CN114335752A - 一种电芯复合极片包膜、叠片一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电芯复合极片包膜、叠片一体机，包括机台,机台上设有叠片机构、极片存储供料机构、复合极片包膜机构、复合极片搬运机构和电芯下料机构，复合极片包膜机构包括四工位转盘和包膜机构，包膜机构将多个极片复合包膜后、由四工位转盘将已经包膜的复合极片输送至复合极片搬运机构的搬运工位，复合极片搬运机构将复合极片搬运至极片存储供料机构处进行储存。本发明采用了前段工序多片极片同时包膜的方式，先将极片复合包膜后再进行叠片，省去极片与极片叠片时垫隔膜的繁琐步骤，而且不需要对隔膜进行张力调节等，前段工序多片极片包膜的方式能够加快极片包膜效率，精简后段叠片机构的复杂程度提高堆叠效。
Description
技术领域
本发明涉及电芯制作领域，特别涉及一种电芯复合极片包膜、叠片一体机。
背景技术
随着电子产品的高速发展，对锂电池的需求量越来越高，同时对于锂电池的生产工艺及生产效率的要求也越来越高，在现有技术中，锂电池的电芯是由正极片和负极片堆叠而制成的，所以叠片工艺是电池加工制造工艺中最重要的工艺之一，由于叠片工艺过程中极片与极片之间需要隔膜隔开，对隔膜的包裹效果要求较高，隔膜的调节较为繁琐，导致叠片效率普遍较低，有待提高。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种电芯复合极片包膜、叠片一体机。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种电芯复合极片包膜、叠片一体机，包括机台,所述机台上设有叠片机构、极片存储供料机构、复合极片包膜机构、复合极片搬运机构和电芯下料机构，所述复合极片包膜机构包括四工位转盘和包膜机构，所述包膜机构将多个极片复合包膜后、由所述四工位转盘将已经包膜的复合极片输送至所述复合极片搬运机构的搬运工位，所述复合极片搬运机构将复合极片搬运至所述极片存储供料机构处进行储存。
作为本发明电芯复合极片包膜、叠片一体机的一种改进，所述叠片机构包括叠片台、控制所述叠片台水平左右移动的输送线、左叠片机械手和右叠片机械手,所述左叠片机械手和所述右叠片机械手交替从所述极片存储供料机构处取极片放入所述叠片台进行叠片；
作为本发明电芯复合极片包膜、叠片一体机的一种改进，所述叠片机构还包括左上料定位台和右上料定位台，所述左叠片机械手从所述极片存储供料机构处取极片后均在所述左上料定位台上进行二次定位，所述右叠片机械手从所述极片存储供料机构处取极片后均在所述右上料定位台上进行二次定位。
作为本发明电芯复合极片包膜、叠片一体机的一种改进，所述极片存储供料机构包括复合极片储存槽、底片极片储存槽、顶片极片储存槽、以及极片输送伺服模组，所述极片输送伺服模组控制所述复合极片储存槽、底片极片储存槽和顶片极片储存槽水平移动至取片位置。
作为本发明电芯复合极片包膜、叠片一体机的一种改进，所述包膜机构包括极片上料夹具、预复合平台、预复合压板机构、薄膜放卷机构、拉膜机构和切膜机构，所述极片上料夹具同时顶升多片极片供料、所述预复合压板机构移动至所述极片上料夹具的正上方取多片极片，所述拉膜机构将所述薄膜放卷机构的隔膜拉出、使隔膜铺设在所述预复合平台上，所述预复合压板机构带动多片极片移动至所述预复合平台的正上方、并将极片压在隔膜上，所述切膜机构定长切断隔膜，所述预复合平台的一侧设有能够翻转盖在所述预复合平台上的盖膜板，所述盖膜板带动隔膜翻转盖在多片极片的上表面，多片极片包膜完成。
作为本发明电芯复合极片包膜、叠片一体机的一种改进，所述四工位转盘的四个工位分别是包膜工位、热复合工位、激光切膜工位和上下料工位，所述包膜工位、热复合工位、激光切膜工位和上下料工位上均设有多工位载具，所述包膜机构将极片包膜完成后通过所述四工位转盘依次转动输送至热复合工位、激光切膜工位和上下料工位；
所述复合极片搬运机构从所述上下料工位取复合极片、并搬运至所述极片存储供料机构处进行储存。
作为本发明电芯复合极片包膜、叠片一体机的一种改进，所述多工位载具上设有真空吸板，所述真空吸板上间隔设有多个极片放置槽，所述机台对应所述热复合工位处设有热复合机构，所述热复合机构将已经包膜完成的极片热复合，所述机台对应所述激光切膜工位处设有激光切割机，所述激光切割机将已经包膜热复合完成的多个极片切割分离。
