CN114005950A - 一种模切制袋一体机以及模切制袋方法 - Google Patents

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Abstract

一种模切制袋一体机以及模切制袋方法。本说明书提供一种模切制袋叠片一体机，包括：模切制袋机、模切机、叠片机；第一旋转机械手、第二旋转机械手、流片皮带、第一过渡皮带、第二过渡皮带等。通过模切制袋机生产切片袋，通过碟片及并将切片袋与切片进行叠片，从而实现电池内部的叠片。基于本发明提供的系统和方法，能够大大提高了叠片过程的自动化程度和叠片效率。

Description

一种模切制袋一体机以及模切制袋方法
本发明为申请号为：201811047373.9，发明名称为：一种模切制袋一体机以及模切制袋方法的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明属于电池加工技术领域，尤其涉及一种模切制袋一体机及模切制袋方法。
背景技术
将电池的极片进行叠片是目前电池产生过程中的一个重要环节，直接影响电池的生产效率和品质。而目前的叠片设备大多采用手工的方式或者半自动的方式，制袋、模切、叠片分开，自动化程度低。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种模切制袋机、模切制袋一体机以及模切制袋方法。
本发明的一个方面，提供一种模切制袋一体机，包括，模切制袋机1、模切机2、叠片机4；第一旋转机械手5、第二旋转机械手6；流片皮带7、第一过渡皮带8、第二过渡皮带9。
本发明的另一个方面，提供一种电池极片的加工方法，包括：准备连续极片袋，所述极片袋通过上下隔膜以及夹在隔膜之间的极片构成；交叠所述连续极片袋中的极片以及与所述连续极片袋中的极片极性相反的极片。
本发明的另一个方面，提供一种模切制袋机，包括：放卷组件10、模切组件11、极片转移机械手12、隔膜放卷组件13、制袋组件14。模切制袋机1中卷料由放卷组件10放卷后，经模切组件11切成需要形状和尺寸的极片。极片转移机械手12把极片抓取转移到两层隔膜中间，上下两层隔膜13和极片经制袋组件14制成连续的袋。模切制袋机1可以制正极极片袋也可以制负极极片袋，模切机2可以模切正极极片也可以模切负极极片，叠片机4将一种极片的袋和另一种极片叠成电芯。
本发明的另一个方面，提供一种模切机包括：第二放卷组件16、第二模切组件17、上刷粉皮带18、下刷粉皮带19；卷料由第二放卷组件16放卷后，由第二模切组件17切成需要形状和尺寸极片，经上刷粉皮带18和下刷粉皮带19刷粉除尘后流转到流片皮带7。
本发明的有益效果：大大提高了叠片过程的自动化程度和叠片效率。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1是本发明实施提供的模切制袋叠片一体机俯视图；
图2是本发明实施提供的模切制袋叠片一体机正面等轴视图；
图3是本发明实施提供的模切制袋叠片一体机背面等轴视图；
图4是本发明实施提供的模切机侧视图；
图5是本发明实施提供的模切机侧视图；
图6是本发明实施提供的模切制袋叠片一体机的另一种布置方式；
图7(a)是一种连续极片袋结构示意图；
图7(b)是另一种连续极片袋结构示意图；
图8(a)是叠片机工作状态示意图；
图8(b)是叠片机工作状态示意图；
图8(c)是叠片机工作状态示意图；
图9是封焊组件的结构示意图；
图10是热压组件的结构示意图；
图11是极片形状示意图；
