CN117855561A - 一种全固态软包电池组装装置及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全固态软包电池组装装置及组装方法，包括组装移动系统、电解质片上料系统、铝塑膜上料系统、极片上料系统、预封装系统和电芯下料系统；极片上料系统设有正极片上料位和负极片上料位；组装移动系统包括叠片平台、组装移动驱动机构、组装定位机构，组装移动驱动机构用于带动叠片平台在铝塑膜上料系统、极片上料系统、电解质片上料系统、预封装系统和电芯下料系统之间移动，组装定位机构设于叠片平台。有效解决全固态软包电池叠片组装的工艺工序问题，也有效解决了电池的叠片精度，有利于提升固态软包电池的组装过程的一致性，提升电池质量，提升了全固态软包电池的叠片效率加快了对于全固态软包电池的研发效率及生产效率。

Description

一种全固态软包电池组装装置及组装方法

技术领域

本发明涉及电池生产的技术领域，特别涉及一种全固态软包电池组装装置及组装方法。

背景技术

目前全固态软包电池一般包括正极极片、负极极片、固态电解质，其中固态电解质叠合在相邻的正极极片与负极极片，并且还会在全固态软包电池的上下两侧叠合设定尺寸大小的铝塑膜(铝塑膜叠片)进行封装，一般在普通液态软包电池进行预封装前已完成叠片及隔膜贴胶固定定位，及极耳超声波焊接，最后再进行转移至封装工序；而在全固态软包电池进行铝塑膜封装时，由于全固态电池内部没有卷绕隔膜的作用对正负极极片及电解质片进行卷绕贴胶固定定位，电芯容易松动出现极片移位，在完成叠片工序后无法进行人工或更好的运用自动化设备的形式转移至下一工序，固需要在进行叠片工序后需在最小影响叠片精度的情况下马上在原工位将电芯铝塑膜进行预封装以此来实现铝塑膜固定住正负极极片及电解质片，为更好保证全固态软包电池的性能质量及安全性，现在对于全固态软包电池的组装方式均采用人工，效率低，并且在组装过程中正、负极极片、固态电解质片难定位，并且叠完片后叠芯较难转移至下一工序进行封装，自动化程度低，因此，急需要一种全固态软包电池组装装置及组装方法以解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种全固态软包电池组装装置及组装方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

首先本发明提供一种全固态软包电池组装装置，包括：组装移动系统、电解质片上料系统、铝塑膜上料系统、极片上料系统、预封装系统和电芯下料系统；所述极片上料系统设有正极片上料位和负极片上料位；所述组装移动系统包括叠片平台、组装移动驱动机构、组装定位机构，所述组装移动驱动机构用于带动所述叠片平台在所述铝塑膜上料系统、极片上料系统、电解质片上料系统、预封装系统和电芯下料系统之间移动，所述组装定位机构设于所述叠片平台。

本发明的有益效果是：

本发明通过组装移动驱动机构带动叠片平台在所述铝塑膜上料系统、极片上料系统、电解质片上料系统、预封装系统和电芯下料系统之间移动，实现在全固态软包电池组装过程中的不同的组装工序位置进行切换，将定长裁切后的铝塑膜、裁切成型后的正/负极片、电解质片进行定位叠片，同时还通过组装定位机构对全固态软包电池进行铝塑膜上料、正负极叠片、电解质叠片、封装等相关工序组装过程中的物料进行定位和支撑承载，可有效解决全固态软包电池叠片组装的工艺工序问题，也有效解决了电池的叠片精度，有利于提升固态软包电池的组装过程的一致性，提升电池质量，同时大大提升了全固态软包电池的叠片效率加快了对于全固态软包电池的研发效率及生产效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铝塑膜上料系统包括：铝塑膜放卷机构、铝塑膜裁切机构、铝塑膜定长传送机构和铝塑膜上料抓取机构，铝塑膜裁切机构包括裁切组件、位于所述裁切组件出料端的裁切平台，所述铝塑膜定长传送机构位于所述铝塑膜放卷机构与所述裁切组件的进料端，铝塑膜上料抓取机构包括用于压紧抓取所述裁切平台上的铝塑膜的铝塑膜抓取组件、用于带动铝塑膜抓取组件在裁切平台与叠片平台之间移动的铝塑膜上料驱动组件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铝塑膜放卷机构包括铝塑膜放卷辊、铝塑膜纠偏辊和多个铝塑膜导向辊、与所述铝塑膜纠偏辊传动连接的铝塑膜纠偏驱动件，所述铝塑膜纠偏驱动件带动所述铝塑膜纠偏辊在相邻的两个铝塑膜导向辊之间纵向移动；

