CN114824501A - 一种锂电池用叠片机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源锂电池技术领域，且公开了一种锂电池用叠片机，包括底座，所述底座的两侧分别设有一个侧板，所述侧板上滑动连接有折弯机构和吸盘机构，所述侧板的下端设有分隔座，底座上安装有驱动分隔座上下移动的下折叠伸缩杆，所述分隔座的表面滑动连接有纵向滑动座。本发明通过折弯驱动机构和折弯机构的配合使得位于两组主辊轴之间的隔离膜一次折弯成多个Z字型凹陷，再通过吸盘机构将所有阴极片和阳极片一次交错放置在Z字型凹陷处，利用折弯驱动机构驱动折弯辊而改变隔离膜的形状实现对极片的和隔离膜的折叠功能，摒弃传统多次叠压极片和隔离膜的方式，避免极片被多次挤压而造成损坏的情况。

Description

一种锂电池用叠片机

技术领域

本发明涉及新能源锂电池技术领域，具体为一种锂电池用叠片机。

背景技术

随着经济的快速发展，资源的不合理使用，导致环境问题成为各国重点关注的问题之一，为了减少环境的污染，各国都在积极的发展低污染的绿色能源。新能源锂电池，是一种全新的储能类电源，具有使用空间小、存储能量多、使用效率高、工作温度区间大等优点。随着石油资源的日益减少，新能源锂电池作为一种全新而且稳定的能源受到各国的重视。而电池的第一步工序即是电芯极片组成电池，即叠片技术。

现有的叠片技术主要是以机械手或者手工为主，通过负压吸盘结构将正极极片和负极极片重复吸取，正负极片之间铺置一层用于分离极片的隔离膜，将三者依次堆叠成芯片。由于极片需要单片放置，极片采用堆叠式，最底层的极片和隔离膜受到多次“压制”成型，容易多隔离膜和极片造成损伤。

叠片机是方形锂电池生产的关键设备之一。一般由十个机构组成分别是：放料机构、正极料盒、负极料盒、正极二次定位机构、负极二次定位机构、正极送料机构、负极送料机构、叠片台、贴胶机构、下料机构。

发明内容

针对背景技术中提出的现有锂电池用叠片机在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种锂电池用叠片机，具备一次叠片成型，降低极片磨损的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种锂电池用叠片机，包括底座，所述底座的两侧分别设有一个侧板，所述侧板上滑动连接有折弯机构和吸盘机构，所述侧板的下端设有分隔座，底座上安装有驱动分隔座上下移动的下折叠伸缩杆，所述分隔座的表面滑动连接有纵向滑动座，所述分隔座的下方设置有用于改变折弯机构位置的折弯驱动机构，所述底座的两端均设有用于拉伸隔离膜的主辊轴。

优选的，所述折弯机构包括折弯横梁、折弯悬臂和折弯辊，所述折弯横梁滑动连接在侧板上，所述折弯悬臂安装在折弯横梁上，所述折弯悬臂的驱动端连接折弯辊，所述折弯悬臂用于驱动折弯辊横向和纵向移动。

优选的，所述折弯辊包括上辊和下辊，所述上辊和下辊卡合构成圆柱形折弯辊，上辊和下辊的高度均为折弯辊的二分之一高度，所述折弯悬臂的驱动端连接上辊，所述下辊与折弯驱动机构连接。

优选的，所述吸盘机构包括吸盘悬梁、吸盘悬臂和吸盘体，所述吸盘悬梁滑动连接在侧板上，所述吸盘悬臂设置于吸盘悬梁上，所述吸盘悬臂可驱动吸盘体沿着吸盘悬梁横向和纵向移动，位于两个侧板上的吸盘机构分别用于吸附阴极片和阳极片。

优选的，所述折弯驱动机构包括竖向连接板、横向连接座、折叠杆和折叠电机，所述竖向连接板的一端与下辊相连接，所述竖向连接板的一端贯穿至分隔座的下方，所述竖向连接板的内侧设有横向连接座，所述横向连接座上转动连接有折叠杆，所述折叠杆的两端分别转动连接在相对的横向连接座上，折叠电机的驱动端连接在位于底座端头处的折叠杆上。