图12是热封热压制袋的电芯局部简图；
图13是热封制袋叠片后的电芯局部简图。
其中附图标记说明如下：
模切制袋机1；模切机2；叠片机4；第一旋转机械手5；第二旋转机械手6；
流片皮带7、第一过渡皮带8、第二过渡皮带9；
放卷组件10、模切组件11、极片转移机械手12、隔膜放卷组件13、制袋组件14；
第二放卷组件16、第二模切组件17、上刷粉皮带18、下刷粉皮带19。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一：
在本说明书的一个实施例中，如图1-3，图4-6所示，提供一种模切制袋叠片一体机。包括，模切制袋机1、模切机2、叠片机4；第一旋转机械手5、第二旋转机械手6；流片皮带7、第一过渡皮带8、第二过渡皮带9。
所述模切制袋机1包括：放卷组件10、模切组件11、极片转移机械手12、隔膜放卷组件13、制袋组件14。模切制袋机1中卷料由放卷组件10放卷后，经模切组件11切成需要形状和尺寸的极片。极片转移机械手12把极片抓取转移到两层隔膜中间，上下两层隔膜13和极片经制袋组件14制成连续的袋。模切制袋机1可以制正极极片袋也可以制负极极片袋，模切机2可以模切正极极片也可以模切负极极片，叠片机4将一种极片的袋和另一种极片叠成电芯。
所述模切机2包括：第二放卷组件16、第二模切组件17、上刷粉皮带18、下刷粉皮带19；卷料由第二放卷组件16放卷后，由第二模切组件17切成需要形状和尺寸极片，经上刷粉皮带18和下刷粉皮带19刷粉除尘后流转到流片皮带7。
第一旋转机械手5从流片皮带7上吸取极片袋到第一过渡皮带8；第二旋转机械手6从流片皮带7上吸取极片到第二过渡皮带9。
所述叠片机4包括：叠片台20、叠片机械手、绕带组件23。叠片机4中绕带组件23将模切制袋机1制好的袋过渡到叠片台20上，叠片机械手分别从第一过渡皮带和第二过渡皮带上吸取极片，将极片叠到叠片台20上。
综上所述，基于本实施例提供的模切制袋叠片一体机，可以在一套设备中实现，制造袋、叠片的所有流程，一方面实现叠片工业流水线的自动化；另一方面改进了叠片工艺，通过预制袋将极片封装到袋内，形成极片袋，再将极片袋与另外一个极片在叠片台上叠片。
实施例二：
在实施例一中，提出了极片转移机械手12把极片抓取转移到两层隔膜中间，上下两层隔膜13和极片经制袋组件14制成连续的袋。制袋可以通过如下方法实现：
第一种方式，通过封焊的手段。
封焊手段，通过在所述极片周围形成封焊点，以将极片约束在封焊点内部，其中封焊点的尺寸和封焊点到极片的距离可以由电池工艺指定。
第二种方式，通过热压手段。
热压手段，通过对所述极片和上下两层隔膜进行热压处理，使极片和上下隔膜初步粘结。
第三种方式，通过热压和封焊的手段。
热压和封焊手段，通过对所述极片和上下两层隔膜进行热压处理，使极片和上下隔膜初步粘结。然后，通过封焊在所述极片周围形成封焊点，以将极片约束在封焊点内部，其中封焊点的尺寸和封焊点到极片的距离可以由电池工艺指定。
在上述方法中，封焊点是上下两层隔膜受热受压粘在一起的点，将极片约束在封焊点内部。其中封焊点的尺寸和封焊点到极片的距离可以由电池工艺指定。
图7(a)展示了通过点焊的方式制作极片袋，极片24被上下隔膜25包裹，封焊点26围绕极片24进行封焊，使极片相对于隔膜的位置固定。在图7(a)中，极片为侧面具有延伸凸起部的矩形结构，在极片侧面的延伸凸起部分没有设置封焊点。当然，极片形状根据所生产的电池形状而定，本说明书仅仅描述其相对于隔膜的封装和固定方式，不对其形状进行限定。
