所述送料单元壳体一侧壁设有延长板，所述延长板上安装有伺服电机；所述卷绕单元包括卷绕板插盒和第二限位板；所述卷绕板插盒传动连接在伺服电机的输出端上；所述卷绕板插盒远离伺服电机的一侧壁上插接有卷绕板；所述卷绕板侧壁上等间距分布有若干组限位板固定螺孔；所述卷绕板靠近伺服电机的一端设有第一限位板；所述第一限位板内设有弹力机构，所述弹力机构的输出端上安装有上压板，所述上压板可活动贴合在卷绕板上；所述卷绕板和上压板贴合后可构成矩形体，所述第二限位板可活动套接在矩形体上，且一侧内壁中设有螺纹杆，所述螺纹杆一端可螺纹连接在任意一组限位板固定螺孔中；所述第二限位板顶部开设有两组极耳限位槽；所述上压板上固定安装有电磁铁。

进一步的，所述弹力机构包括第一复位弹簧；所述第一限位板内开设有第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接有第一滑块，所述第一滑块一端贯穿至第一滑槽外部，且固定安装在上压板上，所述第一复位弹簧位于第一滑槽内，且所述第一复位弹簧两端分别抵触在第一滑块顶部，以及第一滑槽的顶部内壁上。

进一步的，所述送料单元包括送料箱体和两组出料机构；所述送料箱体内开设有两组上下垂直的独立空腔；两组所述出料机构分别安装在两组独立空腔内。

进一步的，所述出料机构包括隔膜送料筒、极片送料筒和压合送料机构；所述隔膜送料筒和极片送料筒均转动连接在所述独立空腔内，所述极片送料筒位于隔膜送料筒上方；所述压合送料机构固定安装在所述独立空腔靠近延长板的一侧内壁上；所述独立空腔可通过压合送料机构与外部连通。

进一步的，所述隔膜送料筒靠近压合送料机构的一侧设有隔膜涂胶辊轮，所述极片送料筒靠近压合送料机构的一端设置有极片转向轮。

进一步的，所述隔膜涂胶辊轮包括涂胶辊轮本体；所述涂胶辊轮本体远离送料箱门的一端转动连接在所述送料箱体的内壁上，且另一端开设有添胶口，所述添胶口上设有密封盖；所述涂胶辊轮本体两端均套接有一组防脱挡板。

进一步的，所述涂胶辊轮本体的外壁上呈环形阵列分布有若干组出胶口，所述出胶口上活动卡接有密封条；所述涂胶辊轮本体上呈环形阵列分布有若干组涂覆刷，所述涂覆刷与出胶口为交替设置。

进一步的，所述压合送料机构包括送料盒；所述送料盒固定安装在所述送料箱体靠近延长板的一侧壁上，所述送料盒上开设有送料通道，所述独立空腔通过送料通道与外部连通。

进一步的，所述送料盒上安装有微型电加热器，所述送料通道上下两端的内壁中均开设有一组导热腔，两组所述导热腔均与微型电加热器的输出端连通。

进一步的，两组所述导热腔靠近送料通道的一侧内壁上均等转动连接有导热压合辊轮；上下两组所述导热压合辊轮之间设有间隙。

本发明的有益效果是：

1、通过上压板和卷绕板之间的夹持力以及电磁铁的磁力，使得电极片在卷绕时可以牢牢贴合在上压板和卷绕板上。然后利用第二限位板和第一限位板从两侧对电极片进行限位，使得电极片在卷绕时不会发生错位现象，进一步提高了卷绕质量。与此同时，第二限位板为可调节式结构，可以根据电极片的宽度自由调整第一限位板和第二限位板之间的距离，提高了卷绕单元的兼容性。

2、在电极片和隔膜进行卷绕工作之前，先利用隔膜涂胶辊轮在隔膜表面涂覆一层绝缘胶，再通过两组导热压合辊轮的滚动挤压使得电极片和隔膜压合在一起。并且在粘贴过程中通过微型电加热器给导热压合辊轮加热，再利用其与隔膜和电极片的接触使得绝缘胶升温，防止绝缘胶凝固。使得导热压合辊轮在对电极片和隔膜压合的同时，即可将绝缘胶内的气泡和褶皱抹平。防止后续卷绕工作时，电极片和隔膜之间因离心力而脱离，并以此提高了锂电池的质量。

