CN119674252B - 锂电池切叠一体机及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种锂电池切叠一体机，包括：机架；负极放卷裁切单元，包括负极放卷机构、飞切机构、隔膜放卷机构、热复合机构和负极裁切机构，用将上隔膜、负极片和下隔膜压持形成复合料，负极裁切机构用于将复合料裁切成复合片；正极放卷裁切单元，正极放卷裁切单元对正极卷料进行放卷并将正极卷料裁切成正极片；极片输送单元，用于将正极片、复合片送入下一工序进行叠片；叠片单元，用于将正极片和复合片交替叠放，形成电芯；热压单元，用于对电芯热压整形；以及贴胶单元，用于对电芯进行贴胶。本申请够集成放卷、制片、叠片、热压、贴胶为一体，实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，以提高锂电池的生产效率。

Description

锂电池切叠一体机及其生产工艺

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，具体涉及一种锂电池切叠一体机及其生产工艺。

背景技术

锂电池具有高电压、高能量密度、高安全性、低自放电率等的优点，是一种很有前途的新能源；随着科学技术的进一步发展，人们对锂电池的需求越来越多。叠片电池与传统电动汽车用的锂离子电池的工作原理一致，内部由正极、负极、隔膜、电解液构成，利用锂离子的移动产生电。

传统的叠片电芯制作方法是：使极卷通过模切机，制作成为极片，收集到料盒里，再通过料盒输送线移载到叠片机。料盒定位后，通过极片上料机械手抓取到叠片平台，制成电芯，贴胶后输送到下道工序。

目前的叠片设备和工艺只能取单极片再进行叠片，设备节拍比较慢，生产效率低，为了满足市场需求，提高产能，需多台切叠一体机同时生产，而多台切叠一体机占地面积很大，设备成本高。

发明内容

本发明申请一种锂电池切叠一体机及其生产工艺，主要解决的技术问题是如何提高锂电池的生产效率。

根据第一方面，一种实施例中提供一种锂电池切叠一体机，包括：

机架；

负极放卷裁切单元，设置在所述机架的前端，包括负极放卷机构、飞切机构、隔膜放卷机构、热复合机构和负极裁切机构；所述负极放卷机构对负极卷料进行放卷，所述飞切机构将负极卷料裁切成负极片，所述隔膜放卷机构设置有两组并别在负极片的上、下位置对隔膜进行放卷，所述热复合机构将上隔膜、负极片和下隔膜压持形成复合料，所述负极裁切机构用于将复合料裁切成复合片；

正极放卷裁切单元，设置在所述机架的前端，所述正极放卷裁切单元对正极卷料进行放卷，并将所述正极卷料裁切成正极片；

极片输送单元，沿送料方向分布，并用于将所述正极片、所述复合片送入下一工序进行叠片；

叠片单元，用于将所述正极片和复合片交替叠放，形成电芯；

热压单元，用于对所述电芯热压整形；以及

贴胶单元，用于对所述电芯进行贴胶。

在另一种实施例中，负极放卷裁切单元设置有两条放卷线，所述负极放卷机构和飞切机构设置有两组，两组所述飞切机构交替将所述负极片送入所述负极裁切机构。

在另一种实施例中，所述飞切机构包括上架体、下架体、连接所述上架体和下架体的追位组件、安装于所述上架体的动力组件以及沿送料方向依次安装于所述下架体的送料组件、切刀组件和夹持组件；所述送料组件用于牵引复合料带沿送料方向运动至所述切刀组件的切料位；所述夹持组件用于夹持定位所述复合料；所述动力组件用于驱动所述切刀组件沿竖直方向做往复运动；所述切刀组件用于沿竖直方向切料；所述追位组件用于带动所述下架体沿送料方向前移并将已完成切料的所述复合料送入所述热复合机构。

在另一种实施例中，所述隔膜放卷机构包括负极基板和设置在所述负极基板上的隔膜放卷组件和平展组件，所述平展组件包括弧形芯轴和套设在所述弧形芯轴上的平整套辊，所述弧形芯轴固定于所述负极基板并沿周向设置为弧形，所述平整套辊相对于所述弧形芯轴可转动，所述平整套辊设置在隔膜卷材的送料路径上。

