CN114243087B - 一种锂电池快速切叠一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池生产技术领域，特指一种锂电池快速切叠一体机，包括有隔膜放卷单元、隔膜切割机构、极片成型单元、极片转移单元、叠片单元和电芯收集仓，隔膜放卷单元和隔膜切割机构向叠片单元输送隔膜卷料，极片成型单元和极片转移单元向叠片单元输送极片，极片和隔膜在叠片单元中形成电芯片，且电芯片层叠在电芯收集仓中。本发明实现控制电芯厚度、切割隔膜、保证极片位置的效果，在本发明中实现锂电池极片的切叠的效果，提高了锂电池的工作效率；同时，在本发明中减少在工位之间通过机械手的移动，避免了极片在移动的过程中的损伤，保证了锂电池电芯的生产质量。

Description

一种锂电池快速切叠一体机

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，特指一种锂电池快速切叠一体机。

背景技术

随着生活质量的提高，人们日益依赖于便携电子产品的使用，如智能手机、平板电脑等，这其中需要电子产品中的电池提供电量。同时，锂电池广泛应用于智能手机、平板电脑中，通过锂电池为电子产品提供电量。

锂电池在生产的过程中，把极片卷料分成多片极片，并把极片和隔膜粘贴在一起，然后把极片进行叠片。

现有技术在锂电池的生产过程中，存在以下不足：

1、叠片装置在上料时不能直接对极片进行成型，极片需要在中转料盒进行中转后才能对接极片成型设备，在中转的时候容易对极片造成损伤，影响锂电池的质量；

2、在不同的过程中，需要通过多个工位进行不同的操作，但是极片在多个工位之间的移动，一般是通过机械手移动极片，这样不仅也容易造成极片的损伤，也容易使得极片发生位移，导致锂电池的生产质量低下；

3、在锂电池的生产过程中，不能在同一装置中实现控制电芯厚度和切割隔膜的效果，造成锂电池的工作效率较低。

发明内容

本发明的发明目的在于：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种锂电池快速切叠一体机。

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明采用以下技术方案：

一种锂电池快速切叠一体机，包括有隔膜放卷单元、隔膜切割机构、极片成型单元、极片转移单元、叠片单元和电芯收集仓；

所述电芯收集仓和所述隔膜放卷单元分别置于所述叠片单元相对的两侧上，所述隔膜切割机构置于所述隔膜放卷单元和所述叠片单元之间；

所述极片成型单元的前端处设置有极片卷料，所述极片成型单元包括有用于输送极片或极片卷料的输送带，沿着所述输送带的输送方向，在所述输送带的上方依次设置有极片切割机构和ccd检测机构；

所述极片转移单元置于所述输送带后端的上方，所述极片转移单元用于把所述输送带上的极片移动至所述叠片单元；

所述叠片单元包括有两个相适配、且相向转动的折叠辊和电芯收集仓，所述两个折叠辊的底部的左右两侧分别设置有拨叉；

所述隔膜放卷单元和所述隔膜切割机构向所述叠片单元输送隔膜卷料，所述极片成型单元和所述极片转移单元向所述叠片单元输送极片，所述极片和所述隔膜在叠片单元中形成电芯片，且所述电芯片层叠在所述电芯收集仓中。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述两个折叠辊的外缘上均设置有凸起和凹槽，在同一折叠辊上的凸起和凹槽相间设置；

所述两个折叠辊分别为第一折叠辊和第二折叠辊，所述第一折叠辊上的凸起和所述第二折叠辊上的凹槽相适配，所述第一折叠辊上的凹槽和所述第二折叠辊上的凸起相适配。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述锂电池快速切叠一体机包括有两个所述极片成型单元和两个所述极片转移单元，一个所述极片成型单元和一个所述极片转移单元分别置于所述叠片单元相对的两侧上；

