CN116864776A - 叠片装置及电池生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叠片装置及电池生产线，其中，叠片装置包括：上料机构，适于流转极片料带；极片送料机构，设置在上料机构的下游位置并接收上料机构流转的极片料带，极片送料机构适于输送极片；定位机构，适于将极片料带定位在极片送料机构上；切割机构，设置在极片送料机构的上方，切割机构适于将极片料带切割为多片成列的极片；叠片机构，设置在极片送料机构的下游位置，叠片机构包括叠片台、抓取装置和隔膜层叠机构，抓取装置适于将多个极片搬运至叠片台的叠片工位上，隔膜层叠机构适于将隔膜和极片层叠。上述结构中，料带在切割前即已经进行定位，因此极片在进行叠片前无需进行位置校正，也即无需设置纠偏工位。

Description

叠片装置及电池生产线

技术领域

本发明涉及电池生产设备技术领域，具体涉及一种叠片装置及电池生产线。

背景技术

叠片是电池生产的工艺之一，叠片机通过将正极片、隔膜和负极片依次叠置，从而形成电芯。现有技术中，料带经过切割后形成极片，极片在输送带上流转，然后通过叠片机的机械手抓取后放置在叠片台上。但在极片进行叠片前，需要通过纠偏工位对极片的位置进行校正，纠偏工位占用额外空间且增加成本。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的极片在叠片前需要通过纠偏工位进行位置校正，额外增加占用空间及成本的缺陷，从而提供一种叠片装置及电池生产线。

为了解决上述问题，本发明提供了一种叠片装置，包括：上料机构，适于流转极片料带；极片送料机构，设置在上料机构的下游位置并接收上料机构流转的极片料带，极片送料机构适于输送极片；定位机构，适于将极片料带定位在极片送料机构上；切割机构，设置在极片送料机构的上方，切割机构适于将极片料带切割为多片成列的极片；叠片机构，设置在极片送料机构的下游位置，叠片机构包括叠片台、抓取装置和隔膜层叠机构，抓取装置适于将多个极片搬运至叠片台的叠片工位上，隔膜层叠机构适于将隔膜和极片层叠。

可选地，上料机构的送料方向与极片送料机构的送料方向具有预设角度。

可选地，极片送料机构的送料方向与上料机构的送料方向的夹角为90°。

可选地，极片送料机构包括并行设置的正极片送料机构和负极片送料机构，上料机构包括第一上料机构和第二上料机构，第一上料机构设置在正极片送料机构的侧部，第二上料机构设置在负极片送料机构的侧部，正极片送料机构和负极片送料机构分别位于叠片台的叠片工位的两侧，抓取装置包括正极片抓取装置和负极片抓取装置，正极片抓取装置适于抓取正极片送料机构流转的正极片，负极片抓取装置适于抓取负极片送料机构流转的负极片。

可选地，上料机构包括相对设置的驱动辊和压辊。

可选地，极片送料机构包括链条传送带，以及设置在链条传送带上的托盘，托盘适于放置由上料机构输送的极片料带，切割机构在托盘上将极片料带切割为多片成列的极片。

可选地，托盘上设置有多个第一过气孔，多个第一过气孔适于在托盘的上表面形成正压或者负压。

可选地，第一过气孔包括吹气孔和吸气孔，吹气孔适于在托盘的上表面形成正压，吸气孔适于在托盘的上表面形成负压。

可选地，吹气孔的上端朝向背离上料机构的方向上倾斜设置。

可选地，极片送料机构具有接料位，接料位与上料机构位置对应，极片送料机构还包括盖板，盖板设置在接料位处，并位于链条传送带的上方，盖板上设置有多个第二过气孔，多个第二过气孔适于在盖板的下表面上形成正压。

可选地，第二过气孔的下端朝向背离上料机构的方向上倾斜设置。

可选地，极片送料机构还包括集气罩，集气罩设置在盖板的背离上料机构的一侧，集气罩内适于产生负压，以使盖板和托盘之间的气流通过集气罩流出。

可选地，链条传送带的上部设置有吸附结构，吸附结构沿极片送料机构的延伸方向延伸，吸附结构内设置有真空腔，吸附结构的上表面设置有多个第三过气孔，第三过气孔与真空腔连通，托盘在吸附结构的上方移动时，第三过气孔与吸气孔连通。

可选地，吸附结构的表面与上料机构和抓取装置对应位置处的吸附力，大于吸附结构的表面其他位置处的吸附力。

可选地，吸附结构的表面与上料机构和抓取装置对应位置处的第三过气孔的孔径，小于吸附结构的表面其他位置处的第三过气孔的孔径；和/或，吸附结构的表面与上料机构和抓取装置对应位置处的第三过气孔的密度，大于吸附结构的表面其他位置处的第三过气孔的密度。

可选地，极片送料机构还包括清洁刷，清洁刷固定设置在链条传送带上，清洁刷适于清洁极片的表面或者托盘的表面。

可选地，极片送料机构具有接料位，接料位与上料机构位置对应，清洁刷设置为两个，两个清洁刷分别位于接料位的前后两侧。

可选地，清洁刷的上侧设置有吸尘装置。

可选地，切割机构包括激光切割器，激光切割器设置在接料位处，并位于盖板的上方，盖板上设置有第一切割避让槽。

可选地，托盘上设置有第二切割避让槽，第一切割避让槽和第二切割避让槽对应设置。

可选地，极片送料机构包括磁悬浮传送机构，以及设置在磁悬浮传送机构上的多个托盘，多个托盘在磁悬浮传送机构上独立移动，托盘适于放置由上料机构输送的极片料带，切割机构在托盘上将极片料带切割为多片成列的极片。