在另一种实施例中，所述叠片单元包括纠偏机构、叠片机构和极片搬运机构，所述纠偏机构用于将极片调整至设定位置，所述极片搬运机构用于在所述极片输送单元、纠偏机构和叠片机构间转移所述正极片和复合片，所述叠片机构用于所述正极片和负极片依次叠片以形成电芯。

在另一种实施例中，所述极片搬运机构包括搬运支架以及安装于所述搬运支架上的一级搬运机械手和二级搬运机械手，所述一级搬运机械手将极片自所述极片输送单元搬运至所述纠偏机构进行纠偏；所述二级搬运机械手将纠偏完成的极片自所述纠偏机构搬运至所述叠片机构进行叠片。

在另一种实施例中，所述纠偏机构包括设备架体和多组设置在所述设备架体上的承载组件、检测组件和纠偏组件；所述极片搬运机构获取极片至所述承载组件上，多组所述承载组件并排设置并用于吸附物料，且所述承载组件数量不少于所述搬运机构数量；所述检测组件用于检测物料的位置偏差值，所述纠偏机构与所述承载组件一一对应连接，且所述纠偏机构用于调整所述承载组件的位置。

在另一种实施例中，所述极片输送单元采用皮带传送，包括独立设置的检测皮带段、剔除皮带段和缓存皮带段，所述检测皮带段设置有尺寸检测机构和缺陷检测机构，所述尺寸检测机构用于检测极片尺寸、V角尺寸并进行反馈纠偏，所述缺陷检测机构用于检测极片表面涂层是否有缺陷，所述剔除皮带段用于剔除尺寸NG和具有缺陷的极片，并补片传送至所述叠片单元；所述缓存皮带段经过所述叠片单元和热压单元，所述缓存皮带段两端设置有缓存平台。

根据第二方面，一种实施例中提供一种锂电池切叠生产工艺，采用上述锂电池切叠一体机，包括以下工序：

正极放卷并裁切形成正极片，负极、隔膜放卷并裁切形成带有上下隔膜的复合片；

正极片、复合片分别通过对应的极片输送单元输送到叠片单元；

极片输送单元把正极片和复合片搬运到叠片单元纠偏并完进行交替叠片形成电芯；

电芯下料在热压单元进行热压整形；

电芯下料到贴胶单元完成贴胶动作；

电芯下料到指定物流线。

在另一种实施例中，所述负极、隔膜放卷并裁切形成带有上下隔膜的复合片包括：

负极放卷机构进行负极卷材放卷并在放卷过程中进行纠偏；

卷材外观检测；

负极卷材通过飞切机构裁断形成负极片；

两组隔膜放卷机构进行隔膜卷材放卷并在放卷过程中进行纠偏；

负极片通过热复合机构复合进两组隔膜卷材之间形成复合料并封边；

复合料通过负极裁切机构裁切形成复合片。

据上述实施例的锂电池切叠一体机及其工艺，能够集成放卷、制片、叠片、热压、贴胶为一体，包含锂电池叠片所有工序，实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，复合叠片在生产过程中叠台没有往复运动，负极片与两层隔膜在进入叠片单元前已经通过热复合机构复合成复合片，且叠片完成后没有隔膜尾卷，避免了叠片过程的隔膜内部褶皱和尾卷的隔膜褶皱问题；且设备全程可完全自动化控制，速度快，产能转化高，可以有效提高设备时序及降低设备的制造成本，机构的工序动作进行有效合并，空间利用率高。