所述铝塑膜定长传送机构包括相互平行设置的至少两个铝塑膜传送辊、与至少一个所述铝塑膜传送辊传动连接的铝塑膜传送驱动组件，至少两个所述铝塑膜传送辊之间的间距可调设置；

所述裁切组件包括铝塑膜切刀、铝塑膜裁切驱动件，所述铝塑膜裁切驱动件用于带动所述铝塑膜切刀在所述裁切平台与铝塑膜定长传送机构之间纵向移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述极片上料系统包括分别与正极片上料位和负极片上料位一一对应的两套极片上料设备，所述极片上料设备包括极片料仓、极片纠偏机构、极片抓取机构，所述极片纠偏机构包括极片纠偏平台、设于极片纠偏平台上的极片四向定位组件，所述极片抓取机构包括极片抓取组件、带动所述极片抓取组件在极片纠偏平台、极片料仓和叠片平台之间移动的极片上料驱动组件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电解质片上料系统包括依次设置的电解质片放卷机构、电解质片定长传送机构、电解质片裁切机构、电解质片上料传送机构；

所述电解质片上料系统还包括电解质片上料抓取机构、检测纠偏机构，所述检测纠偏机构用于对电解质片拍照检测及纠偏，所述电解质片上料抓取机构包括电解质片抓取组件、用于带动电解质片抓取组件在电解质片上料传送机构、检测纠偏机构与叠片平台之间移动的电解质片上料驱动组件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电解质片放卷机构包括电解质片放卷辊、电解质片纠偏辊和多个电解质片导向辊、与所述电解质片纠偏辊传动连接的电解质片纠偏驱动件，所述电解质片纠偏驱动件带动所述电解质片纠偏辊在相邻的两个电解质片导向辊之间纵向移动；

所述电解质片定长传送机构包括相互平行设置的至少两个电解质片传送辊、与至少一个所述电解质片传送辊传动连接的电解质片传送驱动组件，至少两个所述电解质片传送辊之间的间距可调设置；

所述电解质片裁切机构包括电解质片切刀、电解质片裁切驱动件，所述电解质片裁切驱动件用于带动所述电解质片切刀在所述电解质片上料传送机构与电解质片定长传送机构之间纵向移动；

所述检测纠偏机构包括检测纠偏平台、设于所述检测纠偏平台上方的检测相机、带动所述检测纠偏平台移动的检测纠偏驱动件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述预封装系统包括封闭机构和封装机构；

所述封闭机构包括上罩体、下罩体、封闭驱动组件，所述封闭驱动组件用于带动所述上罩体和所述下罩体相互靠近和远离；

所述封装机构包括上封装组件和下封装组件，所述上封装组件包括设于所述上罩体内的上封头、带动所述上封头相对所述上罩体上下移动的上封装驱动件，所述上封头的底部设有上弹性压紧结构；所述下封装组件包括设于所述下罩体内的下封头、带动所述下封头相对所述下罩体上下移动的下封装驱动件，所述下封头的顶部设有下弹性压紧结构，所述上封头和下封头均带有加热元件；

所述叠片平台设有上下贯通的多个封装槽孔，多个封装槽孔呈矩形分布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上封头的底面设有多个上封装凸台，多个所述上封装凸台均布于所述上弹性压紧结构的四周，所述下封头的顶面设有多个下封装凸台，多个所述下封装凸台均布于所述下弹性压紧结构的四周，在上下方向上所述封装槽孔分别与所述下封装凸台、所述上封装凸台一一对应；

所述上弹性压紧结构包括与所述上封头滑动配合的上压片、作用于所述上压片与所述上封头之间的至少一个上弹簧；

所述下弹性压紧结构包括与所述下封头滑动配合的下压片、作用于所述下压片与所述下封头之间的至少一个下弹簧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电芯下料系统包括电芯下料传送机构、电芯下料抓取组件、带动所述电芯下料抓取组件在叠片平台与电芯下料传送机构之间移动的电芯下料驱动组件；

所述组装定位机构包括设于所述叠片平台顶面的叠片四向定位组件。

此外本发明还提供一种全固态软包电池组装方法，具体步骤：

采用所述的全固态软包电池组装装置；

将叠片平台移动至铝塑膜上料系统，将铝塑膜叠放于叠片平台；

将叠片平台移动至所述极片上料系统的负极片上料位，将负极片叠放于所述叠片平台的铝塑膜上，

将叠片平台移动至电解质片上料系统，将电解质片叠放于所述叠片平台的极片上；

将叠片平台移动至正极片上料位，将正极片叠放于所述叠片平台的电解质片上；

将叠片平台移动至预封装系统，进行预封装；

封装后将叠片平台移动至电芯下料系统，将叠片平台上的电芯取下；

所述叠片平台通过组装定位机构对铝塑膜、极片、电解质片固定定位。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1是本发明所提供的全固态软包电池组装装置，其一实施例的俯视图；