本发明还提供了一种电池生产线，包括上述的叠片装置。

可选地，电池生产线还包括料带加工工位、隔膜热切工位、贴胶工位和热压工位，其中，料带加工工位设置在叠片装置的上游位置，隔膜热切工位、贴胶工位和热压工位依次设置在叠片装置的下游位置。

本发明具有以下优点：

利用本发明的技术方案，通过上料机构将料带流转至极片送料机构上，定位机构将料带定位在极片送料机构上，然后切割机构对定位后的极片料带进行切割，形成多片成列的极片。极片通过极片送料机构输送至叠片机构处，然后直接通过抓取装置搬运至叠片台的叠片工位上进行叠片。上述结构中，料带在切割前即已经进行定位，因此极片在进行叠片前无需进行位置校正，也即无需设置纠偏工位。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的极片在叠片前需要通过纠偏工位进行位置校正，额外增加占用空间及成本的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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示出了本发明的电池生产线的结构示意图；

图2示出了图1中电池生产线的叠片装置的结构示意图；

图3示出了图2中叠片装置的极片送料机构的立体结构示意图；

图4示出了图2中叠片装置的极片送料机构和上料机构的俯视示意图；

图5示出了图2中叠片装置的极片送料机构的运行示意图；

图6示出了图2中叠片装置的极片送料机构的另一种形式的结构示意图；

图7示出了图2中叠片装置的托盘、盖板和吸附结构的剖视示意图；

图8示出了图7中A处放大示意图；

图9示出了图2中叠片装置的托盘和极片的配合示意图；

图10示出了图9中B处放大示意图；

图11示出了图2中叠片装置的盖板的结构示意图；

图12示出了图2中叠片装置的托盘、盖板和吸附结构的配合示意图；

图13示出了图2中叠片装置的托盘、盖板和吸附结构和清洁刷的配合示意图；

图14示出了图13中盖板处的剖视示意图；

图15示出了图2中叠片装置的吸附结构的分布示意图；

图16示出了图2中叠片装置的第三过气孔的分布示意图；

图17示出了图1中叠片装置的制片工位与极片送料机构的配合示意图；以及

图18示出了图2叠片装置的磁悬浮传送机构的结构示意图。

附图标记说明：

1、极片；10、极片送料机构；101、接料位；11、正极片送料机构；12、负极片送料机构；13、链条传送带；131、磁悬浮传送机构；14、托盘；141、第一过气孔；1411、吹气孔；1412、吸气孔；142、第二切割避让槽；15、盖板；151、第二过气孔；152、第一切割避让槽；16、集气罩；17、吸附结构；171、真空腔；172、第三过气孔；18、清洁刷；19、吸尘装置；20、上料机构；21、第一上料机构；22、第二上料机构；30、叠片机构；40、抓取装置；41、正极片抓取装置；42、负极片抓取装置；50、切割机构；100、料带加工工位；200、隔膜热切工位；300、贴胶工位；400、热压工位。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和图2所示，根据本申请的叠片装置的实施例包括上料机构20、极片送料机构20、定位机构、切割机构50以及叠片机构30。其中，上料机构20适于流转极片料带。极片送料机构10设置在上料机构20的下游位置并接收上料机构20流转的极片料带，极片送料机构10适于输送极片1。定位机构适于将极片料带定位在极片送料机构10上。切割机构50设置在极片送料机构10的上方，切割机构50适于将极片料带切割为多片成列的极片1。叠片机构30设置在极片送料机构10的下游位置，叠片机构30包括叠片台、抓取装置40和隔膜层叠机构，抓取装置40适于将多个极片1搬运至叠片台的叠片工位上，隔膜层叠机构适于将隔膜和极片1层叠。

利用本实施例的技术方案，通过上料机构20将料带流转至极片送料机构10上，定位机构将料带定位在极片送料机构10上，然后切割机构50对定位后的极片料带进行切割，形成多片成列的极片1。极片1通过极片送料机构10输送至叠片机构30处，然后直接通过抓取装置40搬运至叠片台的叠片工位上进行叠片。上述结构中，料带在切割前即已经进行定位，因此极片1在进行叠片前无需进行位置校正，也即无需设置纠偏工位。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的极片在叠片前需要通过纠偏工位进行位置校正，额外增加占用空间及成本的缺陷。

结合图1可以看到，上料机构20的作用是对上游加工好的极片料带进行输送，并输送至极片送料机构10上。极片料带输送至极片送料机构10上后，通过定位结构将极片料带定位在极片送料机构上。

进一步地，可以在上料机构20上，或者在上料机构20和极片送料机构10之间的位置设置切断机构(例如切刀)，当极片料带在极片送料机构10上定位结束后，上料机构20停止上料，并且切断机构将极片料带切断。

进一步地，当切断机构将极片料带切断后，切割机构50将极片料带进行切割，从而形成了多个成列的极片1。切割完成后，极片送料机构10将极片1流转至叠片机构30处。由于在切割前极片料带已经通过定位结构在极片送料机构10上进行定位，因此多个极片无需再通过纠偏工位进行位置校正，可以直接通过抓取装置40抓取流转，抓取装置40将极片1搬运至叠片机构30的叠片台的叠片工位上，并进行叠片。

其中，当极片1切割完成，并通过极片送料机构10运走后，上料机构20重新启动，将极片料带继续运至极片送料机构10上，进行下一轮的极片料带的定位和切割。

在本实施例中，叠片机构30可以实现同时叠片多组电芯。叠片台的叠片工位设置在抓取装置40和隔膜层叠机构的下方，抓取装置40抓取一组多个极片1后，将多个极片1放置在叠片台的叠片工位上。然后隔膜层叠机构叠一层隔膜，然后抓取装置再放置下一组多个极片1，如此往复，实现“极片1-隔膜-极片1-隔膜”形式的堆叠，并形成多组电芯。