所述两个极片成型单元和所述两个极片转移单元分别用于输送正极极片卷料或正极极片以及负极极片卷料或负极极片。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述电芯收集仓的下方设置有升降装置，所述升降装置包括有箱体、支撑杆和支撑板，所述支撑板置于所述电芯收集仓中，所述支撑杆上设置有弹簧，且所述支撑杆从所述箱体中向上伸出，并与所述支撑板的下面相连接。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述箱体内设置有压力传感器或位置传感器中的一种或多种。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述隔膜放卷单元包括有用于放置所述隔膜卷料的隔膜卷辊和隔膜牵引辊，所述隔膜牵引辊置于所述隔膜卷辊和所述隔膜切割机构之间。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述极片成型单元还包括有极片卷料牵引辊和极片卷料卷辊，所述极片卷料牵引辊置于所述输送带的前端。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述极片转移单元包括有对位平台，所述对位平台上设置有摆台，所述摆台上设置有气缸，所述气缸的活塞杆从气缸筒中伸出或收起，所述活塞杆上设置有吸盘，随着所述活塞杆的伸出或收起，所述吸盘上升或下降。

作为本发明锂电池快速切叠一体机的技术方案的一种改进，所述输送带为负压输送带。

本发明的有益效果：

1、通过本发明锂电池快速切叠一体机实现控制电芯厚度、切割隔膜、保证极片位置的效果，在本发明中实现锂电池极片的切叠的效果，提高了锂电池的工作效率；

2、在本发明中减少在工位之间通过机械手的移动，避免了极片在移动的过程中的损伤，保证了锂电池电芯的生产质量。

附图说明

图1为本发明的原理结构示意图；

图2为图1的局部放大图。

附图标记说明：1-隔膜卷料；2-隔膜切割机构；3-电芯收集仓；4-输送带；5-极片切割机构；6-ccd检测机构；7-拨叉；8-电芯片；9-第一折叠辊；10-第二折叠辊；11-凸起；12-凹槽；13-正极极片卷料；14-负极极片卷料；15-箱体；16-支撑杆；17-支撑板；18-隔膜卷辊；19-隔膜牵引辊；20-极片卷料牵引辊；21-极片卷料卷辊；22-气缸；23-活塞杆；24-吸盘。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于现有技术中的不足，本申请提供了一种锂电池快速切叠一体机，用于在锂电池中的电芯片的生产前，对隔膜和极片的切割和折叠。如图1和图2所示，一种锂电池快速切叠一体机，包括有隔膜放卷单元、隔膜切割机构2、极片成型单元、极片转移单元、叠片单元和电芯收集仓3。

电芯收集仓3和隔膜放卷单元分别置于叠片单元相对的两侧上，隔膜切割机构2置于隔膜放卷单元和叠片单元之间；

极片成型单元的前端处设置有极片卷料，极片成型单元包括有用于输送极片或极片卷料的输送带4，沿着输送带4的输送方向，在输送带4的上方依次设置有极片切割机构5和ccd检测机构6；极片转移单元置于输送带4后端的上方。

叠片单元包括有两个相适配、且相向转动的折叠辊和电芯收集仓3，两个折叠辊的底部的左右两侧分别设置有拨叉7。

优选的，输送带4为负压输送带4，在负压的作用下，可以避免在输送的过程中，极片卷料或极片发生位置移动的情况。而且在输送带4输送极片卷料或极片时，在输送带4的前端处用于输送极片卷料，当极片卷料经过极片切割机构5的下方后，极片卷料形成极片，输送带4则用于输送极片。