图2是本发明所提供的全固态软包电池组装装置，其一实施例的主视图；

图3是本发明所提供的组装移动系统，其一实施例的局部示意图；

图4是本发明所提供的铝塑膜上料系统，其一实施例的结构示意图；

图5是本发明所提供的铝塑膜上料系统，其一实施例的侧视图；

图6是本发明所提供的极片上料设备，其一实施例的结构示意图；

图7是本发明所提供的电解质片上料系统，其一实施例的结构示意图；

图8是本发明所提供的电解质片上料系统，其一实施例的侧视图；

图9是本发明所提供的预封装系统，其一实施例的剖视图；

图10是本发明所提供的预封装系统，其一实施例的结构示意图；

图11是本发明所提供的预封装系统，其一实施例的封装机构的结构示意图；

图12是本发明所提供的电芯下料系统，其一实施例的结构示意图。

具体实施方式

参照图1～图12，本发明的全固态软包电池组装装置作出如下实施例：

本实施例的全固态软包电池组装装置包括有设于底部的设备底部框架100和设于顶部的设备顶部框架110，设备底部框架100作为整套全固态软包电池组装装置的主要承重载体，而设备顶部框架110为整套装置的操作保护框架及防尘框架，在设备顶部框架110上设置有设备操作控制组件120，设备操作控制组件120为整套装置的核心电控制系统。

本实施例的全固态软包电池组装装置主要包括有组装移动系统700、电解质片上料系统200、铝塑膜上料系统300、极片上料系统、预封装系统400和电芯下料系统500。

本实施例的组装移动系统700包括叠片平台710、组装移动驱动机构720和组装定位机构730，叠片平台710作为主要的叠片过程中的电芯结构材料承载主体，在使用时，通过组装移动驱动机构720驱动叠片平台710在电解质片上料系统200、铝塑膜上料系统300、极片上料系统、预封装系统400和电芯下料系统500的工位上自由并精准定位切换，实现叠片过程中的叠片工序转移切换。

本实施例的组装定位机构730设置在设于叠片平台710上，组装定位机构730用于对全固态软包电池进行铝塑膜上料、正负极叠片、电解质叠片、封装等相关工序组装过程中的物料进行定位和支撑承载，可以防止上料后的铝塑膜及正/负极片、电解质片在叠片平台710上移位错位，影响叠片精度。

组装定位机构730包括设于叠片平台710顶面的叠片四向定位组件，叠片四向定位组件包括矩形分布设置的四个叠片定位单元731，叠片定位单元731包括有叠片定位气缸、与叠片定位气缸连接的叠片定位块，使得叠片定位块相互靠拢以实现对铝塑膜及正/负极片、电解质片的定位。

本实施例的组装移动驱动机构720采用直线电机驱动的方式，通过直线电机驱动叠片平台710在左右方向上往复移动，而电解质片上料系统200、铝塑膜上料系统300、极片上料系统、预封装系统400和电芯下料系统500均设置在叠片平台710移动轨迹的旁侧。

其中，本实施例的铝塑膜上料系统300包括：铝塑膜放卷机构310、铝塑膜裁切机构320、铝塑膜定长传送机构330和铝塑膜上料抓取机构340，铝塑膜放卷机构310、铝塑膜定长传送机构330、铝塑膜裁切机构320依次排列设置，铝塑膜裁切机构320包括裁切组件321、位于裁切组件321出料端的裁切平台322，铝塑膜上料抓取机构340包括用于压紧抓取裁切平台322上的铝塑膜的铝塑膜抓取组件341、用于带动铝塑膜抓取组件341在裁切平台322与叠片平台710之间移动的铝塑膜上料驱动组件342。

在使用时，将铝塑膜卷装在铝塑膜放卷机构310上，铝塑膜放卷机构310的铝塑膜连接铝塑膜定长传送机构330，通过铝塑膜定长传送机构330对铝塑膜进行定长传送，定长后的铝塑膜经过裁切组件321后，传送至裁切平台322上，此时通过铝塑膜抓取组件341压紧抓取裁切平台322上的铝塑膜，本发明通过在裁切组件321的两侧分别通过铝塑膜定长传送机构330和铝塑膜抓取组件341与裁切平台322的压合实现对铝塑膜裁切处两侧的固定，然后裁切组件321再对定长后的铝塑膜进行裁断，随后铝塑膜抓取组件341将裁切后的铝塑膜移送至叠片平台710，而铝塑膜定长传送机构330继续对铝塑膜进行定长传送，如此重复，实现铝塑膜自动定长传送、稳定裁剪、快速上料。