优选的，所述联动组件包括旋转杆、主动齿轮和从动齿轮，所述旋转杆贯穿折叠杆和横向连接座，相邻旋转杆上分别套设有主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮相啮合。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过折弯驱动机构和折弯机构的配合使得位于两组主辊轴之间的隔离膜一次折弯成多个Z字型凹陷，再通过吸盘机构将所有阴极片和阳极片一次交错放置在Z字型凹陷处，利用折弯驱动机构驱动折弯辊而改变隔离膜的形状实现对极片的和隔离膜的折叠功能，摒弃传统多次叠压极片和隔离膜的方式，避免极片被多次挤压而造成损坏的情况。

2、本发明通过相互啮合的主动齿轮和从动齿轮带动相邻的折叠杆旋转，配合折叠杆在横向连接座上的移动以及纵向滑动座在分隔座上的移动，达到对多个折叠杆位置的调整，从而带动折弯辊实现对隔离膜形状的调整，保证Z字型凹陷形状的一致性，继而保证电池芯的质量。

3、本发明通过主动齿轮和从动齿轮的啮合，实现折叠杆的同步移动，保证不同位置的极片与隔离膜的交叠同步进行，避免出现有极片先被叠压，而其他极片在交叠时挤压在先叠压的极片的问题，防止在先极片被挤压而造成损坏。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明上辊和下辊反向移动时示意图；

图3为本发明侧面结构示意图；

图4为本发明折叠杆与联动组件连接示意图；

图5为本发明上辊和下辊反向移动时的侧面结构示意图；

图6为本发明隔离膜平整状态示意图；

图7为本发明隔离膜折弯状态示意图；

图8为本发明隔离膜与极片位置示意图；

图9为本发明隔离膜折叠后示意图；

图10为本发明折叠杆平整状态示意图；

图11为本发明折叠杆折弯状态示意图；

图12为本发明图11的A处放大示意图截面剖视图。

图中：1、底座；2、侧板；3、折弯机构；301、折弯横梁；302、折弯悬臂；303、折弯辊；3031、上辊；3032、下辊；4、吸盘机构；401、吸盘悬梁；402、吸盘悬臂；403、吸盘体；5、分隔座；6、纵向滑动座；7、折弯驱动机构；701、竖向连接板；702、横向连接座；703、折叠杆；704、折叠电机；8、联动组件；801、旋转杆；802、主动齿轮；803、从动齿轮；9、主辊轴；10、下折叠伸缩杆。

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。

请参阅图1和附图3，一种锂电池用叠片机，包括底座1和侧板2，底座1的两侧固定有两个侧板2，侧板2上滑动连接有折弯机构3和吸盘机构4，底座1的两端分别设置一组主辊轴9，隔离膜从主辊轴9之间穿过，主辊轴9用于调整隔离膜的张力等，主辊轴9为现有技术中用于调整隔离膜的组件的总成，附图中仅简单绘出；侧板2的底端滑动连接有可上下移动的分隔座5，分隔座5的顶部设有可前后移动的纵向滑动座6，分隔座5的下方设置有折弯驱动机构7，折弯驱动机构7和折弯机构3配合用于调整隔离膜的形状，使得隔离膜可以由平整状态变化呈折弯的状态，并可以将阴极片和阳极片交错折叠在一块形成电池芯。

其中，折弯机构3包括折弯横梁301，折弯横梁301上安装折弯悬臂302，折弯悬臂302的驱动端连接折弯辊303，折弯悬臂302可用于驱动折弯辊303沿着折弯横梁301移动，且可以驱动折弯辊303在竖直方向伸缩，参阅附图1和附图2所示，折弯机构3由上辊3031和下辊3032插接而成，上辊3031和下辊3032均为折弯辊303总长度的二分之一，上辊3031连接在折弯悬臂302的驱动端，下辊3032滑动连接在纵向滑动座6上，下辊3032的底端连接折弯驱动机构7，用于驱动下辊3032沿着纵向滑动座6滑动，下折叠伸缩杆10通过推动分隔座5从而带动下辊3032在纵向上的移动，因此通过控制折弯悬臂302与折弯驱动机构7和下折叠伸缩杆10的配合使用，使得上辊3031与下辊3032在纵向和横向上的运动同步；