附图说明

图1为锂电池切叠一体机的整体结构示意图；

图2为锂电池切叠一体机的整体动作流程示意图；

图3为一种实施例中架体的整体结构示意图；

图4为一种实施例中负极放卷单元的结构示意图；

图5为一种实施例中负极走带示意图；

图6为一种实施例中飞切机构的结构示意图；

图7为一种实施例中隔膜走带示意图；

图8为一种实施例中平展组件的结构示意图；

图9为一种实施例中平展组件的平展原理图；

图10为一种实施例中热复合机构的结构示意图；

图11为一种实施例中正极放卷单元的结构示意图；

图12为一种实施例中正极走带示意图；

图13为一种实施例中正、负极裁切机构的结构示意图；

图14为一种实施例中极片输送单元的结构示意图；

图15为一种实施例中叠片单元的结构示意图；

图16为一种实施例中极片搬运机构的结构示意图；

图17为一种实施例中纠偏机构的结构示意图；

图18为一种实施例中热压单元的结构示意图；

图19为一种实施例中热压机构的结构示意图；

图20为一种实施例中热压装置的结构示意图；

图21为一种实施例中热压上、下料机械手的结构示意图；

图22为一种实施例中贴胶单元的结构示意图；

图23为一种实施例中贴胶机构的结构示意图；

图24为一种实施例中中转机械手的结构示意图；

图25为一种实施例中下料机械手的结构示意图；

图26为锂电池切叠一体机的工艺流程图。

附图标记：

1、机架；2、负极放卷裁切单元；21、负极放卷机构；211、负极基板；212、放卷模块；213、纠偏系统；214、张力控制系统；215、极耳检测模块；22、飞切机构；221、上架体；222、下架体；223、追位组件；224、动力组件；225、送料组件；226、切刀组件；227、夹持组件；23、隔膜放卷机构；231、隔膜放卷组件；232、平展组件；2321、弧形芯轴；2322、平整套辊；24、热复合机构；241、热复合组件；242、相机检测模块；243、封边组件；25、负极裁切机构；251、送料组件；252、热切组件；3、正极放卷裁切单元；31、正极放卷机构；311、正极基板；312、放卷模块；313、纠偏系统；314、张力控制系统；32、正极裁切机构；4、极片输送单元；41、检测皮带段；42、剔除皮带段；43、缓存皮带段；44、尺寸检测机构；45、缺陷检测机构；5、叠片单元；51、纠偏机构；511、设备架体；512、承载组件；5121、承载板；513、检测组件；514、纠偏组件；52、叠片机构；53、极片搬运机构；531、搬运支架；532、一级搬运机械手；533、二级搬运机械手；6、热压单元；61、热压上料机械手；62、热压机构；621、热压支架；622、热压装置；6221、上压板；6222、下压板；6223、铁氟龙；6224、防粘机构；63、热压下料机械手；7、贴胶单元；71、中转平台；72、中转机械手；73、下料机械手；74、贴胶机构；75、贴二维码机构；76、NG拉带。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

传统的叠片电芯制作方法是：使极卷通过模切机，制作成为极片，收集到料盒里，再通过料盒输送线移载到叠片机。料盒定位后，通过极片上料机械手抓取到叠片平台，制成电芯，贴胶后输送到下道工序。而目前的叠片设备和工艺只能取单极片再进行叠片，设备节拍比较慢，生产效率低，为了满足市场需求，提高产能，需多台切叠一体机同时生产，而多台切叠一体机占地面积很大，设备成本高。

在本发明实施例中，公开了一种锂电池切叠一体机及其生产工艺，够集成放卷、制片、叠片、热压、贴胶为一体，包含锂电池叠片所有工序，实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，采用热复合技术路线，实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，以提高锂电池的生产效率。

根据第一方面，一种实施例中提供一种锂电池切叠一体机，请参考图1和图2，包括：机架1，用于支撑并安装切叠一体机各个单元；负极放卷裁切单元2，设置在机架1的前端，包括负极放卷机构21、飞切机构22、隔膜放卷机构23、热复合机构24和负极裁切机构25；负极放卷机构21对负极卷料进行放卷，飞切机构22将负极卷料裁切成负极片，隔膜放卷机构23设置有两组并别在负极片的上、下位置对隔膜进行放卷，热复合机构24将上隔膜、负极片和下隔膜压持形成复合料，负极裁切机构25用于将复合料裁切成复合片；正极放卷裁切单元3，设置在机架1的前端，正极放卷裁切单元3对正极卷料进行放卷，并将正极卷料裁切成正极片；极片输送单元4，沿送料方向分布，并用于将正极片、复合片送入下一工序进行叠片；叠片单元5，用于将正极片和复合片交替叠放，形成电芯；热压单元6，用于对电芯热压整形；以及贴胶单元7，用于对电芯进行贴胶。

本实施例公开的锂电池切叠一体机，负极放卷裁切单元2和正极放卷单元进行放卷，负极片与两层隔膜在进入叠片单元5前已经通过热复合机构24复合成复合片，再进行叠片、贴胶，完成电池的生产；本申请能够集成放卷、制片、叠片、热压、贴胶为一体，包含锂电池叠片所有工序，实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，且叠片完成后没有隔膜尾卷，避免了叠片过程的隔膜内部褶皱和尾卷的隔膜褶皱问题。