具体地：本实施例的铝塑膜放卷机构310包括铝塑膜放卷辊311、铝塑膜纠偏辊312和多个铝塑膜导向辊313、与铝塑膜纠偏辊312传动连接的铝塑膜纠偏驱动件，铝塑膜放卷辊311用于装载铝塑膜卷，在安装时，铝塑膜依次绕过上游的铝塑膜导向辊313、铝塑膜纠偏辊312和下游的铝塑膜导向辊313后连接至铝塑膜定长传送机构330。

本实施例的铝塑膜放卷辊311、铝塑膜导向辊313和铝塑膜纠偏辊312均呈左右延伸安装在放卷机架上，铝塑膜放卷辊311的一端与放卷机架转动连接，在装膜卷时，将铝塑膜卷从铝塑膜放卷辊311的另一端套入。

铝塑膜纠偏辊312的一端与放卷机架滑动连接，在放卷输送过程中，铝塑膜难免会产生偏移的现象，当铝塑膜偏移时，铝塑膜纠偏驱动件带动铝塑膜纠偏辊312移动，将铝塑膜纠正至正常的位置，铝塑膜纠偏驱动件采用电杆。

其中本实施例的铝塑膜纠偏辊312设置在其中相邻的两个铝塑膜导向辊313之间，铝塑膜纠偏驱动件带动铝塑膜纠偏辊312在相邻的两个铝塑膜导向辊313之间纵向往复移动，铝塑膜纠偏驱动件带动铝塑膜纠偏辊312在上下方向往复移动，通过相邻的两个铝塑膜导向辊313的配合实现对铝塑膜的纠偏。

本实施例的铝塑膜定长传送机构330包括至少两个铝塑膜传送辊331、铝塑膜传送驱动组件332，本实施例的两个铝塑膜传送辊331呈上下平行设置，铝塑膜传送辊331呈左右延伸设置，铝塑膜传送驱动组件332与至少一个铝塑膜传送辊331传动连接，本实施例通过两个铝塑膜传送辊331来夹合铝塑膜，然后通过铝塑膜传送驱动组件332带动铝塑膜传送辊331转动，从而实现铝塑膜的传送，其中根据所需的传送长度，来控制铝塑膜传送辊331旋转的圈数。

本实施例的两个铝塑膜传送辊331之间的间距可调设置，这样可根据不同厚度的铝塑膜来调节两个铝塑膜传送辊331之间的间距，同时也保证铝塑膜传送辊331可将铝塑膜夹紧，以带动铝塑膜往前传送。

本实施例的铝塑膜定长传送机构330还包括有铝塑膜传送安装架333，铝塑膜传送安装架333的左右两侧均设置有铝塑膜调节槽334，铝塑膜调节槽334上下延伸设置，上侧的铝塑膜传送辊331的左右两端分别与两个铝塑膜调节槽334滑动连接，铝塑膜调节槽334的上端螺纹连接有竖直设置的铝塑膜压紧螺栓335，铝塑膜压紧螺栓335的下端与上侧的铝塑膜传送辊331端部的顶侧抵接，而下侧的铝塑膜传送辊331就转动安装在铝塑膜传送安装架333上，上侧的铝塑膜传送辊331通过两端的铝塑膜压紧螺栓335往下压紧，以使得上侧的铝塑膜传送辊331将铝塑膜压紧在两个铝塑膜传送辊331之间。

铝塑膜传送驱动组件332与下侧的铝塑膜传送辊331转动连接，铝塑膜传送驱动组件332采用伺服电机。

裁切组件321包括铝塑膜切刀、铝塑膜裁切驱动件3211，其中铝塑膜切刀设置在两个铝塑膜传送辊331与裁切平台322之间，铝塑膜裁切驱动件3211带动铝塑膜切刀上下移动。

裁切组件321还包括铝塑膜裁切架3212和铝塑膜刀架3213，铝塑膜刀架3213上下滑动安装在铝塑膜裁切架3212上，而铝塑膜切刀安装在铝塑膜刀架3213，铝塑膜切刀下端设置有铝塑膜刀刃口，铝塑膜刀刃口呈左右延伸设置，而铝塑膜裁切驱动件3211固定安装在铝塑膜裁切架3212上，本实施例的铝塑膜裁切驱动件3211采用气缸，在其他实施例中，可采用其他直线驱动结构。