3、在出胶口进行涂胶的过程中，利用与其交替设置的涂覆刷在第一时间将绝缘胶涂覆均匀，提升了绝缘胶的粘连效果和绝缘效果，并以此提高了涂胶质量。

4、在卷绕板旋转时，两组导块本体会分别从上下两个方向抵触在卷绕板上的电极片表面。使得刚卷绕的电极片可以紧紧贴合在内层的电极片上，防止各层电极片之间出现空隙，以此提高了卷绕效果。与此同时，通过第二复位弹簧的弹力，使得导块本体可以始终贴合长方形结构的卷绕板上。

本发明的其它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可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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一简单地介绍，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示出了根据本发明实施例的安装设备的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的安装设备工作时的剖视示意图；

图3示出了根据本发明实施例的送料单元的剖视示意图；

图4示出了根据本发明实施例的隔膜涂胶辊轮的结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例的压合送料机构的剖视示意图；

图6示出了根据本发明实施例的卷绕单元的结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例的卷绕单元和防脱单元的右视剖视示意图；

图8示出了根据本发明实施例的图7中A圈内的放大示意图；

图9示出了根据本发明实施例的防脱单元和卷绕单元的连接示意图。

图中：100、底座；200、送料单元；210、送料箱体；220、独立空腔；230、隔膜送料筒；240、极片送料筒；250、极片转向轮；260、压合送料机构；261、送料盒；262、送料通道；263、导热腔；264、导热压合辊轮；265、微型电加热器；270、隔膜涂胶辊轮；271、涂胶辊轮本体；272、防脱挡板；273、出胶口；274、涂覆刷；275、密封盖；300、延长板；310、第一导向轮组；320、第二导向轮组；400、气动切刀；500、卷绕单元；510、卷绕板插盒；520、插块；530、卷绕板；531、限位板固定螺孔；540、第一限位板；541、第一滑槽；542、第一复位弹簧；543、第一滑块；550、上压板；560、电磁铁；570、第二限位板；571、极耳限位槽；572、螺纹杆；600、防脱单元；610、滑轨；620、第二复位弹簧；630、第二滑块；640、导块安装板；650、导块本体；700、伺服电机；800、触屏式控制器；900、送料箱门。

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、完整地说明，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。

本发明实施例提供了一种锂电池生产用电极片安装设备。包括底座100、送料单元200、延长板300、卷绕单元500和防脱单元600。示例性的，如图1和图2所示，所述送料单元200的箱体固定安装在所述底座100上。送料单元200用于为电极片的安装工作提供原料。

所述延长板300固定安装在所述送料单元200一侧外壁上。

所述卷绕单元500固定安装在所述延长板300上。卷绕单元500用于将正极电极片、负极电极片和隔膜进行卷绕，从而制成电池。

所述防脱单元600的数量为两组，且两组所述防脱单元600对称设置在所述卷绕单元500的上下两端。防脱单元600用于防止在卷绕工作时，电极片或隔膜从卷绕单元500上脱落。

所述送料单元200的箱体上开设有送料箱门900，所述送料箱门900上固定安装有触屏式控制器800。所述触屏式控制器800与送料单元200电性连接。可通过打开送料箱门900将原料放置在送料单元200的内腔中。

所述送料单元200包括送料箱体210和两组出料机构。示例性的，如图3所示，所述送料箱体210安装在所述底座100上，所述送料箱体210内开设有两组上下垂直的独立空腔220。两组所述出料机构分别安装在两组独立空腔220内。所述出料机构包括隔膜送料筒230、极片送料筒240和压合送料机构260；所述隔膜送料筒230和极片送料筒240均转动连接在所述独立空腔220内，所述极片送料筒240位于隔膜送料筒230上方。所述压合送料机构260固定安装在所述独立空腔220靠近延长板300的一侧内壁上。所述独立空腔220可通过压合送料机构260与外部连通。所述隔膜送料筒230靠近压合送料机构260的一侧设有隔膜涂胶辊轮270，所述极片送料筒240靠近压合送料机构260的一端设置有极片转向轮250。