在本实施例中，设备整体还包括控制系统，与各个单元电连接并进行控制，使得锂电池切叠一体机的工艺全程可完全自动化控制，速度快，产能转化高，可以有效提高设备时序及降低设备的制造成本，机构的工序动作进行有效合并，空间利用率高。

进一步的，请参考图1和图2，正极放卷单元和负极放卷单元均设置在机架1的前端并分开并排设置，负极放卷裁切单元2设置有两条放卷线，即负极放卷机构21和飞切机构22设置有两组，两组飞切机构22交替将负极片送入负极裁切机构25。

请参考图4和图5，负极放卷机构21包括设置在机架1上的负极基板211、放卷模块212、纠偏系统213、张力控制系统214和极耳检测模块215，具体的，请参考图5，为负极走带示意图，负极放卷机构21由前端的放料辊进行放料，经过放料纠偏辊进行放料纠偏、中途通过过程纠偏辊进行过程纠偏，卷料经过张力摆辊和张力辊控制卷料张力，卷料在走带过程中通过极耳检测模块215分别对负极卷料的正面极耳和背面极耳进项检测；两调放卷线最终分别送入两组飞切机构22进行切料。

请参考图4和图6，本申请两组飞切机构22交替送料至热复合机构24，采用飞切组件的“追切追送”，负极“双刀切”，电磁加热复合技术及全自动多工位设计，大大提高了叠片效率。

具体的，请参考图4和图6，飞切机构22包括上架体221、下架体222、连接上架体221和下架体222的追位组件223、安装于上架体221的动力组件224以及沿送料方向依次安装于下架体222的送料组件251、切刀组件226和夹持组件227；送料组件251用于牵引复合料带沿送料方向运动至切刀组件226的切料位；夹持组件227用于夹持定位复合料；动力组件224用于驱动切刀组件226沿竖直方向做往复运动；切刀组件226用于沿竖直方向切料；追位组件223用于带动下架体222沿送料方向前移并将已完成切料的复合片送入热复合机构24。

在本申请中，负极卷材经送料组件251送料直至负极卷材到达切刀组件226下方的切料位，负极卷材通过机构后端的夹持组件227夹持定位，切刀组件226通过动力组件224提供下降动力下降切料，将负极卷材切断成单片的复合片，随即追位组件223带动夹持组件227沿送料方向前移并将已完成切料的极片送入下一工序，同时追位组件223回退时，送料组件251持续送料，避免料带回退；本申请将飞切机构22的切片、送片、夹持结构进行有效合并，节省设计成本和机构占比空间，结构更加合理集中，减少附加结构而增多的成本。

请参考图4和图6，追位组件223包括直线模组和送料部，直线模组沿送料方向设置，直线模组的直线轨道安装于上架体221下端；下架体222设置为方形框架结构，下架体222上端连接于直线模组的滑动块上，使得下架体222能够通过直线模组沿送料方向可移动，直线模组的滑动块带动下架体222整体沿送料方向前移，即带动夹持组件227、切刀组件226和送料组件251将已经完成裁切的极片送至下一工序进行热复合。

在本实施例中，夹持组件227、切刀组件226和送料组件251可采用现有技术中的方案进行夹料、切料和送料，此处不再赘述。

进一步的，请参考图4和图7，图7为负极放料机构上方和下方的两组隔膜走带示意图，隔膜放卷机构23同样包涵张力控制系统314及纠偏系统213，纠偏是采用大板的整体纠偏；隔膜放卷机构23包括设置在负极基板211上的隔膜放卷组件231和平展组件232，隔膜放卷组件231同样由前端的放料辊进行放料，中途进行张力检测，通过对应的张力摆辊进行张力控制；平展组件232设置在隔膜走带靠近复合单元一侧，用于展平隔膜。

具体的，请参考图8和图9，平展组件232包括弧形芯轴2321和套设在弧形芯轴2321上的平整套辊2322，弧形芯轴2321固定于负极基板211并沿周向设置为弧形，且平整套辊2322对应设置为弧形，平整套辊2322相对于弧形芯轴2321可转动，平整套辊2322设置在隔膜卷材的送料路径上；本实施例中的平整套辊2322设置为橡胶辊，平展组件232运行的时候弧形芯轴2321不转，而表面的平整套辊2322旋转，当隔膜通过平整套辊2322的弧度高包角点时会产生一个横向的速度(即为横向力)，这个速度(力)起到展平作用。