在使用的时候，隔膜放卷单元进入到叠片单元的两个折叠辊的中间，同时极片卷料随着输送带4的输送，在极片成型单元的位置，极片成型单元把极片卷料切割极片，然后在ccd检测机构6的位置，ccd检测机构6把极片位置信息传递到极片转移单元，极片转移单元根据收到的极片位置信息对极片位置进行纠正后，把极片转移到叠片单元中。随着两个折叠辊的转动，极片粘贴在隔膜卷料1上并形成电芯片8，然后电芯片8离开两个折叠辊并逐渐进入到电芯收集仓3中。在电芯收集仓3的入口处，在两个拨叉7的作用下，电芯片8折叠在电芯收集仓3中。在电芯收集仓3中的电芯将近达到指定厚度时，隔膜切割机构2将隔膜卷料1切断，切断后完成最后一次叠片，便可从电芯收集仓3中取出电芯，继而隔膜放卷单元和极片成型单元分别重新向叠片单元输送隔膜卷料1和极片卷料，开始下一个电芯的叠片。

详细地说，在本发明中，隔膜放卷单元用于放置隔膜卷料1以及向叠片机构输送隔膜卷料1；隔膜切割单元用于切断隔膜卷料1；极片成型单元中的输送带4用于输送极片卷料或极片；极片切割机构5用于把极片卷料切割成极片；ccd检测机构6用于检测极片质量，并读取极片位置信息，然后把极片信息发送到极片转移单元；极片转移单元用于根据极片位置信息，把输送带4上的极片的位置纠正后转移至叠片单元中；叠片单元用于把极片和隔膜形成电芯片8后，把电芯片8层叠置于电芯收集仓3中；两个拨叉7用于左右交替地将折叠后的电芯片8压让到电芯收集仓3中。

在此需要说明的是，隔膜切割机构2包括有切割刀或相近功能的切割件，通过切割件完成切割隔膜卷料1的效果。

优选的，隔膜放卷单元包括有用于放置隔膜卷料1的隔膜卷辊18和隔膜牵引辊19，隔膜卷辊18用于放置隔膜卷料1，随着隔膜卷料1的转动，实现通过隔膜卷辊18输入隔膜卷料1的效果。在使用的时候，隔膜卷辊18上的隔膜卷料1经过隔膜牵引辊19输送进入到叠片单元的两个折叠辊中间。而且由于隔膜牵引辊19置于隔膜卷辊18和隔膜切割机构2之间，当隔膜切割机构2在切割隔膜卷料1的时候，可以通过隔膜牵引辊19和隔膜卷辊18拉直隔膜卷料1，使隔膜卷料1处于紧绷的状态，便于隔膜切割机构2切割隔膜卷料1。

极片成型单元还包括有和极片卷料卷辊21和极片卷料牵引辊20，极片卷料卷辊21用于放置极片卷料，极片卷料牵引辊20置于输送带4的前端，极片卷料牵引辊20的作用和隔膜牵引辊19的作用相同，极片卷料牵引辊20用于把极片卷料牵引到输送带4上，以便后续的切割和检测。

更详细地说，在本发明中，分别通过隔膜牵引辊19和极片卷料牵引辊20实现向叠片单元牵引输送隔膜卷料1和极片卷料的效果。极片卷料在输送带4的输送作用下，从输送带4的前端被输送到输送带4的后端，在输送的过程中，极片卷料依次经过在输送带4上方的极片切割机构5和ccd检测机构6的下方，在极片切割机构5的作用下，极片卷料给切割成多片极片，随着输送带4的运行，极片到达ccd检测机构6的下方，ccd检测机构6检测极片的质量以及读取极片位置信息，然后把极片位置信息发送到极片转移单元处，极片转移单元接收到ccd检测机构6的极片位置信息后，对极片的位置进行纠正，并将极片转移到叠片单元中。

在叠片单元中，由于叠片单元的两个折叠辊相向转动，当隔膜卷料1进入到两个折叠辊之间的位置时，极片转移单元根据ccd检测机构6所检测到的极片位置信息对极片的位置进行纠正后，将极片转移到叠片单元中，叠片单元中的折叠辊通过负压吸附极片并带动极片旋转。