吸盘机构4包括吸盘悬梁401，吸盘悬梁401上设置吸盘悬臂402，吸盘悬臂402的驱动端连接吸盘体403，吸盘悬臂402可驱动吸盘体403在吸盘悬梁401上移动，且可驱动吸盘体403上下移动，从而带动吸盘体403上吸附的极片移动；参阅附图3和附图4所示，折弯机构3和吸盘机构4均有若干个，且折弯机构3和吸盘机构4分别沿着底座1两侧的侧板2移动，两个侧板2上的吸盘机构4分别吸附阴极片和阳极片，折弯机构3移动后将隔膜折叠呈Z字形，折弯机构3所形成的的可放置极片的完整的Z字形凹陷与阴极片和阳极片之和相等，同时一次所形成的Z字形凹陷以及一次可放置的阴极片和阳极片的数量为一个完整的电池芯所需的数量，也即构成电池芯所需的阴极片和阳极片是同时放置在已成型的Z字形凹陷处，然后统一折叠隔离膜，摒弃了现有技术中逐一放置极片的方式，也避免隔离膜逐次折叠的情况；

折弯驱动机构7包括贯穿分隔座5的竖向连接板701，竖向连接板701的一端位于纵向滑动座6的内壁，下辊3032与竖向连接板701连接在一起；竖向连接板701延伸至分隔座5下端的内侧连接有横向连接座702，横向连接座702上转动连接有折叠杆703，横向连接座702和折叠杆703通过联动组件8连接，参阅10、图11和附图12，折叠杆703的两端连接在相对的两个横向连接座702上，位于底座1远离隔离膜卷辊一端的折叠电机704，折叠电机704用于推动横向连接座702、折叠杆703移动从而使得折弯辊303移动，继而使得隔离膜折叠成Z型。

联动组件8包括旋转杆801、主动齿轮802和从动齿轮803，参阅附图4，折叠杆703通过旋转杆801转动连接在横向连接座702上，位于同一个横向连接座702上的折叠杆703通过旋转杆801分别套接主动齿轮802和从动齿轮803，主动齿轮802和从动齿轮803相啮合，当其中一个折叠杆703带动贯穿其内部的旋转杆801旋转时，主动齿轮802也旋转，从而带动从动齿轮803旋转，继而带动另一个折叠杆703同步旋转且旋转的角度相同；参阅附图7-图9，由于旋转杆801可以沿着横向连接座702移动，横向连接座702由可通过竖向连接板701、纵向滑动座6沿着分隔座5移动，因此能够在推动折叠电机704时，使得所有的折叠杆703呈现折叠式的移动，继而带动折弯辊303成折叠式移动，隔离膜在折弯辊303的移动下折叠成Z字型，在Z字型的凹陷中可以通过吸盘机构4交错放置阴极片和阳极片，然后再继续推动折叠电机704，使得隔离膜与极片折叠成入附图9所示的形状。

参阅附图10和图11，分别为对应于图6和图7、图12时的折叠杆703的形状，折叠杆703的形状与隔离膜的形状相对应。

本申请的使用方法如下：

初始状态下，参阅附图6所示，隔离膜穿管底座1两端的主辊轴9，其中与隔离膜卷辊较远的一端的主辊轴9，即图中所示下方的主辊轴9将隔离膜的自由端夹住，隔离膜在靠近隔离膜卷辊一端的主辊轴9中移动；折弯悬臂302驱动上辊3031移动至隔离膜一侧，折叠电机704驱动折叠杆703移动至如附图10所示的位置，由于竖向连接板701与下辊3032连接，因此下辊3032位于隔离膜一侧，折弯悬臂302驱动上辊3031向下、下折叠伸缩杆10驱动分隔座5向上，使得上辊3031和下辊3032插接卡合成完整的折弯辊303，且折弯辊303交错位于隔离膜的两侧；

折叠电机704推动横向连接座702移动，右侧第一个横向连接座702保持不动，在旋转杆801和主动齿轮802的啮合下以及右侧横向连接座702上的一个折叠杆703旋转的配合下，其他的折叠杆703以及横向连接座702联动动作，使得远处的横向连接座702向右侧第一个横向连接座702靠近，且相连的折叠杆703在主动齿轮802和从动齿轮803的作用下折叠成相同的角度，最终成为附图7所示的折弯状态；

在图7所示的折弯状态下，折叠电机704暂停推动折叠杆703移动，吸盘体403吸附极片，且两侧的侧板2上的吸盘体403分别吸附阴极片和阳极片，可通过液压杆推动吸盘悬梁401移动至隔离膜Z型凹陷处，然后通过吸盘悬臂402驱动吸盘体403带着极片向靠近Z型凹陷处的中心移动，也就是朝向折弯辊303处移动；随着极片逐渐靠近折弯辊303，此时下折叠伸缩杆10和折弯悬臂302分别反向带动下辊3032和上辊3031移动，本申请中选用隔离膜的宽度大于极片的宽度，使得上辊3031和下辊3032分别移动至隔离膜的两端，保证隔离膜能够被折叠成Z型的同时，避免上辊3031和下辊3032与极片接触，防止极片被上辊3031、下辊3032磨损；此步骤后形成附图12所示的状态，其中黑色条形和白色条形分别表示阴极片和阳极片，折弯辊303折弯成Z型的为隔离膜；