本实施例的铝塑膜抓取组件341包括铝塑膜抓取移动架3411、多个铝塑膜吸盘3412，多个铝塑膜吸盘3412可调安装在铝塑膜抓取移动架3411的底部，这样可满足不同尺寸大小的铝塑膜的抓取。

而铝塑膜上料驱动组件342包括铝塑膜横向驱动组3421、铝塑膜纵向驱动组3422，通过铝塑膜纵向驱动组3422带动铝塑膜抓取组件341上下移动，通过铝塑膜横向驱动组3421带动铝塑膜抓取组件341横向往复移动。

而极片上料系统包括分别与正极片上料位和负极片上料位一一对应的两套极片上料设备600，其中一套极片上料设备600负责正极片上料，而另外一套负责负极片上料，两套极片上料设备600在结构上相同，现在以一套极片上料设备600来描述其具体结构和工作原理。

其中极片上料设备600包括极片料仓610、极片纠偏机构620、极片抓取机构630，极片纠偏机构620包括极片纠偏平台621、设在极片纠偏平台621上的极片四向定位组件622，极片料仓610用于存储极片，本实施的极片料仓610呈竖直设置，在极片料仓610的顶部设置有极片抬升机构611，通过极片抬升机构611将极片料仓610内的极片往上升，以方便抓取。

极片纠偏平台621通过极片四向定位组件622对将极片按设计的角度及位置进行纠偏矫正，极片四向定位组件622包括呈矩形分布于极片纠偏平台621上的四个极片定位单元，其中极片定位单元通过极片定位气缸来驱动极片定位块，使得极片定位块相互靠拢以实现对极片的定位。

本实施例的极片抓取机构630包括极片抓取组件631、带动极片抓取组件631在极片纠偏平台621、极片料仓610和叠片平台710之间移动的极片上料驱动组件632，极片抓取组件631包括多个极片吸盘，本实施例通过极片吸盘来吸取极片，而极片上料驱动组件632与铝塑膜上料驱动组件342结构相同。

在上料时，极片抓取组件631将极片料仓610中的极片抓取至极片纠偏平台621，极片纠偏平台621通过极片四向定位组件622对将极片按设计的角度及位置进行纠偏矫正，极片抓取组件631将纠偏后的极片吸取以上至极片上料位的叠片平台710上。

本实施例的电解质片上料系统200包括依次设置的电解质片放卷机构210、电解质片定长传送机构220、电解质片裁切机构230和电解质片上料传送机构240。

电解质片放卷机构210与铝塑膜放卷机构310的结构相同，而电解质片定长传送机构220与铝塑膜定长传送机构330的结构相同。

本实施例的电解质片裁切机构230与上述的裁切组件321结构相同。

而电解质片上料传送机构240为传送带结构，本实施例通过电解质片切刀对电解质片进行定长裁切，电解质片切落至电解质片上料传送机构240。

本实施例的电解质片上料系统200还包括电解质片上料抓取机构250、检测纠偏机构260，检测纠偏机构260用于对电解质片拍照检测及纠偏，检测纠偏机构260包括检测纠偏平台261、设于检测纠偏平台261上方的检测相机262、带动检测纠偏平台261移动的检测纠偏驱动件，检测纠偏平台261设置有真空吸附装置，可将电解质片紧紧吸附在检测纠偏平台261上。

电解质片上料抓取机构250包括用于抓取电解质片的电解质片抓取组件251、用于带动电解质片抓取组件251在电解质片上料传送机构240、检测纠偏平台261与叠片平台710之间移动的电解质片上料驱动组件252，其中本实施例的电解质片抓取组件251也是采用吸盘结构，而电解质片上料驱动组件252与铝塑膜上料驱动组件342的结构相同。

在使用时，电解质片抓取组件251抓取电解质片上料传送机构240上的电解质片至检测纠偏平台261上，检测相机262为CCD检查相机，检测相机262对检测纠偏平台261上上的电解质片拍照分析，拍照分析结果显示在设备操作控制组件120上的人机界面上，此时若检测相机262拍照检测结果显示“OK”则该电解质片合格，随后检测纠偏驱动件将驱动检测纠偏平台261对电解质片按设置角度及要求进行纠偏，然后电解质片抓取组件251抓取检测纠偏平台261上纠偏好的电解质片至叠片平台710，随后复位，完成一次电解质片上料的组装过程。