在两个折叠辊的转动过程中，折叠辊的转动会实现牵引隔膜的效果，在牵引隔膜的时候，在隔膜之上产生折痕，折叠辊转动至竖直位置时会破真空，使极片离开折叠辊放入隔膜前后两道折痕之间，继而在两个拨叉7左右交替的拨动作用下，电芯片8进入到电芯收集仓3中。

进一步的，两个折叠辊的外缘上均设置有凸起11和凹槽12，在同一折叠辊上的凸起11和凹槽12相间设置；两个折叠辊分别为第一折叠辊9和第二折叠辊10，第一折叠辊9上的凸起11和第二折叠辊10上的凹槽12相适配，第一折叠辊9上的凹槽12和第二折叠辊10上的凸起11相适配。由于叠片单元的两个折叠辊相向转动，当两个折叠辊相向转动时，在第一折叠辊9上的凸起11和凹槽12，对应地与第二折叠辊10上的凹槽12和凸起11相配合，可以在隔膜卷料1上形成向内的折痕，实现隔膜卷料1向内折叠的效果。而且由于在同一折叠辊上的凸起11和凹槽12相间设置，随着两个折叠辊的相向转动，所形成的向内的折痕依次相间向内，即实现了在左侧的隔膜卷料1向右折叠，在右侧的隔膜卷料1向左折叠的效果。更进一步的，在同一折叠辊上相间设置的凸起11和凹槽12之间的距离相等，可以保证每一层的隔膜卷料1的长度相同，保证了电芯片8的质量。

作为本发明的一种实施方式，锂电池快速切叠一体机包括有两个极片成型单元和两个极片转移单元，一个极片成型单元和一个极片转移单元分别置于叠片单元相对的两侧上；两个极片成型单元和两个极片转移单元分别用于输送正极极片卷料13或正极极片以及负极极片卷料14或负极极片。

电芯收集仓3的下方设置有升降装置，升降装置包括有箱体15、支撑杆16和支撑板17，支撑板17置于电芯收集仓3中，支撑杆16上设置有弹簧，且支撑杆16从箱体15中向上伸出，并与支撑板17的下面相连接。

详细地说，由于隔膜卷料1和极片经过叠片单元后形成电芯片8，且电芯片8层叠置于电芯收集仓3中，随着电芯片8逐渐进入到电芯收集仓3中，电芯的厚度逐渐增加，当电芯的厚度逐渐增加，支撑板17受力逐渐下降，在支撑杆16上的弹簧受力压缩变形。当电芯将近达到指定厚度时，隔膜切割机构2把隔膜卷料1进行切断，切断后完成最后一次叠片，便可从电芯收集仓3中取出电芯，取出电芯后，支撑板17在弹簧的作用下回复到原来的位置，隔膜放卷单元和极片成型单元分别重新向叠片单元输送隔膜卷料1和极片卷料，开始下一个电芯的叠片。

优选的，箱体15内设置有压力传感器或位置传感器中的一种或多种。作为本发明的箱体15中的传感器的一种实施方式，箱体15内设置有压力传感器，压力传感器用于检测支撑板17所受到的压力，由于支撑板17用于放置电芯片8，当电芯片8在支撑板17上的重量逐渐增加到指定重量时，压力传感器向隔膜切割机构2发送信号，控制隔膜切割机构2切断隔膜卷料1。作为本发明箱体15中的传感器的另一种实施方式，箱体15内设置有位置传感器，位置传感器用于检测支撑板17下降的位置，当电芯片8逐渐层叠在支撑板17上时，支撑板17逐渐下降，当支撑板17下降到指定位置时，位置传感器向隔膜切割机构2发出信号，控制隔膜切割机构2切断隔膜卷料1。在本申请中所述的指定重量和指定位置，均为根据锂电池电芯的需求而设定的重量或位置。