在本实施例中，负极放料机构和正极放料机构的设计具有兼容性，实时监控并显示，张力异常进行报警提示并张力可设定。

进一步的，请参考图10，热复合机构24包括依次设置的热复合组件241、相机检测模块242和封边组件243，热复合组件241入口设置热复合送料辊，负极片和上下隔膜自送料辊进入热复合组件241，通过热复合组件241对应的复合辊热压复合形成复合料，相机检测模块242通过CCD工业相机拍摄检测相邻极片间距、正反面NS，确认封边位置精度，并进行即使反馈；检测后的复合料进入封边组件243，通过封边组件243的封边辊进行封边，且复合辊和封边辊两端的气缸的压力需要相等，且两者与前端的送料辊在运行时为等速。

进一步的，请参考图11和图12，图12为正极走带示意图，正极放卷单元包括正极放卷机构31和正极裁切机构32，正极放卷机构31与负极放卷机构21相似，同样包括设置在机架1上的正极基板311、放卷模块312、纠偏系统313和张力控制系统314，正极放卷机构31由前端的放料辊进行放料，经过放料纠偏辊进行放料纠偏、中途通过过程纠偏辊进行过程纠偏，卷料经过张力摆辊和张力辊控制卷料张力，卷料在就进入正极裁切机构32前设置缓存辊和压料辊进行调整，保证卷料进入正极裁切机构32的平整和张力。

本实施例中，请参考图4和图13，正极裁切机构32和负极裁切机构25结构相似，具体的细节可根据现场更换设计，具体的，包括送料组件251和热切组件252，送料组件251用于支撑并带动物料在工作台上沿送料方向移动；热切组件252沿送料方向设置在物料的送料路径上，包括热切驱动件、热切机架1以及设置在热切机架1上的热切刀，且热切刀垂直于送料方向设置，热切驱动件连接热切刀，以驱动热切刀下降切料；送料组件251支撑并带动卷料沿送料方向移动，直至通过热切组件252并到达热切位置，热切驱动件驱动热切刀下降进行切料即可。且在本实施例中，热切组件252设置有两组，任一热切组件252两侧均设置有一组送料组件251，即送料组件251设置有三组，送料组件251可用于补偿送料组件251的送料长度，且各个组件的具体设计可根据现有技术方案设计，此处不再赘述。

请参考图1和图14，正极裁切机构32和负极裁切机构25均设置在极片输送单元4上，极片输送单元4将用于运输单片的正极片和复合片。具体的，极片输送单元4采用皮带传送，包括独立设置的检测皮带段41、剔除皮带段42和缓存皮带段43，检测皮带段41设置有尺寸检测机构44和缺陷检测机构45，尺寸检测机构44用于检测极片尺寸、V角尺寸并进行反馈纠偏，缺陷检测机构45用于检测极片表面涂层是否有缺陷，剔除皮带段42用于剔除尺寸NG和具有缺陷的极片，并补片传送至叠片单元5；缓存皮带段43两端设置有缓存平台，一端缓存平台用于放置多个极片进行叠片上料，另一缓存平台用于热压下料缓存电芯。

请参考图14，检测皮带段41和剔除皮带段42均设置有两组，并分别对应正、负极的单片运输和检测，其中，检测皮带段41用于将极片输送至叠片单元5，剔除皮带段42在检测皮带段41运输的过程中剔除NG极片并进行补片，进入叠片单元5。

进一步的，请参考图1和图15，叠片单元5包括纠偏机构51、叠片机构52和极片搬运机构53，纠偏机构51用于将极片调整至设定位置，极片搬运机构53用于在极片输送单元4、纠偏机构51和叠片机构52间转移正极片和复合片，叠片机构52用于正极片和负极片依次叠片以形成电芯。

请参考图16，极片搬运机构53包括搬运支架531以及安装于搬运支架531上的一级搬运机械手532和二级搬运机械手533，一级搬运机械手532将极片自极片输送单元4搬运至纠偏机构51进行纠偏；二级搬运机械手533将纠偏完成的极片自纠偏机构51搬运至叠片机构52进行叠片。本实施例中，一级搬运机械手532和二级搬运机械手533均设置两组，分别用于搬运正极片和复合片。