反之，若此时若检测相机262拍照检测结果显示“NG”则该电解质片不合格，此时设备操作控制组件120控制设备顶部框架110上的三色灯红灯闪烁，蜂鸣器响起，同时设备操作控制组件120上的人机界面上字幕提示人工取走不合格的电解质后复位，重复以上一系列动作，直至到下一片电解质片检测合格后继续执行后续电解质片上料的组装动作。

检测纠偏驱动件可采用伺服电机。

本实施例的预封装系统400包括封闭机构和封装机构，封闭机构包括上罩体410、下罩体420、封闭驱动组件，封闭驱动组件用于带动上罩体410和下罩体420相互靠近和远离。

而封装机构包括上封装组件和下封装组件，上封装组件包括设于上罩体410内的上封头430、带动上封头430相对上罩体410上下移动的上封装驱动件431，上封头430的底部设有上弹性压紧结构440；下封装组件包括设于下罩体420内的下封头450、带动下封头450相对下罩体420上下移动的下封装驱动件451，下封头450的顶部设有下弹性压紧结构460，上封头430和下封头450均带有加热元件

叠片平台710设有上下贯通的多个封装槽孔711，多个封装槽孔711呈矩形分布，并且上封头430的底面设有多个上封装凸台432，多个上封装凸台432均布于上弹性压紧结构440的四周，下封头450的顶面设有多个下封装凸台452，多个下封装凸台452均布于下弹性压紧结构460的四周，在上下方向上封装槽孔711分别与下封装凸台452、上封装凸台432一一对应。

上封装驱动件431和下封装驱动件451均为气缸。

上弹性压紧结构440包括上压片441、至少一个上弹簧442，上压片441设置在上封头430的底部，并且上压片441与上封头430滑动配合，上弹簧442作用在上压片441与上封头430之间，通过上弹簧442给上压片441提供往下按压的弹力，使用时，本方案通过上压片441往下压住叠片后的全固态软包电芯。

下弹性压紧结构460包括下压片461和至少一个下弹簧462，下压片461设置在下封头450的顶部，下压片461与下封头450滑动配合，通过下弹簧462给下压片461提供往上按压的弹力，在使用时，通过下压片461往上压住叠片平台710的底部。

本实施例的封闭驱动组件包括上封闭驱动结构470和下封闭驱动结构，上封闭驱动结构470与上罩体410传动连接，而下封闭驱动结构与下罩体420传动连接，本实施例通过上封闭驱动结构470单独带动上罩体410上下移动，通过下封闭驱动结构单独带动下罩体420上下移动，方便控制，适配性更强。

上封闭驱动结构470和下封闭驱动结构均采用直线电机，在其他实施例中，上封闭驱动结构470和下封闭驱动结构可采用其他直线驱动结构，例如，电机与丝杆的驱动方式等等。

在使用时，当叠片平台710上的全固态软包电芯叠片完成后，将叠片平台710和电芯一起移动至上罩体410与下罩体420之间，也就是铝塑膜真空预封装位，随后上罩体410往下移动到上封装位，下罩体420往上移动到下封装位，上封腔的开口与叠片平台710的顶面接触，同时上弹性压紧结构440也压住叠片后的全固态软包电芯，下封腔的开口与叠片平台710的底面接触，此时的下弹性压紧结构460就与叠片平台710的底部接触，通过叠片平台710压紧电芯，叠片后的电芯和叠片平台710被夹紧在上弹性压紧结构440与下弹性压紧结构460之间，这样使得下封腔、上封腔与叠片平台710之间形成封闭的腔室，而叠片后的电芯设置在该腔室中；

在热封时，下封装凸台452和上封装凸台432在上下方向相互靠近，并穿过封装槽孔711，实现对叠片后的电芯边沿的预封装。

其中，本实施例的封装区域为电芯四周，并不完全对全固态软包电芯的四周封装，两边长边为封印大小为5*35mm，两边短边封印大小为5*20mm，这样可有效防止在后续工序移动电芯中造成电芯内部极片或电解质片移位，以保证全固态软包电芯在进行叠片后的一个内部结构的叠片精度的同时方便电芯转移至下一工序，以方便自动化组装的实现。

而电芯下料系统500包括电芯下料传送机构510、电芯下料抓取组件520、带动电芯下料抓取组件520在叠片平台710与电芯下料传送机构510之间移动的电芯下料驱动组件530，电芯下料抓取组件520采用吸盘，而电芯下料驱动组件530与铝塑膜上料驱动组件342的结构相同。