图7(b)展示了通过热压方式制作的极片袋，极片24被上下隔膜25包裹，然后对其进行热压，这样可以实现极片和隔膜的初步固定。
图7(a)和图7(b)的固定方式可以同时施加于极片袋，即先通过热压的方式使极片和隔膜粘粘，然后通过点焊的方式在极片四周进行一圈点焊，从而使极片相对于隔膜的位置固定。
图8(a)、图8(b)和图8(c)展示了叠片机的工作过程。叠片台20，通过叠片机械手21、叠片机械手22通过绕带组件23实现叠片。
图9展示了封焊组件的结构示意图，双层隔膜包裹的极片901走到位后，气缸903推动热封板904下压，热封板904由加热棒加热保持恒定高温，封牙902压到隔膜901上，将上下两层隔膜粘在一起。
图10展示了热压组件的结构示意图，双层隔膜包裹的极片在上热压辊1001和下热压辊1002中间，热压气缸1003推动上热压辊1001压向下压紧，两个热压辊都由加热棒加热保持一定的温度，将隔膜极片1004热压的一起。
图11展示了实施例中极片的形状。该极片形状由切片机切割形成。根据设计需求还可以切割出其它形状。
实施例三：
图12展示了热封热压制袋的电芯局部简图。图13展示了热封制袋叠片后的电芯局部简图。热封热压制袋是通过热压和封焊制成的极片袋，热封制袋是通过热压制成的极片袋。
图12中，极片1201通过封焊工艺封装于隔膜内部，形成连续极片袋1202，与极片1201极性相反的极片通过模切的方式制成，并与极片1201层叠放置。
图13中，极片1301通过封焊工艺封装于隔膜内部，形成极片袋，与极片1301极性相反的极片1302通过模切的方式制成，并与极片1301层叠放置。
实施例四：
作为可选的实施方式，模切制袋机1、模切机2、叠片机4可以根据要求采用灵活的位置摆放。
在一个可能的示例中，例如图1所示，模切制袋机1、模切机2，并行背靠背放置，分别位于隔离区域的两侧。模切机2后接流片皮带7，模切机2切割出的极片经过流片皮带7被运输到旋转机械手的旋转工位。以图1中所示的四工位旋转机械手为例，第一旋转机械手5从流片皮带7上吸取极片袋到第一过渡皮带8；第二旋转机械手6从流片皮带7上吸取极片到第二过渡皮带9。吸取到第一过渡皮带8和第二过渡皮带9上极片，在叠片机4处进行叠片。
在一个可能的示例中，例如图6所示，模切制袋机101、模切机102不采用背靠背放置的方式，而是采用面对面的方式，如此，便于操作人员对模切制袋机101和模切机102进行实时的监控。旋转机械手，设置在模切机102的一端，将模切机切割出的极片输出到叠片机104。
实施例五：
下面将根据实施例一至四所描述的设备，介绍一种叠片方法。普通叠片工艺是正极片、负极片交错叠，中间夹一层隔膜。
本叠片方法是一种极片(正极或负极)提前包裹在两层隔膜中间(即制袋)，然后通过绕带组件23流转到叠片台20上。
另一种极片经过模切机2模切后，经过流片皮带7、旋转机械手5，6过渡皮带8，9，流转到叠片机械手21，22，在叠片台20上将制好的袋和模切的片叠在一起。
一个具体的极片袋准备过程包括：在第一放卷组件10中放入卷料，经模切组件11切成需要形状和尺寸的极片；通过转移机械手12抓取所述极片，并将所述极片12转移到上下两层隔膜中间；通过制袋组件14将上下两层隔膜和极片制成连续的袋。
实施例六：
在一个可选的实施例中，如图1-3所示，提供一种高速模切制袋叠片一体机，包括：模切制袋机、模切机、叠片机、旋转机械手一、旋转机械手二、流片皮带、过渡皮带一、过渡皮带二；其中，模切制袋机主要包括：放卷组件、模切组件、极片转移机械手、隔膜放卷组件、制袋组件；模切机主要包括：放卷组件、模切组件、上刷粉皮带、下刷粉皮带；叠片机主要包括：叠片台、叠片机械手一、叠片机械手二、绕带组件。