进一步地，叠片机构30可以通过以下方式实现叠片：

1、叠片台的叠片工位固定不动，抓取装置40和隔膜层叠机构在水平方向往复移动；

2、抓取装置40和隔膜层叠机构固定不动，叠片台的叠片工位在水平方向往复移动。

在本实施例中，抓取装置40包括机械手，机械手的端部设置有夹爪。由于切割机构50将极片料带切割为多个极片1，因此夹爪的数量与极片1的数量对应。例如本实施例中的切割机构50将极片料带切割为四个极片，因此夹爪也对应设置为四个。

进一步地，由于极片料带在切割后，相邻的极片1紧贴设置，因此上述的多个夹爪能够互相远离移动(例如通过气缸驱动)，多个夹爪抓取多个极片1后，能够将相邻的极片1分开一定间距，从而便于叠片后的隔膜切断。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，上料机构20的送料方向与极片送料机构10的送料方向具有预设角度。并且优选地，极片送料机构10的送料方向与上料机构20的送料方向的夹角为90°。

具体而言，现有技术中，极片切割后通常通过一个直线型传送带进行流转，并且正极片和负极片通过两个平行的传动带进行流转。这种流转方式使得正极片和负极片在进入叠片机前极耳方向相对或者相反，而进行叠片时正极片和负极片的极耳需朝向同一个方向，因此正极片和负极片在被夹爪抓取前需要通过换向工位，将极片的位置调转90°后，才能够进入至叠片机进行叠片。

而在本实施例中，参考图2所示的方向，上料机构20的送料方向为左右方向，极片送料机构10的送料方向为上下方向，也即二者的送料方向垂直。如此设置，使得极片料带在流转至极片送料机构10上，并被切割成极片1后，实现90°转向流转，并调整极耳的位置。也即极片1在被抓取装置40抓取前无需通过换向工位进行转向，可以直接被抓取装置40抓取。

因此本实施例的叠片装置中无需设置换向工位，进一步减小叠片装置的占用体积以及设备成本。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，极片送料机构10包括并行设置的正极片送料机构11和负极片送料机构12，上料机构20包括第一上料机构21和第二上料机构22。第一上料机构21设置在正极片送料机构11的侧部，第二上料机构22设置在负极片送料机构12的侧部，正极片送料机构11和负极片送料机构12分别位于叠片台的叠片工位的两侧。抓取装置40包括正极片抓取装置41和负极片抓取装置42，正极片抓取装置41适于抓取正极片送料机构11流转的正极片，负极片抓取装置42适于抓取负极片送料机构12流转的负极片。

如图2所示并且以图2所示的方向为例，正极片送料机构11和负极片送料机构12二者平行设置，第一上料机构21设置在正极片送料机构11的第一端的侧部，第二上料机构22设置在负极片送料机构12的第一端的侧部，且第一上料机构21和第二上料机构22位于同一侧。正极片送料机构11和负极片送料机构12的第一端的上方均设置有切割机构50。

进一步地，第一上料机构21将正极料带流转至正极片送料机构11上，切割机构50将正极片料带切割为多个成列的正极片。第二上料机构22将负极料带流转至负极片送料机构12上，切割机构50将负极片料带切割为多个成列的负极片。

进一步地，从图2可以看到，正极料带从第二上料机构22和负极片送料机构12的上传穿过后，与第一上料机构21对接。如此设置，使得正极片料带和负极片料带可以从极片送料机构10的一侧上料，进一步减小系统个占用空间。

从图2可以看到，正极片送料机构11的第二端和负极片送料机构12的第二端分别位于叠片台的叠片工位的两侧位置，正极片送料机构11将切割后的一列多个正极片输送至叠片台的叠片工位处，负极片送料机构12将切割后的一列多个负极片输送至叠片台的叠片工位处。

进一步地，正极片抓取装置41设置在正极片送料机构11的第二端的上方位置，用于抓取一列多个正极片，负极片抓取装置42设置在负极片送料机构12的第二端的上方位置，用于抓取一列多个负极片。正极片抓取装置41和负极片抓取装置42分别位于叠片台的叠片工位的两侧位置，叠片过程中，正极片抓取装置41和负极片抓取装置42往复摆动至叠片台的叠片工位的上方，从而进行叠片。

隔膜层叠机构靠近正极片抓取装置41和负极片抓取装置42之一设置，以极片抓取装置40和隔膜层叠机构往复摆动的叠片方式为例，并且以隔膜层叠机构靠近正极片抓取装置41为例，叠片方式为：

1、正极片抓取装置41先在叠片台的叠片工位上放置一列正极片，此时负极片抓取装置42在负极片送料机构12的第二端抓取一列负极片；

2、负极片抓取装置42朝向叠片台的叠片工位移动，此时隔膜层叠机构在前述一列正极片上覆盖隔膜；

3、负极片抓取装置42移动至叠片台的叠片工位上方，并放置一列负极片，此时正极片抓取装置41在正极片送料机构11的第二端抓取一列正极片；

4、正极片抓取装置41朝向叠片台的叠片工位移动，此时隔膜层叠机构在前述一列负极片上覆盖隔膜；

5、正极片抓取装置41移动至叠片台的叠片工位上方，并放置一列正极片，此时负极片抓取装置42在负极片送料机构12的第二端抓取一列负极片。

往复进行上述步骤2至步骤5，即可进行叠片。

如上述所述，并且从图2可以看出，第一上料机构21的送料方向与正极片送料机构11的送料方向垂直，第二上料机构22的送料方向与负极片送料机构12的送料方向垂直，并且第一上料机构21的送料方向和第二上料机构22的送料方向垂直。如此设置，正极片在正极片送料机构11上流转的姿态，与负极片在负极片送料机构12上流转的姿态一致，二者的宽边相对，极耳朝向同一方向。