请参考图17，纠偏机构51包括设备架体511和多组设置在设备架体511上的承载组件512、检测组件513和纠偏组件514；极片搬运机构53获取极片至承载组件512上，多组承载组件512并排设置并用于吸附物料，包括承载板5121，承载板5121中空形成承载空腔，承载板5121上设置有多个与承载空腔连通的吸孔，吸孔用于吸附物料；承载板5121一侧设置有光源，检测组件513设置在承载板5121背离光源一侧，检测组件513用于检测物料的位置偏差值，纠偏机构51与承载组件512一一对应连接，且纠偏机构51用于调整承载组件512的位置。

具体的，请参考图17，承载板5121设置有8块且并排均匀分布，多工位纠偏，承载板5121数量、尺寸均可根据现场设置，可以兼容大尺寸极片纠偏。

请参考图16，本实施例中搬运机械手具有多个自由度，搬运机械手前端设置搬运板，搬运板中空形成搬运空腔，搬运板上设置有多个与搬运空腔连通的吸嘴，吸嘴用于吸附或压持极片；搬运板开启负压通过吸嘴在极片输送单元4上吸附极片，搬运机械手搬运极片至承载板5121上方，通过Z轴下降，将极片放置至承载板5121上进行纠偏，纠偏完成后以同样的操作将极片运送至叠片机构52进行叠片。

本实施例中，叠片机构52设置叠片平台、叠台升降组件、叠台压刀组件和叠台平移组件，定位后将极片依设置的数量叠到叠片平台，叠台压刀组件的压刀从电芯两侧完成电芯压紧功能，正极片和复合片依次交替完成叠片动作。纠偏机构51和叠片机构52的具体方案可采用现有技术设计，具体细节不做赘述。正极片或复合片通过搬运机械手在极片输送单元4上取片8p/次搬运至纠偏机构51，在8组承载板5121上分别相机拍照定位进行纠偏，然后通过二级搬运机械手533将定位好的8p物料一次性搬运至叠片机构52完成叠片动作。

进一步的，请参考图18，热压单元6包括热压上料机械手61、热压机构62和热压下料机械手63，热压上料机械手61具有四个抓夹并用于夹持电芯，并转向放至热压机构62的热压腔体，热压机构62于热压腔体内热压电芯，热压下料机械手63具有四个抓夹并用于夹持电芯离开热压机构62的热压腔体。

请参考图18和图19，热压机构62包括4组热压支架621，热压支架621内形成热压腔体，每个热压腔体设置有4个入口和对应的热压装置622，热压上料机械手61同时夹持4组电芯放入对应的热压装置622进行热压，热压完成后通过热压下料机械手63夹持4组电芯放入下一工序。

请参考图19、图20和图21，热压装置622一般设置上压板6221和下压板6222，电芯放置在上压板6221和下压板6222之间，铁氟龙6223在紧贴上压板6221和下压板6222分布，上压板6221对应的铁氟龙6223具有防粘机构6224，具体设置为滚轮，滚轮压持铁氟龙6223远离电芯放置位置，当上下料机械手73进行上下料时期，需要提前把防粘机构6224提前进行避让以免与机械手夹爪产生干涉，在夹爪进入前由滚轮提前压合铁氟龙6223实现主动变形。

本实施例中，电芯热压整形可以改善锂离子电池的平整度，使电芯厚度满足要求并具有高的一致性；消除隔膜褶皱，赶出电芯内部空气，使隔膜和正负极极片紧密贴个在一起，缩短锂离子扩散距离，降低电池内阻。

进一步的，请参考图22、图23、图24和图25，贴胶单元7用于对电芯贴侧胶和二维码，包括中转平台71、中转机械手72、电芯下料机械手73、贴胶机构74、贴二维码机构75和NG拉带76，热压电芯下料机械手73夹持4组电芯放在中转平台71上，贴胶机构74具有贴胶平台和贴胶装置，中转机械手72从中转平台71取电芯放置在贴胶平台上，通过贴胶装置贴胶完成一边后平台旋转180°贴电芯另一边侧胶；电芯下料机械手73将完成贴侧胶的电芯抓取到贴二维码机构75处贴二维码，完成贴胶后NG电芯放置NG拉带76上，OK电芯侧直接下料。