极片转移单元包括有对位平台，对位平台上设置有摆台，摆台上设置有气缸22，气缸22的活塞杆23从气缸22筒中伸出或收起，活塞杆23上设置有吸盘24，随着活塞杆23的伸出或收起，吸盘24上升或下降。在使用的时候，摆台的方向向下，活塞杆23从气缸22筒中伸出，通过吸盘24吸取极片，然后活塞杆23收起回到气缸22筒中，然后摆台转动，把极片转移到叠片单元中，并在转移的过程中，实现根据极片位置信息纠正极片的位置的效果。

基于本发明的实施例，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。

Claims (8)

1.一种锂电池快速切叠一体机，其特征在于，包括有隔膜放卷单元、隔膜切割机构、极片成型单元、极片转移单元、叠片单元和电芯收集仓；

所述电芯收集仓和所述隔膜放卷单元分别置于所述叠片单元相对的两侧上，所述隔膜切割机构置于所述隔膜放卷单元和所述叠片单元之间；

所述极片成型单元的前端处设置有极片卷料，所述极片成型单元包括有用于输送极片或极片卷料的输送带，沿着所述输送带的输送方向，在所述输送带的上方依次设置有极片切割机构和ccd检测机构；

所述极片转移单元置于所述输送带后端的上方，所述极片转移单元用于把所述输送带上的极片移动至所述叠片单元；

所述叠片单元包括有两个相适配、且相向转动的折叠辊和电芯收集仓，所述两个折叠辊的底部的左右两侧分别设置有拨叉；

所述隔膜放卷单元和所述隔膜切割机构向所述叠片单元输送隔膜卷料，所述极片成型单元和所述极片转移单元向所述叠片单元输送极片，所述极片和所述隔膜在叠片单元中形成电芯片，且所述电芯片层叠在所述电芯收集仓中；

所述两个折叠辊的外缘上均设置有凸起和凹槽，在同一折叠辊上的凸起和凹槽相间设置；

所述两个折叠辊分别为第一折叠辊和第二折叠辊，所述第一折叠辊上的凸起和所述第二折叠辊上的凹槽相适配，所述第一折叠辊上的凹槽和所述第二折叠辊上的凸起相适配。

2.根据权利要求1所述的锂电池快速切叠一体机，其特征在于，所述锂电池快速切叠一体机包括有两个所述极片成型单元和两个所述极片转移单元，一个所述极片成型单元和一个所述极片转移单元分别置于所述叠片单元相对的两侧上；

所述两个极片成型单元和所述两个极片转移单元分别用于输送正极极片卷料或正极极片以及负极极片卷料或负极极片。

3.根据权利要求1所述的锂电池快速切叠一体机，其特征在于，所述电芯收集仓的下方设置有升降装置，所述升降装置包括有箱体、支撑杆和支撑板，所述支撑板置于所述电芯收集仓中，所述支撑杆上设置有弹簧，且所述支撑杆从所述箱体中向上伸出，并与所述支撑板的下面相连接。

4.根据权利要求3所述的锂电池快速切叠一体机，其特征在于，所述箱体内设置有压力传感器或位置传感器中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的锂电池快速切叠一体机，其特征在于，所述隔膜放卷单元包括有用于放置所述隔膜卷料的隔膜卷辊和隔膜牵引辊，所述隔膜牵引辊置于所述隔膜卷辊和所述隔膜切割机构之间。

6.根据权利要求1所述的锂电池快速切叠一体机，其特征在于，所述极片成型单元还包括有极片卷料牵引辊和极片卷料卷辊，所述极片卷料牵引辊置于所述输送带的前端。

7.根据权利要求1所述的锂电池快速切叠一体机，其特征在于，所述极片转移单元包括有对位平台，所述对位平台上设置有摆台，所述摆台上设置有气缸，所述气缸的活塞杆从气缸筒中伸出或收起，所述活塞杆上设置有吸盘，随着所述活塞杆的伸出或收起，所述吸盘上升或下降。

8.根据权利要求1-2或5-7任意一项所述的锂电池快速切叠一体机，其特征在于，所述输送带为负压输送带。