模切制袋机中卷料由放卷组件放卷后，经模切组件切成需要形状和尺寸的极片，极片转移机械手把极片抓取转移到两层隔膜中间，上下两层隔膜和极片经制袋组件制成连续的袋。
第一种制袋方法是在极片的周边加一圈封焊点(封焊点是上下两层隔膜受热受压粘在一起的点)，将极片约束在封焊点内部，其中封焊点的尺寸和封焊点到极片的距离可以由电池工艺指定。
第二种制袋方法是先将极片和上下两层隔膜经过一次热压，初步粘粘在一起，然后在极片周边加一圈封焊点。
模切机中卷料由放卷组件放卷后，经模切组件切成需要形状和尺寸极片，经上刷粉皮带和下刷粉皮带刷粉除尘后流转到流片皮带。
旋转机械手一从流片皮带上吸取极片到过渡皮带一，旋转机械手二从流片皮带上吸取极片到过渡皮带二。
叠片机中绕带组件将模切制袋机制好的袋过渡到叠片台上，叠片机械手一、叠片机械手二分别从过渡皮带一和过渡皮带二上吸取极片，将极片叠到叠片台上。
模切制袋机可以制正极极片袋也可以制负极极片袋，模切机可以模切正极极片也可以模切负极极片，叠片机将一种极片的袋和另一种极片叠成电芯。
模切制袋机、模切机、叠片机可以根据要求采用灵活的位置摆放。
实施例七：
根据前述实施例所介绍的原理，模切制袋叠片一体机中的每个部分可以单独工作。
在一个可选的实施例中，提供一种模切制袋机，包括：放卷组件、模切组件、极片转移机械手、隔膜放卷组件、制袋组件。模切制袋机中卷料由放卷组件放卷后，经模切组件切成需要形状和尺寸的极片。极片转移机械手把极片抓取转移到两层隔膜中间，上下两层隔膜和极片经制袋组件制成连续的袋。模切制袋机可以制正极极片袋也可以制负极极片袋，模切机可以模切正极极片也可以模切负极极片，叠片机将一种极片的袋和另一种极片叠成电芯。
本发明的另一个方面，提供一种模切机包括：第二放卷组件、第二模切组件、上刷粉皮带、下刷粉皮带；卷料由第二放卷组件放卷后，由第二模切组件切成需要形状和尺寸极片，经上刷粉皮带和下刷粉皮带刷粉除尘后流转到流片皮带。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用模切制袋一体机生产电池极片的方法，其特征在于，所述模切制袋一体机包括：
模切制袋机(1)、模切机(2)、叠片机(4)；第一旋转机械手(5)、第二旋转机械手(6)；流片皮带(7)、第一过渡皮带(8)、第二过渡皮带(9)；
所述模切制袋机(1)包括：
放卷组件(10)、模切组件(11)、极片转移机械手(12)、隔膜放卷组件(13)、制袋组件(14)；所述制袋组件(14)包括热压封焊组件；
所述热压封焊组件，用于对极片和上下两层隔膜进行热压和封焊处理,在所述极片和所述上下两层隔膜周边形成一圈封焊点(26)；所述封焊点(26)为围绕所述极片的间断点；
所述方法包括如下步骤：
在放卷组件(10)中放入卷料，经模切组件(11)切成需要形状和尺寸的极片；
通过转移机械手抓取所述极片，并将所述极片转移到上下两层隔膜中间；
通过制袋组件(14)，将上下两层隔膜和隔膜中间的极片制成连续的极片袋。
交叠所述连续极片袋中的极片以及与所述连续极片袋中的极片极性相反的极片。
2.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，
所述热压封焊组件具体包括：
气缸(903)，用于推动热封板(904)对所述极片和上下两层隔膜进行热压处理；
热封板(904)，由加热棒加热保持恒定高温；所述热封板(904)还具有封牙(902)；