所述隔膜涂胶辊轮270包括涂胶辊轮本体271。示例性的，如图4所示，所述涂胶辊轮本体271远离送料箱门900的一端转动连接在所述送料箱体210的内壁上，且另一端开设有添胶口，所述添胶口上设有密封盖275。所述涂胶辊轮本体271两端均套接有一组防脱挡板272，且所述涂胶辊轮本体271的外壁上呈环形阵列分布有若干组出胶口273，所述出胶口273上活动卡接有密封条。所述涂胶辊轮本体271上呈环形阵列分布有若干组涂覆刷274，所述涂覆刷274与出胶口273为交叉设置。

所述压合送料机构260包括送料盒261。示例性的，如图5所示，所述送料盒261固定安装在所述送料箱体210靠近延长板300的一侧壁上，所述送料盒261上开设有送料通道262，所述独立空腔220通过送料通道262与外部连通。所述送料盒261上安装有微型电加热器265，所述送料通道262上下两端的内壁中均开设有一组导热腔263，两组所述导热腔263均与微型电加热器265的输出端连通。两组所述导热腔263靠近送料通道262的一侧内壁上均等转动连接有导热压合辊轮264。上下两组所述导热压合辊轮264之间设有间隙。

在进行卷绕工作时，首先将正极电极片卷筒和负极电极片卷筒分别套接在两组极片送料筒240上，然后将正极电极片（或负极电极片）一端绕过极片转向轮250从送料通道262中抽出。再将两组隔膜卷筒分别套接在两组隔膜送料筒230上，将一端从送料通道262中抽出，途中会贴合在涂胶辊轮本体271上。安装完毕后，要保证两组出料机构上的原料从上而下依次为正极电极片、一组隔膜、负极电极片和另一组隔膜。

然后通过触屏式控制器800分别启动两组出料机构。当隔膜在传输的过程中与涂胶辊轮本体271时，就会带动涂胶辊轮本体271转动，并由环形阵列分布的若干组出胶口273将绝缘胶涂抹在隔膜上，然后利用同样环形阵列分布，并与出胶口273交替设置的涂覆刷274将隔膜表面的绝缘胶涂覆均匀。然后当隔膜运动至两组导热压合辊轮264之间时，与电极片接触并通过涂覆刷274的粘性粘贴在一起。然后通过微型电加热器265给导热压合辊轮264加热，从而使得绝缘胶升温，防止绝缘胶凝固，再通过上下两组导热压合辊轮264的压合将电极片和隔膜粘贴处的褶皱压平。同时利用绝缘胶也提高了隔膜的绝缘效果。

在电极片和隔膜进行卷绕工作之前，先利用隔膜涂胶辊轮270在隔膜表面涂覆一层绝缘胶，再通过两组导热压合辊轮264的滚动挤压使得电极片和隔膜压合在一起。并且在粘贴过程中通过微型电加热器265给导热压合辊轮264加热，再利用其与隔膜和电极片的接触使得绝缘胶升温，防止绝缘胶凝固。使得导热压合辊轮264在对电极片和隔膜压合的同时，即可将绝缘胶内的气泡和褶皱抹平。防止后续卷绕工作时，电极片和隔膜之间因离心力而脱离，并以此提高了锂电池的质量。

在出胶口273进行涂胶的过程中，利用与其交替设置的涂覆刷274在第一时间将绝缘胶涂覆均匀，提升了绝缘胶的粘连效果和绝缘效果，并以此提高了涂胶质量。

示例性的，如图2所示，两组所述送料通道262远离送料箱体210的一端出口处均设有一组第一导向轮组310，第一导向轮组310包括两组上下对称设置的第一导向轮，两组所述第一导向轮之间设有间隙。所述第一导向轮组310远离送料箱体210的一端设有两组第二导向轮组320，所述第二导向轮组320包括两组上下对称设置的两组第二导向轮，两组所述第二导向轮之间设有间隙。两组所述第二导向轮之间设有气动切刀400。