作为本发明电芯复合极片包膜、叠片一体机的一种改进，所述极片上料夹具包括顶升支架，所述顶升支架的上端设有极片定位夹具，所述顶升支架的中部设有顶升电机安装板，所述顶升电机安装板上设有顶升电机，所述顶升电机通过丝杆连接顶升底板，所述顶升底板上间隔设有多个顶升杆，所述极片定位夹具上间隔设有多个极片定位槽，每个所述极片定位槽内均设有托料板，每根所述顶升杆均对应一个所述极片定位槽设置；
每根所述顶升杆内均设有弹簧缓冲块，所述弹簧缓冲块抵顶在所述托料板的底部，所述顶升杆上升时、带动所述托料板沿着所述极片定位槽上升运动；
所述预复合压板机构包括伺服驱动模组和升降机构，所述升降机构控制一预复合压板升降，所述伺服驱动模组控制所述升降机构左右移动，所述预复合压板上设有取料板，所述取料板内设有若干个真空吸附孔；
所述预复合压板下压在所述极片定位夹具上时、所述顶升杆上升抵顶所述极片定位槽上的极片上升、使最上层的极片与所述取料板接触，所述取料板内的真空吸附孔开真空吸取极片；
所述取料板吸取极片时、每个所述极片定位槽上的极片均需要与所述取料板接触，所述极片定位槽上的极片未接触到所述取料板时、所述顶升电机继续推动顶升杆上升。
本发明的有益效果在于：本发明采用了前段工序多片极片同时包膜的方式，先将极片复合包膜后再进行叠片，省去极片与极片叠片时垫隔膜的繁琐步骤，而且不需要对隔膜进行张力调节等，前段工序多片极片包膜的方式能够加快极片包膜效率，精简后段叠片机构的复杂程度提高堆叠效率。
本发明的复合极片的包膜采用了多片上料、多片同时包膜的方式，而且极片上料夹具采用了真空吸附取料、配合弹簧缓冲块的取料方式，免去感应器感应极片，避免感应失效的弊端。由于每个极片定位槽内均堆叠了若干片极片，顶升电机能够在推动极片上行时、利用弹簧缓冲块的缓冲作用使每个极片定位槽内的极片均能够被取料板取到。
附图说明
图1是本发明的俯视图。
图2是本发明复合极片包膜机构的俯视图。
图3是本发明包膜机构的立体图。
图4是本发明叠片机构的主视图。
图5是本发明极片上料夹具的立体图。
图6是本发明极片上料夹具的剖视图。
图7是本发明极片上料夹具和预复合压板机构的组合结构示意图。
具体实施方式
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……) 仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围内。
如图1-图7所示，一种电芯复合极片包膜、叠片一体机，包括机台1,机台1上设有叠片机构2、极片存储供料机构3、复合极片包膜机构4、复合极片搬运机构5、电芯热压工位6和电芯下料机构7，复合极片包膜机构4包括四工位转盘8和包膜机构9，包膜机构9将多个极片复合包膜后、由四工位转盘8将已经包膜的复合极片输送至复合极片搬运机构5的搬运工位，复合极片搬运机构5将复合极片搬运至极片存储供料机构3处进行储存。电芯叠片完成后由机械手10搬运至电芯热压工位6上进行电芯热压，电芯热压完成后由机械手10搬运输送至电芯下料机构7的取料处，电芯下料机构7取电芯下料。电芯下料机构7包括下料伺服模组和下料升降模组，下料伺服模组控制下料升降模组水平移动，下料伺服模组和下料升降模组均采用了伺服电机带动丝杆的传动方式实现位移。电芯热压工位6处设置电芯热压机构，电芯热压机构包括升降伺服模组和热压板，升降伺服模组控制热压板的升降。
优选的，叠片机构2包括叠片台21、控制叠片台21水平左右移动的输送线22、左叠片机械手25和右叠片机械手26；左叠片机械手25和右叠片机械手26交替从极片存储供料机构3处取极片放入叠片台21进行叠片；
优选的，叠片机构2还包括左上料定位台27和右上料定位台28，左叠片机械手25从极片存储供料机构3处取极片后均在左上料定位台27上进行二次定位，右叠片机械手26从极片存储供料机构3处取极片后均在右上料定位台28上进行二次定位。
优选的，极片存储供料机构3包括复合极片储存槽31、底片极片储存槽32、顶片极片储存槽33、以及极片输送伺服模组34，极片输送伺服模组34控制复合极片储存槽31、底片极片储存槽32和顶片极片储存槽33水平移动至取片位置。
优选的，包膜机构9包括极片上料夹具91、预复合平台92、预复合压板机构93、薄膜放卷机构94、拉膜机构95和切膜机构96，极片上料夹具91同时顶升多片极片供料、预复合压板机构93移动至极片上料夹具91的正上方取多片极片，拉膜机构95将薄膜放卷机构94的隔膜拉出、使隔膜铺设在预复合平台92上，预复合压板机构93带动多片极片移动至预复合平台92的正上方、并将极片压在隔膜上，切膜机构96定长切断隔膜，预复合平台92的一侧设有能够翻转盖在预复合平台92上的盖膜板97，盖膜板97带动隔膜翻转盖在多片极片的上表面，多片极片包膜完成。