当正极片和负极片流转至叠片台的叠片工位处时，不必再旋转90°调整姿态，正极片抓取装置41可以直接抓取正极片，负极片抓取装置42可以直接抓取负极片。也即叠片装置不必再设置换向工位。

优选地，本实施例中的上料机构20包括相对设置的驱动辊和压辊。驱动辊和压辊沿上下方向相对设置，驱动辊可以通过外部动力机构带动转动，从而输送极片料带。压辊将极片料带压紧。

进一步地，驱动辊转动时，即可将极片料带输送至极片送料机构10上，本领域技术人员可以理解，通过控制驱动辊的转动速度，即可控制极片料带的输送长度，也即控制极片料带在极片送料机构10上的位置。

因此上述的定位机构可以为电控机构，定位机构能够控制驱动辊的转动速度，从而控制极片料带的送料长度，进而控制极片料带在极片送料机构10上的位置。

上述的第一上料机构21和第二上料机构22的结构相同，也即均包括驱动辊和压辊。

如图3和图5所示，在本实施例的技术方案中，极片送料机构10包括链条传送带13，以及设置在链条传送带13上的托盘14。托盘14适于放置由上料机构20输送的极片料带，切割机构50在托盘14上将极片料带切割为多片成列的极片1。

首先需要说明的是，链条传送带13包括链轮以及链条，或者包括齿轮以及类似链条具有多个凹槽的结构。因此本实施例的链条传送带13可以包括链轮链条机构，也可以包括同步带机构。

从图3和图5(a)可以看到，托盘14连接在链条传送带13上，因此链条传送带13转动时，即可带动托盘14移动。并且托盘14设置有多个，多个托盘沿着链条传送带13的方向间隔设置，也即在链条传送带13上实现多组极片1的流转。

从图5(a)、图5(b)和图5(c)可以看到，托盘14和链条传送带13的连接方可以有多种。例如在图5(a)所示的结构中，链条传送带13包括双导轨，双导轨分别连接在托盘14的底部的两侧。例如在图5(b)所示的结构中，链条传送带13包括单导轨，导轨连接在托盘14的底部中部位置。例如在图5(c)所示的结构中，链条传送带13包括单导轨，单导轨连接在托盘14的底部侧部位置。

现有技术中，极片1通常通过皮带传送带进行输送，但是皮带传送带存在着打滑的问题，因此极片的输送精度较差，在进行叠片前需要通过纠偏工位对位置进行调整。

而在本实施例中，极片1采用链条传送带13进行输送，相较于现有技术而言，链条传送带13传动精准稳定，不会产生打滑的情况，因此能够实现极片1的高精度输送。极片1不必通过纠偏工位进行位置调整，即可直接通过抓取装置40进行抓取。

如图18所示，上述的极片送料机构10可以包括磁悬浮传送机构131，以及设置在磁悬浮传送机构131上的多个托盘14。多个托盘14在磁悬浮传送机构131上独立移动，也即相邻的托盘14之间距离可变，而非固定值。托盘14适于放置由上料机构20输送的极片料带，切割机构50在托盘14上将极片料带切割为多片成列的极片1。

也即可以将链条传送带13替换为磁悬浮传送机构131。磁悬浮传送机构131的原理为通过磁力作用使托盘14悬浮在导轨上，实现极片1的高速和高精度运输。磁悬浮输送带131可以包括导轨、磁悬浮装置、控制系统。导轨由一系列磁铁排列而成的，磁铁的极性交替排列，形成了一条磁场。磁悬浮装置设置在托盘14的下方，由磁悬浮体和电磁铁组成，通过改变电磁铁的电流大小，可以控制磁悬浮体的悬浮高度，以及实现高速运输和低速运输。

进一步地，磁悬浮传送机构131和链条传送带13相比，一方面同样可以实现极片1的高精度输送，另一方面，多个托盘14之间独立移动，并且间距可变。当某一个托盘14在接料位101进行接料和切割作业时，上游的托盘14可以移动至紧靠前述托盘14，当极极片料带切割完成后，下一个托盘14能够迅速移动至接料位101，大大提高生产节拍。

从图4可以看到，当某一个托盘14流转至与上料机构20对应的位置，也即接料位101时，上料机构20的驱动辊转动，将极片料带输送至托盘14上。极片料带通过定位机构进行定位后，切断机构将极片1切断。然后切割机构50将托盘14上的极片料带切割成多个成列的极片1。因此托盘14既起到接收极片料带的作用，又起到作为切割机构50的底板的作用。极片料带切割完成后，链条传送带13驱动极片1向下游，也即朝向叠片台的叠片工位的方向流转。下一个托盘14移动至接料位，接收下一段极片料带。

在一种实施方式中，托盘14的背离上料机构20的侧边上可以设置挡板，定位机构可以包括设置在挡板上的检测传感器，检测传感器可以检测极片料带的端部至挡板的距离。当检测传感器检测到极片料带的端部将与挡板接触时，此时说明极片料带即将输送到位，定位机构控制上料机构20的驱动辊停止转动，实现上料机构的高精度输送。

本实施例中，链条传送带13为带动托盘14在圆周上转动。在一些未示出的实施方式中，链条传送带13也可以包括其他设置方式。例如如图6所示，链条传送带13可以为上下相对设置的两个，两个链条传送带13的端部通过上下升降机构连接。当上部链条传送带13的托盘14移动至端部时，托盘14通过上下升降机构驱动下降，并流转至下部的链条传送带13的上表面。下部的链条传送带13上的托盘14移动至端部时，托盘14通过上下升降机构驱动上升，并流转至上部的链条传送带13的上表面。