本实施例的锂电池切叠一体机，采用热复合技术，实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，有效提高了叠片及电芯的质量和生产速率；复合叠片在生产过程中叠台没有往复运动，负极片与两层隔膜在进入叠台前已经通过加热复合成单元，且叠片完成后没有隔膜尾卷，避免了叠片过程的隔膜内部褶皱和尾卷的隔膜褶皱问题。隔膜在整个叠片工艺中匀速走带，避免了隔膜张力的交变，热复合片的视觉检测更加精准，接近零误判；并且复合工艺使正、负极片和隔膜贴合更好，界面保持效果更佳；在设备的试剂使用过程中，通过采用复合单元模切高精度控制技术、极片追切送料高精度同步控制技术、高精度极片定位纠偏检测技术实现200多个轴的同步，100个CCD同时视觉检测，实现膈膜褶皱在线全检。

根据第二方面，请参考图1-图26，一种实施例中提供一种锂电池切叠生产工艺，采用上述锂电池切叠一体机，包括以下工序：

正极放卷并裁切形成正极片，负极、隔膜放卷并裁切形成带有上下隔膜的复合片；

正极放卷：

正极放卷机构31进行正极卷材放卷，并在放卷过程中通过纠偏系统213进行纠偏，通过张力控制系统314调整张力；

正极卷材通过正极裁切机构32裁切卷材形成正极片；

通过尺寸检测机构44和缺陷检测机构45进行极片尺寸检测、极片外观检测，NG剔除；

负极放卷：

负极放卷机构21进行负极卷材放卷，并在放卷过程中通过纠偏系统213进行纠偏，通过张力控制系统314调整张力，通过极耳检测模块215检测负极极耳；

负极卷材通过双飞切机构22裁断形成负极片并交替不间断送料；

两组隔膜放卷机构23进行隔膜卷材放卷并在放卷过程中进行纠偏；

负极片通过热复合机构24复合进两组隔膜卷材之间形成复合料并封边；

复合料通过负极裁切机构25裁切形成复合片；

通过尺寸检测机构44和缺陷检测机构45进行极片尺寸检测、复合片外观检测，NG剔除；

正极片、复合片分别通过对应的极片输送单元4输送到叠片单元5；

正极片、复合片通过纠偏机构51分别进行纠偏，纠偏完成后的正极片和复合片通过叠片机构52进行交替叠片形成电芯；

热压上料机械手61在缓存平台上抓取电芯放置于热压单元6进行检测、热压整形，检测NG电芯不热压；

热压下料机械手63电芯下料到中转平台71，中转机械手72抓取电芯完成贴侧胶，下料机械手73抓取完成贴胶的电芯进行贴二维码，检测NG电芯流出至NG拉带76；

电芯下料到指定物流线。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种锂电池切叠一体机，其特征在于，包括：

机架（1）；

负极放卷裁切单元（2），设置在所述机架（1）的前端，包括负极放卷机构（21）、飞切机构（22）、隔膜放卷机构（23）、热复合机构（24）和负极裁切机构（25）；所述负极放卷机构（21）对负极卷料进行放卷，所述飞切机构（22）将负极卷料裁切成负极片，所述隔膜放卷机构（23）设置有两组并别在负极片的上、下位置对隔膜进行放卷，所述热复合机构（24）将上隔膜、负极片和下隔膜压持形成复合料，所述负极裁切机构（25）用于将复合料裁切成复合片；

所述负极放卷裁切单元（2）设置有两条放卷线，所述负极放卷机构（21）和飞切机构（22）设置有两组，两组所述飞切机构（22）交替将所述负极片送入所述负极裁切机构（25）；

所述隔膜放卷机构（23）包括负极基板（211）和设置在所述负极基板（211）上的隔膜放卷组件（231）和平展组件（232），所述平展组件（232）包括弧形芯轴（2321）和套设在所述弧形芯轴（2321）上的平整套辊（2322），所述弧形芯轴（2321）固定于所述负极基板（211）并沿周向设置为弧形，所述平整套辊（2322）相对于所述弧形芯轴（2321）可转动，所述平整套辊（2322）设置在隔膜卷材的送料路径上；