在单组锂电池的卷绕工作完成后，利用气动切刀400将传输中的电极片和隔膜切断，无需手动操作，降低了劳动强度和切割工作的精准度。

所述卷绕单元500包括卷绕板插盒510、插块520、卷绕板530和第二限位板570。示例性的，如图6、图7和图8所示，所述延长板300上固定安装有伺服电机700，所述卷绕板插盒510传动连接在所述伺服电机700的输出端上。所述卷绕板插盒510远离伺服电机700的一侧壁上插接有插块520，所述插块520另一端固定安装有卷绕板530。所述卷绕板530侧壁上等间距分布有若干组限位板固定螺孔531。所述卷绕板530靠近伺服电机700的一端设有第一限位板540。所述第一限位板540内开设有第一滑槽541，所述第一滑槽541内滑动连接有第一滑块543，所述第一滑块543一端贯穿至第一滑槽541外部，且固定安装有上压板550，所述上压板550可活动贴合在卷绕板530上。所述第一滑槽541内设有第一复位弹簧542，所述第一复位弹簧542两端分别抵触在第一滑块543顶部，以及第一滑槽541的顶部内壁上。所述卷绕板530和上压板550贴合后可构成矩形体，所述第二限位板570可活动套接在所述矩形体上，且所述第二限位板570一侧内壁中设有螺纹杆572，所述螺纹杆572一端可螺纹连接在任意一组限位板固定螺孔531中。所述第二限位板570顶部开设有两组极耳限位槽571。所述上压板550上固定安装有电磁铁560。

在进行卷绕工作时，首先将上压板550垂直抬起，将两组粘贴完毕的电极片和隔膜叠合放置在上压板550和卷绕板530之间的空隙中，然后松开上压板550，在第一复位弹簧542的作用下，使得上压板550复位贴合在电极片上。再将第二限位板570和第一限位板540之间的距离调整至与电极片尺寸相同的宽度，以使得第二限位板570和第一限位板540能起到对电极片和隔膜限位的作用。然后手动将电极片和隔膜在上压板550和卷绕板530上手动缠绕半圈，使得电极片可以贴合在电磁铁560上，再给电磁铁560通电，使其产生磁力并将电极片牢牢吸附在卷绕板530和上压板550上。然后通过触屏式控制器800设定卷绕板530的旋转圈数，完成后启动伺服电机700，通过伺服电机700带动卷绕板530旋转，使得电极片和隔膜可以缠绕在卷绕板530和上压板550上，以此实现了电极片的卷绕安装工作。卷绕工作完成后，再通过气动切刀400将电极片和隔膜切断。卷绕工作完成。

通过上压板550和卷绕板530之间的夹持力以及电磁铁560的磁力，使得电极片在卷绕时可以牢牢贴合在上压板550和卷绕板530上。然后利用第二限位板570和第一限位板540从两侧对电极片进行限位，使得电极片在卷绕时不会发生错位现象，进一步提高了卷绕质量。与此同时，第二限位板570为可调节式结构，可以根据电极片的宽度自由调整第一限位板540和第二限位板570之间的距离，提高了卷绕单元500的兼容性。

所述防脱单元600包括滑轨610。示例性的，如图7和图9所示，所述滑轨610的中心线与所述卷绕板530的中心线处在同一条垂直线上，所述滑轨610的壳体一侧壁铰接在延长板300上，且另一侧壁活动卡接在延长板300上。所述滑轨610内滑动连接有第二滑块630，所述第二滑块630上抵触有第二复位弹簧620，所述第二复位弹簧620另一端独处在所述滑轨610远离卷绕板530的一端内壁上。所述第二滑块630一端贯穿至滑轨610壳体的外部，且固定安装有导块安装板640。所述导块安装板640靠近卷绕板530的一侧壁上固定安装有导块本体650，所述导块本体650另一端贴合在卷绕板530的外壁上。

在卷绕板530旋转时，两组导块本体650会分别从上下两个方向抵触在卷绕板530上的电极片表面。使得刚卷绕的电极片可以紧紧贴合在内层的电极片上，防止各层电极片之间出现空隙，以此提高了卷绕效果。与此同时，通过第二复位弹簧620的弹力，使得导块本体650可以始终贴合长方形结构的卷绕板上。