如图7至图10示，在本实施例的技术方案中，托盘14上设置有多个第一过气孔141，多个第一过气孔141适于在托盘14的上表面形成正压或者负压。

具体而言，当上料机构20向托盘14上流转极片料带时，第一过气孔141在托盘14的上表面形成正压，使得极片料带处于略微悬浮的状态，从而防止极片料带在前进的过程中带发生褶皱，或者与托盘14碰撞后弯折。

当需要在托盘14上对极片料带进行切割时，第一过气孔141在托盘14的上表面形成负压，从而将极片料带吸附在托盘14的表面上，防止在切割过程中极片料带发生移动。

进一步地，多个第一过气孔141中，可以是一部分第一过气孔141连接外部正压系统，其余部分第一过气孔141连接外部负压系统，使得多个第一过气孔141中，一部分第一过气孔141能够在托盘14的上表面形成正压，其余部分第一过气孔141能够在托盘14的上表面形成负压。根据托盘14需要对极片料带进行吹气悬浮或者吸气吸附，对应的打开和关闭第一过气孔141即可。

进一步地，多个第一过气孔141中，每个第一过气孔141可以均与外部正压系统和外部负压系统连接，并且可以对外部正压系统和外部负压系统进行切换。根据托盘14需要对极片料带进行吹气悬浮或者吸气吸附，对应的切换外部正压系统和外部负压系统连接。

如图8至图10所示，在本实施例的技术方案中，第一过气孔141包括吹气孔1411和吸气孔1412，吹气孔1411适于在托盘14的上表面形成正压，吸气孔1412适于在托盘14的上表面形成负压。

具体而言，吹气孔1411连接外部正压系统，吹气孔1411能够在托盘14的上表面进行吹气，从而形成正压，使得极片料带处于略微悬浮的状态。吸气孔1412连接外部负压系统，吸气孔1412能够在托盘14的上表面进行吸气，从而形成负压，将极片料带吸附在托盘14上。

吹气孔1411和吸气孔1412的排布方式如图10所示，二者均为多行多列的结构。区别在于，吹气孔1411的密度要大于吸气孔1412的密度，吹气孔1411的孔径要小于吸气孔1412的孔径。一列吸气孔1412分布在两列相邻的吹气孔1411之间，使得吹气孔1411和吸气孔1412错位设置。

进一步地，吹气孔1411和吸气孔1412均设置有开关(例如活动挡板)，可以单独控制吹气孔1411和吸气孔1412的打开或者关闭。

如图8所示，在本实施例的技术方案中，吹气孔1411的上端朝向背离上料机构20的方向上倾斜设置。如此设置，使得吹气孔1411的气流在沿着背离上料机构20的方向上倾斜吹出，因此从吹气孔1411吹出的气流能够对极片料带施加一个背离上料机构20方向的驱动力，从而起到辅助上料、推动极片料带移动的效果。

从图8还可以看到，上述的吸气孔1412的轴线与托盘14的上表面所在平面垂直，也即吸气孔1412为直孔。如此设置，使得吸气孔1412对极片料带施加的吸附力为竖直向下，保证极片料带的位置不发生偏移。

如图4、图7、图8、图11至图13所示，在本实施例的技术方案中，极片送料机构10具有接料位101，接料位101与上料机构20位置对应。极片送料机构10还包括盖板15，盖板15设置在接料位101处，并位于链条传送带13的上方，盖板15上设置有多个第二过气孔151，多个第二过气孔151适于在盖板15的下表面上形成正压。

具体而言，盖板15固定设置在链条传送带13的上方，并且盖板15与上料机构20相对设置。多个托盘14移动时，可以依次通过盖板15的下方。当某一托盘14移动至接料位101时，该托盘14即位于盖板15的下方，并接收从上料机构20流转的极片料带。

进一步地，盖板15的作用主要是对极片料带进行上方的限位。如上述所述，极片料带在上料的过程中，托盘14上的吹气孔1411会在极片料带的下方吹气产生正压，为了防止极片料带被吹飞，因此需要在极片料带的上方设置盖板15。

进一步地，盖板15上设置有多个第二过气孔151，第二过气孔151能够与外部正压系统连接，使得第二过气孔151在盖板15的下表面吹气形成正压。第二过气孔151的作用于上述的吹气孔1411类似，防止极片料带在前进的过程中带发生褶皱，或者与盖板15碰撞后弯折。本领域技术人员可以理解，通过吹气孔1411和第二过气孔151，极片料带在行进的过程中，处于悬浮在托盘14和盖板15之间的状态。

当然，在对极片料带进行切割时，需要关闭第二过气孔151，防止向下吹的气流对极片料带的位置产生干扰。

如图8所示，在本实施例的技术方案中，第二过气孔151的下端朝向背离上料机构20的方向上倾斜设置。第二过气孔151与上述的吹气孔1411结构类似，二者均为斜孔。如此设置，使得第二过气孔151的气流在沿着背离上料机构20的方向上倾斜吹出，因此从第二过气孔151吹出的气流能够对极片料带施加一个背离上料机构20方向的驱动力，从而起到辅助上料、推动极片料带移动的效果。

由此可见，上述的吹气孔1411和第二过气孔151，既起到了防止极片料带运输过程中发生褶皱和弯折的作用，又起到了对极片料带进行辅助上料和推动移动的效果。

如图4、图8和图13所示，在本实施例的技术方案中，极片送料机构10还包括集气罩16，集气罩16设置在盖板15的背离上料机构20的一侧，集气罩16内适于产生负压，以使盖板15和托盘14之间的气流通过集气罩16流出。