当阴极片和阳极片移动至隔离膜Z型凹陷处后，折叠电机704继续推动折叠杆703移动，使得折叠杆703折叠在一起，参阅附图2和附图5，此时折弯悬臂302和下折叠伸缩杆10继续带动上辊3031和下辊3032反向移动而从隔离膜的上下端移出，隔离膜与阴极片和阳极片折叠后如附图9所示。

然后可将隔离膜切断；并将上述隔离膜与阴极片、阳极片组成的电池芯取出，可通过设置夹持隔离膜的机构，在隔离膜切断后，将隔离膜重新拉伸至两端的主辊轴9中间；

此时，通过折叠电机704反向移动折叠杆703，从而使得折叠杆703恢复至附图10所示的状态，此时上辊3031和上辊3031也如附图6所示的位置，然后折弯悬臂302和下折叠伸缩杆10分别驱动上辊3031和下辊3032相向移动而使得上辊3031和下辊3032插接卡合在一起形成完整的折弯辊303，然后重复上述操作，实现电池芯的循环叠片功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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精神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物限定。

Claims (6)

1.一种锂电池用叠片机，包括底座（1），所述底座（1）的两侧分别设有一个侧板（2），其特征在于：所述侧板（2）上滑动连接有折弯机构（3）和吸盘机构（4），所述侧板（2）的下端设有分隔座（5），底座（1）上安装有驱动分隔座（5）上下移动的下折叠伸缩杆（10），所述分隔座（5）的表面滑动连接有纵向滑动座（6），所述分隔座（5）的下方设置有用于改变折弯机构（3）位置的折弯驱动机构（7），所述底座（1）的两端均设有用于拉伸隔离膜的主辊轴（9）。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池用叠片机，其特征在于：所述折弯机构（3）包括折弯横梁（301）、折弯悬臂（302）和折弯辊（303），所述折弯横梁（301）滑动连接在侧板（2）上，所述折弯悬臂（302）安装在折弯横梁（301）上，所述折弯悬臂（302）的驱动端连接折弯辊（303），所述折弯悬臂（302）用于驱动折弯辊（303）横向和纵向移动。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池用叠片机，其特征在于：所述折弯辊（303）包括上辊（3031）和下辊（3032），所述上辊（3031）和下辊（3032）卡合构成圆柱形折弯辊（303），上辊（3031）和下辊（3032）的高度均为折弯辊（303）的二分之一高度，所述折弯悬臂（302）的驱动端连接上辊（3031），所述下辊（3032）与折弯驱动机构（7）连接。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池用叠片机，其特征在于：所述吸盘机构（4）包括吸盘悬梁（401）、吸盘悬臂（402）和吸盘体（403），所述吸盘悬梁（401）滑动连接在侧板（2）上，所述吸盘悬臂（402）设置于吸盘悬梁（401）上，所述吸盘悬臂（402）可驱动吸盘体（403）沿着吸盘悬梁（401）横向和纵向移动，位于两个侧板（2）上的吸盘机构（4）分别用于吸附阴极片和阳极片。

5.根据权利要求3所述的一种锂电池用叠片机，其特征在于：所述折弯驱动机构（7）包括竖向连接板（701）、横向连接座（702）、折叠杆（703）和折叠电机（704），所述竖向连接板（701）的一端与下辊（3032）相连接，所述竖向连接板（701）的一端贯穿至分隔座（5）的下方，所述竖向连接板（701）的内侧设有横向连接座（702），所述横向连接座（702）上转动连接有折叠杆（703），所述折叠杆（703）的两端分别转动连接在相对的横向连接座（702）上，折叠电机（704）的驱动端连接在位于底座（1）端头处的折叠杆（703）上。

6.根据权利要求2所述的一种锂电池用叠片机，其特征在于：所述联动组件（8）包括旋转杆（801）、主动齿轮（802）和从动齿轮（803），所述旋转杆（801）贯穿折叠杆（703）和横向连接座（702），相邻旋转杆（801）上分别套设有主动齿轮（802）和从动齿轮（803），所述主动齿轮（802）和从动齿轮（803）相啮合。

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