在全固态软包电芯预封装之后，叠片平台710驱动到电芯下料位，随后电芯下料抓取组件520真空吸取叠片平台710上的全固态软包电芯，然后将全固态软包电芯移送至电芯下料传送机构510，完成电芯自动化叠片工序及电芯下料工序。

进一步地，电芯下料传送机构510将下料后的全固态软包电芯依次向外传送，该下料设计方可以使电芯下料传送机构510末端上方的电芯靠人工托盘或自动化机械手的方式转移至下一工序设备装置进行下一工序作业生产。

在整套全固态软包电池叠片组装过程中，除了铝塑膜卷安装、正/负极的极片料仓610加料安装、电解质卷安装工序需人工进行操作外，其余整个组装过程均可靠设备操作控制组件120内部的PLC进行整套电气系统控制实现各工序的电池叠片工序动作及相关动作与精度检测，人工可通过设备操作控制组件120上的人机界面进行相关叠片工艺参数设定及组装过程监控，随时查看设备异常报警信息处理组装过程异常问题，实现全固态软包电池的自动化叠片组装工艺生产。

此外本发明还提供一种全固态软包电池组装方法，具体步骤：

将叠片平台710移动至铝塑膜上料系统300，将铝塑膜叠放于叠片平台710；

将叠片平台710移动至极片上料系统的负极片上料位，将负极片叠放于叠片平台710的铝塑膜上，将叠片平台710移动至电解质片上料系统200，将电解质片叠放于叠片平台710的负极片上，将叠片平台710移动至正极片上料位，将正极片叠放于叠片平台710的电解质片上，如此重复，以完成负极片、电解质片和正极片的依次叠片；

再将叠片平台710移动至铝塑膜上料系统300，将铝塑膜叠放于叠芯上；

之后，将叠片平台710移动至预封装系统400，对铝塑膜进行预封装；

预封装后将叠片平台710移动至电芯下料系统500，将叠片平台710上的电芯取下；

在叠片过程中，叠片平台710通过组装定位机构730对铝塑膜、极片、电解质片固定定位。

本发明能够实现对极片、固态电解质的精准定位装配，成功替代了当前采用人工加叠片工装进行电池叠片来完成叠片工序等工作，有效解决了电池的叠片精度，有利于提升固态软包电池的组装过程的一致性，提升电池质量，同时大大提升了全固态软包电池的叠片效率加快了公司对于全固态软包电池的研发效率及生产效率。

Claims (10)

1.一种全固态软包电池组装装置，其特征在于：包括：组装移动系统、电解质片上料系统、铝塑膜上料系统、极片上料系统、预封装系统和电芯下料系统；

所述极片上料系统设有正极片上料位和负极片上料位；

所述组装移动系统包括叠片平台、组装移动驱动机构、组装定位机构，所述组装移动驱动机构用于带动所述叠片平台在所述铝塑膜上料系统、极片上料系统、电解质片上料系统、预封装系统和电芯下料系统之间移动，所述组装定位机构设于所述叠片平台。

2.根据权利要求1所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：

所述铝塑膜上料系统包括：铝塑膜放卷机构、铝塑膜裁切机构、铝塑膜定长传送机构和铝塑膜上料抓取机构，铝塑膜裁切机构包括裁切组件、位于所述裁切组件出料端的裁切平台，所述铝塑膜定长传送机构位于所述铝塑膜放卷机构与所述裁切组件的进料端，铝塑膜上料抓取机构包括用于压紧抓取所述裁切平台上的铝塑膜的铝塑膜抓取组件、用于带动铝塑膜抓取组件在裁切平台与叠片平台之间移动的铝塑膜上料驱动组件。

3.根据权利要求2所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：

所述铝塑膜放卷机构包括铝塑膜放卷辊、铝塑膜纠偏辊和多个铝塑膜导向辊、与所述铝塑膜纠偏辊传动连接的铝塑膜纠偏驱动件，所述铝塑膜纠偏驱动件带动所述铝塑膜纠偏辊在相邻的两个铝塑膜导向辊之间纵向移动；

所述铝塑膜定长传送机构包括相互平行设置的至少两个铝塑膜传送辊、与至少一个所述铝塑膜传送辊传动连接的铝塑膜传送驱动组件，至少两个所述铝塑膜传送辊之间的间距可调设置；