具体而言，集气罩16具有进气口，进气口覆盖托盘14和盖板15之间的缝隙，并且进气口处产生负压。如此设置，在极片料带送料的过程中，由吹气孔1411和第二过气孔151吹出的气流，大部分可以通过集气罩16进行收集并排除，也起到收集灰尘和极片料带上残渣的效果。

进一步地，当对极片料带进行切割时，集气罩16的负压关闭，防止气流对极片料带的位置产生干扰。

如图3和图15所示，在本实施例的技术方案中，链条传送带13的上部设置有吸附结构17，吸附结构17沿极片送料机构10的延伸方向延伸。吸附结构17内设置有真空腔171，吸附结构17的上表面设置有多个第三过气孔172，第三过气孔172与真空腔171连通，托盘14在吸附结构17的上方移动时，第三过气孔172与吸气孔1412连通。

具体而言，吸附结构17固定设置在链条传送带13的内侧的上方位置，托盘14移动时从吸附结构17的上方经过。吸附结构17可以为由顶壁、底壁和侧壁形成的盒状结构，因此吸附结构17具有内腔。吸附结构17与外部真空系统连接，因此使得吸附结构17的内腔形成真空腔171，并且在吸附结构17的第三过气孔172处形成负压。

真空腔171的设置方式可以有多种，如图15(a)所示，当链条传送带13的导轨连接在托盘14的侧部时，真空腔171设置为一个并位于托盘14的正下方位置。如图15(b)所示，当链条传送带13的导轨连接在托盘14的中部时，真空腔171设置为两个，两个真空腔171位于托盘14的下方位置，并位于导轨的两侧。

进一步地，吸附结构17整体呈长条形结构，吸附结构17沿着链条传送带13的上侧延伸方向延伸，吸附结构17的两端至少延伸至接料位101和抓取装置40的抓取位，上述的多个第三过气孔172也沿着吸附结构17的延伸方向布置。当托盘14移动至吸附结构17的上方，并且吸气孔1412打开时，吸气孔1412与第三过气孔172连通。因此真空腔171内的负压可以通过第三过气孔172和吸气孔1412传递至托盘14的上表面，也即在在托盘14的上表面形成负压。

具体而言，当需要对极片料带进行切割时，吹气孔1411和第二过气孔151关闭，吸气孔1412打开，吸附结构17在托盘14的上表面形成负压，将极片料带固定在托盘14上。极片料带切割结构形成极片1后，托盘14向下游移动，并且从吸附结构17的上方通过。在此过程中，真空腔171内的负压始终通过第三过气孔172和吸气孔1412传递至托盘14的上表面，因此极片1在流转的过程中始终紧贴托盘14的上表面，保证极片1流转过程中该托盘14上的位置精度。

当抓取装置40需要抓取极片1时，吸气孔1412关闭，托盘14上表面的负压消失。

如图16所示，吸附结构17的表面与上料机构20和抓取装置40对应位置处的吸附力，大于吸附结构17的表面其他位置处的吸附力。吸附结构17在接料位101和抓取位的吸附力较大，从图16可以看到，吸附结构17的两端位置的吸附力要大于吸附结构17的中部的吸附力。

具体而言，当极片料带在托盘14上进行切割前，需要进行快速的吸附定位，以加快生产节拍，因此吸附结构17在接料位101的位置吸附力适当增大。当极片1跟随托盘14移动至抓取装置40的下方位置时需要停止，在停止的过程中托盘14会产生减速，因此吸附结构17在抓取位的位置吸附力适当增大，以方式极片1因惯性发生位置偏移。

进一步地，托盘14在接料位101和抓取位之间的位置，大多以匀速运行，因此吸附结构17的位于接料位101和抓取位之间的位置的吸附力可以适当地减小。

本实施例中，控制吸附结构17的吸附力可以采用两种方式进行，包括控制第三过气孔172的密度、以及控制第三过气孔172的孔径大小。

具体而言，吸附结构17的表面与上料机构20和抓取装置40对应位置处的第三过气孔172的孔径，小于吸附结构17的表面其他位置处的第三过气孔172的孔径。在气流流量相同的情况下，第三过气孔172的孔径越小，则气流速度越快，因此产生的吸附力越大。

因此吸附结构17的表面与上料机构20和抓取装置40对应位置处的第三过气孔172的孔径较小，使得托盘14在接料位101处具有较大的吸附力，能够快速对极片料带进行吸附，提高生产节拍。同时，托盘14在抓取装置40下方的位置处具有较大的吸附力，防止极片1因惯性发生位置偏移，实现极片1的高精度输送。

由于极片1在接料位101和抓取装置40的其他位置基本保持匀速移动，因此托盘14对极片1的吸附力可以适当减小，因此吸附结构17的表面其他位置处的第三过气孔172的孔径相对较小。

进一步地，吸附结构17的表面与上料机构20和抓取装置40对应位置处的第三过气孔172的密度，大于吸附结构17的表面其他位置处的第三过气孔172的密度。第三过气孔172的密度越大，气流的流量越大，因此产生的吸附力越大。

因此吸附结构17的表面与上料机构20和抓取装置40对应位置处的第三过气孔172的密度较大，使得托盘14在接料位101处具有较大的吸附力，能够快速对极片料带进行吸附，提高生产节拍。同时，托盘14在抓取装置40下方的位置处具有较大的吸附力，防止极片1因惯性发生位置偏移，实现极片1的高精度输送。