正极放卷裁切单元（3），设置在所述机架（1）的前端，所述正极放卷裁切单元（3）对正极卷料进行放卷，并将所述正极卷料裁切成正极片；

极片输送单元（4），沿送料方向分布，并用于将所述正极片、所述复合片送入下一工序进行叠片；

叠片单元（5），用于将所述正极片和所述复合片交替叠放，形成电芯；

热压单元（6），用于对所述电芯热压整形；以及

贴胶单元（7），用于对所述电芯进行贴胶。

2.如权利要求1所述的锂电池切叠一体机，其特征在于，所述飞切机构（22）包括上架体（221）、下架体（222）、连接所述上架体（221）和下架体（222）的追位组件（223）、安装于所述上架体（221）的动力组件（224）以及沿送料方向依次安装于所述下架体（222）的送料组件（251）、切刀组件（226）和夹持组件（227）；所述送料组件（251）用于牵引所述复合料带沿送料方向运动至所述切刀组件（226）的切料位；所述夹持组件（227）用于夹持定位所述复合料；所述动力组件（224）用于驱动所述切刀组件（226）沿竖直方向做往复运动；所述切刀组件（226）用于沿竖直方向切料；所述追位组件（223）用于带动所述下架体（222）沿送料方向前移并将已完成切料的所述复合片送入所述热复合机构（24）。

3.如权利要求1所述的锂电池切叠一体机，其特征在于，所述叠片单元（5）包括纠偏机构（51）、叠片机构（52）和极片搬运机构（53），所述纠偏机构（51）用于将极片调整至设定位置，所述极片搬运机构（53）用于在所述极片输送单元（4）、纠偏机构（51）和叠片机构（52）间转移所述正极片和复合片，所述叠片机构（52）用于所述正极片和负极片依次叠片以形成电芯。

4.如权利要求3所述的锂电池切叠一体机，其特征在于，所述极片搬运机构（53）包括搬运支架（531）以及安装于所述搬运支架（531）上的一级搬运机械手（532）和二级搬运机械手（533），所述一级搬运机械手（532）将极片自所述极片输送单元（4）搬运至所述纠偏机构（51）进行纠偏；所述二级搬运机械手（533）将纠偏完成的极片自所述纠偏机构（51）搬运至所述叠片机构（52）进行叠片。

5.如权利要求3所述的锂电池切叠一体机，其特征在于，所述纠偏机构（51）包括设备架体（511）和多组设置在所述设备架体（511）上的承载组件（512）、检测组件（513）和纠偏组件（514）；所述极片搬运机构（53）获取极片至所述承载组件（512）上，多组所述承载组件（512）并排设置并用于吸附物料，且所述承载组件（512）数量不少于所述搬运机构（53）数量；所述检测组件（513）用于检测物料的位置偏差值，所述纠偏机构（51）与所述承载组件（512）一一对应连接，且所述纠偏机构（51）用于调整所述承载组件（512）的位置。

6.如权利要求1所述的锂电池切叠一体机，其特征在于，所述极片输送单元（4）采用皮带传送，包括独立设置的检测皮带段（41）、剔除皮带段（42）和缓存皮带段（43），所述检测皮带段（41）设置有尺寸检测机构（44）和缺陷检测机构（45），所述尺寸检测机构（44）用于检测极片尺寸、V角尺寸并进行反馈纠偏，所述缺陷检测机构（45）用于检测极片表面涂层是否有缺陷，所述剔除皮带段（42）用于剔除尺寸NG和具有缺陷的极片，并补片传送至所述叠片单元（5）；所述缓存皮带段（43）经过所述叠片单元（5）和热压单元（6），所述缓存皮带段（43）两端设置有缓存平台。

7.一种锂电池生产工艺，采用如权利要求1-6任一项所述锂电池切叠一体机，其特征在于，包括以下工序：

正极放卷并裁切形成正极片，负极、隔膜放卷并裁切形成带有上下隔膜的复合片；

正极片、复合片分别通过对应的极片输送单元（4）输送到叠片单元（5）；

极片输送单元（4）把正极片和复合片搬运到叠片单元（5）纠偏并完进行交替叠片形成电芯；

电芯下料在热压单元（6）进行热压整形；

电芯下料到贴胶单元（7）完成贴胶动作；

电芯下料到指定物流线。

8.如权利要求7所述的锂电池生产工艺，其特征在于，所述负极、隔膜放卷并裁切形成带有上下隔膜的复合片包括：

负极放卷机构（21）进行负极卷材放卷并在放卷过程中进行纠偏；

卷材外观检测；

负极卷材通过飞切机构（22）裁断形成负极片；

两组隔膜放卷机构（23）进行隔膜卷材放卷并在放卷过程中进行纠偏；

负极片通过热复合机构（24）复合进两组隔膜卷材之间形成复合料并封边；

复合料通过负极裁切机构（25）裁切形成复合片。