拉膜机构95包括拉膜伺服驱动951和拉膜夹子952，拉膜伺服驱动951能够带动拉膜夹子952左右移动，拉膜伺服驱动951控制拉膜夹子952移动至取隔膜位置，拉膜夹子952动作夹持隔膜，拉膜伺服驱动951控制拉膜夹子952向另一方向移动、使隔膜拉出至设定的长度。
切膜机构96设置在取膜位置处，切膜机构96包括切膜气缸和切膜垫板，切膜气缸的活塞杆端设有切刀，切膜垫板上设有切刀孔，切膜机构切膜时、切刀对准切刀孔的位置下行切断隔膜。
薄膜放卷机构94包括放卷支架，放卷支架上设有放卷伺服电机，放卷伺服电机控制一卷料盘转动，放卷支架上还设有隔膜纠偏器，隔膜纠偏器包括调节块安装板和感应器安装板，调节块安装板上设有调节丝杆和丝杆安装板，调节丝杆的一端穿设在丝杆安装板上，丝杆安装板的一侧设有锁紧把手，调节丝杆上设有调节块，感应器安装板上设有两个感应器，隔膜依次穿设在感应器和调节块上。
优选的，四工位转盘8的四个工位分别是包膜工位81、热复合工位82、激光切膜工位83和上下料工位84，包膜工位81、热复合工位82、激光切膜工位83和上下料工位84上均设有多工位载具85，包膜机构9将极片包膜完成后通过四工位转盘8依次转动输送至热复合工位82、激光切膜工位83和上下料工位84上；每个多工位载具85均由复位气缸88控制移动。
复合极片搬运机构5从上下料工位84取复合极片、并搬运至极片存储供料机构3处进行储存。
优选的，多工位载具85上设有真空吸板，真空吸板上间隔设有多个极片放置槽，机台1对应热复合工位82处设有热复合机构86，热复合机构86将已经包膜完成的极片热复合，机台1对应激光切膜工位83处设有激光切割机87，激光切割机87将已经包膜热复合完成的多个极片切割分离。
优选的，极片上料夹具91包括顶升支架911，顶升支架911的上端设有极片定位夹具912，顶升支架911的中部设有顶升电机安装板913，顶升电机安装板913上设有顶升电机914，顶升电机914通过丝杆连接顶升底板915，顶升底板915上间隔设有多个顶升杆916，极片定位夹具912上间隔设有多个极片定位槽917，每个极片定位槽917内均设有托料板918，每根顶升杆916均对应一个极片定位槽917设置。
每根顶升杆916内均设有弹簧缓冲块919，弹簧缓冲块919抵顶在托料板的底部，顶升杆916上升时、带动托料板918沿着极片定位槽917上升运动。
预复合压板机构93包括伺服驱动模组和升降机构，升降机构控制一预复合压板升降，伺服驱动模组控制升降机构左右移动，预复合压板上设有取料板，取料板内设有若干个真空吸附孔。
预复合压板下压在极片定位夹具912上时、顶升杆916上升抵顶极片定位槽917上的极片上升、使最上层的极片与取料板接触，取料板内的真空吸附孔开真空吸取极片。
取料板吸取极片时、每个极片定位槽917上的极片均需要与取料板接触，极片定位槽917上的极片未接触到取料板时、顶升电机914继续推动顶升杆916上升，直到每个极片定位槽917上的极片均与取料板接触为止。这种极片吸取方式能够免去感应的感应，避免感应失效的弊端。
本发明采用了前段工序多片极片同时包膜的方式，先将极片复合包膜后再进行叠片，省去极片与极片叠片时垫隔膜的繁琐步骤，而且不需要对隔膜进行张力调节等，前段工序多片极片包膜的方式能够加快极片包膜效率，精简后段叠片机构的复杂程度、提高堆叠效率。
本发明也可以当做普通极片堆叠时使用，当做普通极片堆叠时使用时，在叠片机构上设置隔膜放卷机构29、隔膜缓存张紧机构24和中间过度辊23，复合极片包膜机构不使用，当极片堆叠时再通过隔膜隔开。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (10)
1.一种电芯复合极片包膜、叠片一体机，包括机台, 其特征在于，所述机台上设有叠片机构、极片存储供料机构、复合极片包膜机构、复合极片搬运机构和电芯下料机构，所述复合极片包膜机构包括四工位转盘和包膜机构，所述包膜机构将多个极片复合包膜后、由所述四工位转盘将已经包膜的复合极片输送至所述复合极片搬运机构的搬运工位，所述复合极片搬运机构将复合极片搬运至所述极片存储供料机构处进行储存；