由于极片1在接料位101和抓取装置40的其他位置基本保持匀速移动，因此托盘14对极片1的吸附力可以适当减小，因此吸附结构17的表面其他位置处的第三过气孔172的密度相对较小。

如图3和图13所示，在本实施例的技术方案中，极片送料机构10还包括清洁刷18，清洁刷18固定设置在链条传送带13上，清洁刷18适于清洁极片1的表面或者托盘14的表面。

具体而言，当托盘14在链条传送带13的带动下移动时，清洁刷18可以略过托盘14的外表面(也即承载极片1的表面)。极片料带再被切割成极片1，或产生灰尘和料渣，清洁刷18能够对灰尘和料渣进行清扫。

进一步地，清洁刷18可以设置在极片1的移动路径上，因此能够对极片1的表面进行清洁。此外，清洁刷18也可设置在链条传送带13的其他位置处，当托盘14不承载极片1时，清洁刷18能够对托盘14的表面进行清洁。

如图3和图13所示，在本实施例的技术方案中，清洁刷18设置为两个，两个清洁刷18分别位于接料位101的前后两侧。更具体地，两个清洁刷分别设置在盖板15的前后边沿处。

进一步地，当托盘14在移动至盖板15下方的过程中，盖板15前边沿处的清洁刷18能够对托盘14的表面记性清洁。当极片料带切割完成后，托盘14向下游流转的过程中，盖板15后边沿处的清洁刷18能够对极片1表面进行清洁。

此外，如图13所示，当托盘14移动至盖板15的下方时，托盘14、盖板15和两个清洁刷18围合呈近似密闭的空间。一方面能够减少切割过程中灰尘和料渣向外扩散，另一方面能够加强正压和负压的效果。

如图14所示，在本实施例的技术方案中，清洁刷18的上侧设置有吸尘装置19。具体而言，清洁刷18可以通过电机等驱动机构驱动转动，从而加强清洁效果。清洁刷18在转动的过程中扫起的灰尘和料渣能够被吸尘装置19吸附，防止灰尘和料渣向外扩散。

如图2和图11所示，在本实施例的技术方案中，切割机构50包括激光切割器，激光切割器设置在接料位101处，并位于盖板15的上方，盖板15上设置有第一切割避让槽152。

具体而言，激光切割器能够产生激光，激光穿过第一切割避让槽152后对极片料带进行切割，以将极片料带切割为多片成列的极片1。

进一步地，第一切割避让槽152为并行设置的多个，第一切割避让槽152的具体数量可以根据极片料带切割成的极片1数量来确定。

如图9至图12所示，在本实施例的技术方案中，托盘14上设置有第二切割避让槽142，第一切割避让槽152和第二切割避让槽142对应设置。当托盘14移动至盖板15的下方位置时，第一切割避让槽152和第二切割避让槽142上下对应，激光切割器发出的激光穿过第一切割避让槽152后对极片料带进行切割，并且激光的端部照射在第二切割避让槽142内。

优选地，第二切割避让槽142的数量和排布位置，与第一切割避让槽152的数量和排布位置相同。

当然，切割机构50除了为激光切割外，也可以为五金模切。

如图1所示，本申请还提供了一种电池生产线，根据本申请的电池生产线的实施例包括上述的叠片装置。

进一步地，电池生产线还包括料带加工工位100、隔膜热切工位200、贴胶工位300和热压工位400，其中，料带加工工位100设置在叠片装置的上游位置，隔膜热切工位200、贴胶工位300和热压工位400依次设置在叠片装置的下游位置。

从图17可以看到，料带加工工位100可以包括极片料带放卷机构，料带放卷后，通过输送辊和压辊进行输送。料带加工工位100上还可以包括辊压机构、极耳切割机构等等。加工完成后的极片料带，通过上料机构20输送至极片送料机构10的托盘14上。

如图1所示，当叠片机构30完成叠片后，需要将电芯通过机械手流转至隔膜热切工位200上。由于极片送料机构10流转的为多片成列的极片1，因此在叠片后，电芯为成列的多个，相邻的电芯之间通过隔膜连接。因此多个电芯需要在隔膜热切工位200上将连接的隔膜切断，从而形成单个电芯。

如图1所示，单个电芯继续流转至贴胶工位300上。在贴胶工位300上，电芯的四周进行贴胶固定，以使得电芯成型不会散开。

如图1所示，单个电芯贴胶后继续流转至热压工位400，将正极片、隔膜和负极片压紧密实。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (23)

1.一种叠片装置，其特征在于，包括：

上料机构(20)，适于流转极片料带；

极片送料机构(10)，设置在所述上料机构(20)的下游位置并接收所述上料机构(20)流转的极片料带，所述极片送料机构(10)适于输送极片(1)；

定位机构，适于将极片料带定位在所述极片送料机构(10)上；

切割机构(50)，设置在所述极片送料机构(10)的上方，所述切割机构(50)适于将所述极片料带切割为多片成列的极片(1)；

叠片机构(30)，设置在所述极片送料机构(10)的下游位置，所述叠片机构(30)包括叠片台、抓取装置(40)和隔膜层叠机构，所述抓取装置(40)适于将多个所述极片(1)搬运至所述叠片台的叠片工位上，所述隔膜层叠机构适于将隔膜和所述极片(1)层叠。

2.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述上料机构(20)的送料方向与所述极片送料机构(10)的送料方向具有预设角度。

3.根据权利要求2所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)的送料方向与所述上料机构(20)的送料方向的夹角为90°。