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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：包括送料单元（200）和卷绕单元（500）；所述送料单元（200）壳体一侧壁设有延长板（300），所述延长板（300）上安装有伺服电机（700）；所述卷绕单元（500）包括卷绕板插盒（510）和第二限位板（570）；所述卷绕板插盒（510）传动连接在伺服电机（700）的输出端上；所述卷绕板插盒（510）远离伺服电机（700）的一侧壁上插接有卷绕板（530）；所述卷绕板（530）侧壁上等间距分布有若干组限位板固定螺孔（531）；所述卷绕板（530）靠近伺服电机（700）的一端设有第一限位板（540）；所述第一限位板（540）内设有弹力机构，所述弹力机构的输出端上安装有上压板（550），所述上压板（550）可活动贴合在卷绕板（530）上；所述卷绕板（530）和上压板（550）贴合后可构成矩形体，所述第二限位板（570）可活动套接在矩形体上，且一侧内壁中设有螺纹杆（572），所述螺纹杆（572）一端可螺纹连接在任意一组限位板固定螺孔（531）中；所述第二限位板（570）顶部开设有两组极耳限位槽（571）；所述上压板（550）上固定安装有电磁铁（560）；

所述弹力机构包括第一复位弹簧（542）；所述第一限位板（540）内开设有第一滑槽（541），所述第一滑槽（541）内滑动连接有第一滑块（543），所述第一滑块（543）一端贯穿至第一滑槽（541）外部，且固定安装在上压板（550）上，所述第一复位弹簧（542）位于第一滑槽（541）内，且所述第一复位弹簧（542）两端分别抵触在第一滑块（543）顶部，以及第一滑槽（541）的顶部内壁上。

2.根据权利要求1所述的锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：所述送料单元（200）包括送料箱体（210）和两组出料机构；所述送料箱体（210）内开设有两组上下垂直的独立空腔（220）；两组所述出料机构分别安装在两组独立空腔（220）内。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：所述出料机构包括隔膜送料筒（230）、极片送料筒（240）和压合送料机构（260）；所述隔膜送料筒（230）和极片送料筒（240）均转动连接在所述独立空腔（220）内，所述极片送料筒（240）位于隔膜送料筒（230）上方；所述压合送料机构（260）固定安装在所述独立空腔（220）靠近延长板（300）的一侧内壁上；所述独立空腔（220）可通过压合送料机构（260）与外部连通。

4.根据权利要求3所述的锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：所述隔膜送料筒（230）靠近压合送料机构（260）的一侧设有隔膜涂胶辊轮（270），所述极片送料筒（240）靠近压合送料机构（260）的一端设置有极片转向轮（250）。

5.根据权利要求4所述的锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：所述隔膜涂胶辊轮（270）包括涂胶辊轮本体（271）；所述涂胶辊轮本体（271）远离送料箱门（900）的一端转动连接在所述送料箱体（210）的内壁上，且另一端开设有添胶口，所述添胶口上设有密封盖（275）；所述涂胶辊轮本体（271）两端均套接有一组防脱挡板（272）。

6.根据权利要求5所述的锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：所述涂胶辊轮本体（271）的外壁上呈环形阵列分布有若干组出胶口（273），所述出胶口（273）上活动卡接有密封条；所述涂胶辊轮本体（271）上呈环形阵列分布有若干组涂覆刷（274），所述涂覆刷（274）与出胶口（273）为交替设置。

7.根据权利要求3所述的锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：所述压合送料机构（260）包括送料盒（261）；所述送料盒（261）固定安装在所述送料箱体（210）靠近延长板（300）的一侧壁上，所述送料盒（261）上开设有送料通道（262），所述独立空腔（220）通过送料通道（262）与外部连通。

8.根据权利要求7所述的锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：所述送料盒（261）上安装有微型电加热器（265），所述送料通道（262）上下两端的内壁中均开设有一组导热腔（263），两组所述导热腔（263）均与微型电加热器（265）的输出端连通。

9.根据权利要求8所述的锂电池生产用电极片安装设备，其特征在于：两组所述导热腔（263）靠近送料通道（262）的一侧内壁上均等转动连接有导热压合辊轮（264）；上下两组所述导热压合辊轮（264）之间设有间隙。

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