准备连续极片袋的过程包括：所述封牙(902)在所述气缸(903)的推动下在所述极片周边和所述上下两层隔膜形成一圈封焊点(26)。
3.一种模切制袋叠片一体机，包括：
模切制袋机(1)、模切机(2)、叠片机(4)；第一旋转机械手(5)、第二旋转机械手(6)；流片皮带(7)、第一过渡皮带(8)、第二过渡皮带(9)；
所述模切制袋机(1)包括：
放卷组件(10)、模切组件(11)、极片转移机械手(12)、隔膜放卷组件(13)、制袋组件(14)；
其特征在于，所述制袋组件(14)包括热压封焊组件，用于对极片和上下两层隔膜进行热压和封焊处理,在所述极片和所述上下两层隔膜周边形成一圈封焊点；
所述热压封焊组件具体包括：
气缸(903)，用于推动热封板(904)对所述极片和上下两层隔膜进行热压处理；
热封板(904)，由加热棒加热保持恒定高温；
所述热封板(904)还具有封牙(902)，所述封牙(902)在所述气缸(903)的推动下在所述极片周边和所述上下两层隔膜形成一圈封焊点(26)，所述封焊点(26)为围绕所述极片的间断点；
其中，所述封牙(902)在所述气缸(903)的推动下在所述极片周边和所述上下两层隔膜形成一圈封焊点(26)具体包括：
所述上下两层隔膜包裹的极片走到位后，气缸(903)推动热封板(904)下压，热封板(904)由加热棒加热保持恒定高温，封牙(902)压到隔膜(901)上，将上下两层隔膜粘在一起。
4.根据权利要求3所述的模切制袋叠片一体机，其特征在于，第一放卷组件(10)中放入卷料后，经模切组件(11)切成需要形状和尺寸的极片，所述极片转移机械手(12)抓取所述极片并将所述极片转移到两层隔膜中间，上下两层隔膜和极片经制袋组件(14)制成连续极片袋。
5.根据权利要求3所述的模切制袋叠片一体机，其特征在于，所述模切机(2)包括：
第二放卷组件(16)、第二模切组件(17)、上刷粉皮带(18)、下刷粉皮带(19)；卷料由第二放卷组件(16)放卷后，由第二模切组件(17)切成需要形状和尺寸极片，经上刷粉皮带(18)和下刷粉皮带(19)刷粉除尘后流转到流片皮带(7)。
6.根据权利要求5所述的模切制袋叠片一体机，其特征在于，
第一旋转机械手(5)从流片皮带(7)上吸取连续极片袋到第一过渡皮带(8)；
第二旋转机械手(6)从流片皮带(7)上吸取极片到第二过渡皮带(9)。
7.根据权利要求3所述的模切制袋叠片一体机，其特征在于，所述叠片机(4)包括：
叠片台(20)、叠片机械手(21，22)、绕带组件(23)。
8.根据权利要求7所述的模切制袋叠片一体机，其特征在于：叠片机(4)中绕带组件(23)将模切制袋机(1)制好的袋过渡到叠片台(20)上，叠片机械手(21，22)分别从第一过渡皮带(8)和第二过渡皮带(9)上吸取极片，将极片叠到叠片台(20)上。
9.根据权利要求3所述的模切制袋叠片一体机，其特征在于：经过所述热压封焊组件之后，所述极片通过封焊工艺封装于隔膜内部，形成连续极片袋，所述连续极片袋内极片为第一极性；
连续极片袋与具有第二极性的极片层叠放置；
所述第一极性与所述第二极性为相反极性。
10.一种电池极片，其特征在于，所述电池极片包括：
连续极片袋，所述连续极片袋内包括多个第一极性极片；
连续极片袋中的所述第一极性极片与具有第二极性极片层叠放置；
所述第一极性与所述第二极性为相反极性；
所述第一极性极片周边和所述上下两层隔膜具有一圈封焊点(26)，所述封焊点(26)为围绕所述第一极性极片的间断点。
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