4.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)包括并行设置的正极片送料机构(11)和负极片送料机构(12)，所述上料机构(20)包括第一上料机构(21)和第二上料机构(22)，所述第一上料机构(21)设置在所述正极片送料机构(11)的侧部，所述第二上料机构(22)设置在所述负极片送料机构(12)的侧部，所述正极片送料机构(11)和所述负极片送料机构(12)分别位于所述叠片台的叠片工位的两侧，所述抓取装置(40)包括正极片抓取装置(41)和负极片抓取装置(42)，所述正极片抓取装置(41)适于抓取所述正极片送料机构(11)流转的正极片，所述负极片抓取装置(42)适于抓取所述负极片送料机构(12)流转的负极片。

5.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述上料机构(20)包括相对设置的驱动辊和压辊。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)包括链条传送带(13)，以及设置在所述链条传送带(13)上的托盘(14)，所述托盘(14)适于放置由所述上料机构(20)输送的极片料带，所述切割机构(50)在所述托盘(14)上将所述极片料带切割为多片成列的所述极片(1)。

7.根据权利要求6所述的叠片装置，其特征在于，所述托盘(14)上设置有多个第一过气孔(141)，多个所述第一过气孔(141)适于在所述托盘(14)的上表面形成正压或者负压。

8.根据权利要求7所述的叠片装置，其特征在于，所述第一过气孔(141)包括吹气孔(1411)和吸气孔(1412)，所述吹气孔(1411)适于在所述托盘(14)的上表面形成正压，所述吸气孔(1412)适于在所述托盘(14)的上表面形成负压。

9.根据权利要求8所述的叠片装置，其特征在于，所述吹气孔(1411)的上端朝向背离所述上料机构(20)的方向上倾斜设置。

10.根据权利要求7所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)具有接料位(101)，所述接料位(101)与所述上料机构(20)位置对应，所述极片送料机构(10)还包括盖板(15)，所述盖板(15)设置在所述接料位(101)处，并位于所述链条传送带(13)的上方，所述盖板(15)上设置有多个第二过气孔(151)，多个所述第二过气孔(151)适于在所述盖板(15)的下表面上形成正压。

11.根据权利要求10所述的叠片装置，其特征在于，所述第二过气孔(151)的下端朝向背离所述上料机构(20)的方向上倾斜设置。

12.根据权利要求10所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)还包括集气罩(16)，所述集气罩(16)设置在所述盖板(15)的背离所述上料机构(20)的一侧，所述集气罩(16)内适于产生负压，以使所述盖板(15)和所述托盘(14)之间的气流通过所述集气罩(16)流出。

13.根据权利要求8所述的叠片装置，其特征在于，所述链条传送带(13)的上部设置有吸附结构(17)，所述吸附结构(17)沿所述极片送料机构(10)的延伸方向延伸，所述吸附结构(17)内设置有真空腔(171)，所述吸附结构(17)的上表面设置有多个第三过气孔(172)，所述第三过气孔(172)与所述真空腔(171)连通，所述托盘(14)在所述吸附结构(17)的上方移动时，所述第三过气孔(172)与所述吸气孔(1412)连通。

14.根据权利要求13所述的叠片装置，其特征在于，所述吸附结构(17)的表面与所述上料机构(20)和所述抓取装置(40)对应位置处的吸附力，大于所述吸附结构(17)的表面其他位置处的吸附力。

15.根据权利要求14所述的叠片装置，其特征在于，所述吸附结构(17)的表面与所述上料机构(20)和所述抓取装置(40)对应位置处的所述第三过气孔(172)的孔径，小于所述吸附结构(17)的表面其他位置处的所述第三过气孔(172)的孔径；和/或，所述吸附结构(17)的表面与所述上料机构(20)和所述抓取装置(40)对应位置处的所述第三过气孔(172)的密度，大于所述吸附结构(17)的表面其他位置处的所述第三过气孔(172)的密度。

16.根据权利要求6所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)还包括清洁刷(18)，所述清洁刷(18)固定设置在所述链条传送带(13)上，所述清洁刷(18)适于清洁极片(1)的表面或者所述托盘(14)的表面。

17.根据权利要求16所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)具有接料位(101)，所述接料位(101)与所述上料机构(20)位置对应，所述清洁刷(18)设置为两个，两个所述清洁刷(18)分别位于所述接料位(101)的前后两侧。

18.根据权利要求17所述的叠片装置，其特征在于，所述清洁刷(18)的上侧设置有吸尘装置(19)。

19.根据权利要求10所述的叠片装置，其特征在于，所述切割机构(50)包括激光切割器，所述激光切割器设置在所述接料位(101)处，并位于所述盖板(15)的上方，所述盖板(15)上设置有第一切割避让槽(152)。

20.根据权利要求19所述的叠片装置，其特征在于，所述托盘(14)上设置有第二切割避让槽(142)，所述第一切割避让槽(152)和所述第二切割避让槽(142)对应设置。

21.根据权利要求1至5中任一项所述的叠片装置，其特征在于，所述极片送料机构(10)包括磁悬浮传送机构(131)，以及设置在所述磁悬浮传送机构(131)上的多个托盘(14)，多个所述托盘(14)在所述磁悬浮传送机构(131)上独立移动，所述托盘(14)适于放置由所述上料机构(20)输送的极片料带，所述切割机构(50)在所述托盘(14)上将所述极片料带切割为多片成列的所述极片(1)。

22.一种电池生产线，其特征在于，包括如权利要求1至21中任一项所述的叠片装置。

23.根据权利要求22所述的电池生产线，其特征在于，所述电池生产线还包括料带加工工位(100)、隔膜热切工位(200)、贴胶工位(300)和热压工位(400)，其中，所述料带加工工位(100)设置在所述叠片装置的上游位置，所述隔膜热切工位(200)、所述贴胶工位(300)和所述热压工位(400)依次设置在所述叠片装置的下游位置。