所述叠片机构包括叠片台、控制所述叠片台水平左右移动的输送线、左叠片机械手和右叠片机械手,所述左叠片机械手和所述右叠片机械手交替从所述极片存储供料机构处取极片放入所述叠片台进行叠片。
2.根据权利要求1所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述叠片机构还包括左上料定位台和右上料定位台，所述左叠片机械手从所述极片存储供料机构处取极片后均在所述左上料定位台上进行二次定位，所述右叠片机械手从所述极片存储供料机构处取极片后均在所述右上料定位台上进行二次定位。
3.根据权利要求1所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述极片存储供料机构包括复合极片储存槽、底片极片储存槽、顶片极片储存槽、以及极片输送伺服模组，所述极片输送伺服模组控制所述复合极片储存槽、底片极片储存槽和顶片极片储存槽水平移动至取片位置。
4.根据权利要求1所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述包膜机构包括极片上料夹具、预复合平台、预复合压板机构、薄膜放卷机构、拉膜机构和切膜机构，所述极片上料夹具同时顶升多片极片供料、所述预复合压板机构移动至所述极片上料夹具的正上方取多片极片，所述拉膜机构将所述薄膜放卷机构的隔膜拉出、使隔膜铺设在所述预复合平台上，所述预复合压板机构带动多片极片移动至所述预复合平台的正上方、并将极片压在隔膜上，所述切膜机构定长切断隔膜，所述预复合平台的一侧设有能够翻转盖在所述预复合平台上的盖膜板，所述盖膜板带动隔膜翻转盖在多片极片的上表面，多片极片包膜完成。
5.根据权利要求4所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述四工位转盘的四个工位分别是包膜工位、热复合工位、激光切膜工位和上下料工位，所述包膜工位、热复合工位、激光切膜工位和上下料工位上均设有多工位载具，所述包膜机构将极片包膜完成后通过所述四工位转盘依次转动输送至热复合工位、激光切膜工位和上下料工位；
所述复合极片搬运机构从所述上下料工位取复合极片、并搬运至所述极片存储供料机构处进行储存。
6.根据权利要求5所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述多工位载具上设有真空吸板，所述真空吸板上间隔设有多个极片放置槽，所述机台对应所述热复合工位处设有热复合机构，所述热复合机构将已经包膜完成的极片热复合，所述机台对应所述激光切膜工位处设有激光切割机，所述激光切割机将已经包膜热复合完成的多个极片切割分离。
7.根据权利要求6所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述极片上料夹具包括顶升支架，所述顶升支架的上端设有极片定位夹具，所述顶升支架的中部设有顶升电机安装板，所述顶升电机安装板上设有顶升电机，所述顶升电机通过丝杆连接顶升底板，所述顶升底板上间隔设有多个顶升杆，所述极片定位夹具上间隔设有多个极片定位槽，每个所述极片定位槽内均设有托料板，每根所述顶升杆均对应一个所述极片定位槽设置；
每根所述顶升杆内均设有弹簧缓冲块，所述弹簧缓冲块抵顶在所述托料板的底部，所述顶升杆上升时、带动所述托料板沿着所述极片定位槽上升运动。
8.根据权利要求7所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述预复合压板机构包括伺服驱动模组和升降机构，所述升降机构控制一预复合压板升降，所述伺服驱动模组控制所述升降机构左右移动，所述预复合压板上设有取料板，所述取料板内设有若干个真空吸附孔。
9.根据权利要求8所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述预复合压板下压在所述极片定位夹具上时、所述顶升杆上升抵顶所述极片定位槽上的极片上升、使最上层的极片与所述取料板接触，所述取料板内的真空吸附孔开真空吸取极片。
10.根据权利要求9所述的电芯复合极片包膜、叠片一体机，其特征在于，所述取料板吸取极片时、每个所述极片定位槽上的极片均需要与所述取料板接触，所述极片定位槽上的极片未接触到所述取料板时、所述顶升电机继续推动顶升杆上升。
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