所述裁切组件包括铝塑膜切刀、铝塑膜裁切驱动件，所述铝塑膜裁切驱动件用于带动所述铝塑膜切刀在所述裁切平台与铝塑膜定长传送机构之间纵向移动。

4.根据权利要求1所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：

所述极片上料系统包括分别与正极片上料位和负极片上料位一一对应的两套极片上料设备，所述极片上料设备包括极片料仓、极片纠偏机构、极片抓取机构，所述极片纠偏机构包括极片纠偏平台、设于极片纠偏平台上的极片四向定位组件，所述极片抓取机构包括极片抓取组件、带动所述极片抓取组件在极片纠偏平台、极片料仓和叠片平台之间移动的极片上料驱动组件。

5.根据权利要求1所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：

所述电解质片上料系统包括依次设置的电解质片放卷机构、电解质片定长传送机构、电解质片裁切机构、电解质片上料传送机构；

所述电解质片上料系统还包括电解质片上料抓取机构、检测纠偏机构，所述检测纠偏机构用于对电解质片拍照检测及纠偏，所述电解质片上料抓取机构包括电解质片抓取组件、用于带动电解质片抓取组件在电解质片上料传送机构、检测纠偏机构与叠片平台之间移动的电解质片上料驱动组件。

6.根据权利要求5所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：

所述电解质片放卷机构包括电解质片放卷辊、电解质片纠偏辊和多个电解质片导向辊、与所述电解质片纠偏辊传动连接的电解质片纠偏驱动件，所述电解质片纠偏驱动件带动所述电解质片纠偏辊在相邻的两个电解质片导向辊之间纵向移动；

所述电解质片定长传送机构包括相互平行设置的至少两个电解质片传送辊、与至少一个所述电解质片传送辊传动连接的电解质片传送驱动组件，至少两个所述电解质片传送辊之间的间距可调设置；

所述电解质片裁切机构包括电解质片切刀、电解质片裁切驱动件，所述电解质片裁切驱动件用于带动所述电解质片切刀在所述电解质片上料传送机构与电解质片定长传送机构之间纵向移动；

所述检测纠偏机构包括检测纠偏平台、设于所述检测纠偏平台上方的检测相机、带动所述检测纠偏平台移动的检测纠偏驱动件。

7.根据权利要求1所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：所述预封装系统包括封闭机构和封装机构；

所述封闭机构包括上罩体、下罩体、封闭驱动组件，所述封闭驱动组件用于带动所述上罩体和所述下罩体相互靠近和远离；

所述封装机构包括上封装组件和下封装组件，所述上封装组件包括设于所述上罩体内的上封头、带动所述上封头相对所述上罩体上下移动的上封装驱动件，所述上封头的底部设有上弹性压紧结构；所述下封装组件包括设于所述下罩体内的下封头、带动所述下封头相对所述下罩体上下移动的下封装驱动件，所述下封头的顶部设有下弹性压紧结构，所述上封头和下封头均带有加热元件；

所述叠片平台设有上下贯通的多个封装槽孔，多个封装槽孔呈矩形分布。

8.根据权利要求7所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：

所述上封头的底面设有多个上封装凸台，多个所述上封装凸台均布于所述上弹性压紧结构的四周，所述下封头的顶面设有多个下封装凸台，多个所述下封装凸台均布于所述下弹性压紧结构的四周，在上下方向上所述封装槽孔分别与所述下封装凸台、所述上封装凸台一一对应；

所述上弹性压紧结构包括与所述上封头滑动配合的上压片、作用于所述上压片与所述上封头之间的至少一个上弹簧；

所述下弹性压紧结构包括与所述下封头滑动配合的下压片、作用于所述下压片与所述下封头之间的至少一个下弹簧。

9.根据权利要求1所述的全固态软包电池组装装置，其特征在于：

所述电芯下料系统包括电芯下料传送机构、电芯下料抓取组件、带动所述电芯下料抓取组件在叠片平台与电芯下料传送机构之间移动的电芯下料驱动组件；

所述组装定位机构包括设于所述叠片平台顶面的叠片四向定位组件。

10.一种全固态软包电池组装方法，其特征在于：具体步骤：

采用如权利要求1至9任一项所述的全固态软包电池组装装置；

将叠片平台移动至铝塑膜上料系统，将铝塑膜叠放于叠片平台；

将叠片平台移动至所述极片上料系统的负极片上料位，将负极片叠放于所述叠片平台的铝塑膜上；

将叠片平台移动至电解质片上料系统，将电解质片叠放于所述叠片平台的极片上；

将叠片平台移动至正极片上料位，将正极片叠放于所述叠片平台的电解质片上；

将叠片平台移动至预封装系统，进行预封装；

封装后将叠片平台移动至电芯下料系统，将叠片平台上的电芯取下；

所述叠片平台通过组装定位机构对铝塑膜、极片、电解质片固定定位。