CN200941404Y - 锂离子动力电池隔膜折叠装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用自动化和手工相结合的大幅度降低设备造价、能够保证电池质量、降低使用厂家生产成本、能够大批量应用于生产实践的锂离子动力电池隔膜折叠装置。主要由夹膜盘组件、过膜棒组件、浮动杆张力调节机构、无杆汽缸、摆动滑车、隔膜压紧工作台、左、右伸缩压片组成，隔膜卷装在夹膜盘上，其输出端经过换向过膜棒和浮动杆，向下进入双过膜棒和摆动滑车的上、下过膜轴，无杆汽缸推动摆动滑车在道轨中左右运动，牵引隔膜在压紧工作台上做Z字形叠膜运动，左、右伸缩压片对隔膜进行往复交叉压紧。该装置可用于锂离子动力电池生产企业。

Description

锂离子动力电池隔膜折叠装置
技术领域
本实用新型涉及锂离子动力电池的生产设备，具体地说是一种锂离子动力电池隔膜折叠装置。
背景技术
中国专利CN032130279公开了一种矩形锂离子动力电池极片叠垛机，该专利认为：在矩形(方形)电池产业化生产中，电池芯叠垛是矩形(方形)电池生产中的关键工序。目前，一般采用人工叠垛电池芯生产方式，电池质量不稳定生产成本高，生产效率低，已经成为现代电池生产的瓶颈工序。为了克服上述不足，该专利提供一种能免除手工劳动、质量稳定，成本低的矩形(含方形)锂离子动力电池极片叠垛机。其技术方案是：由隔膜卷料开卷送进装置、取料摆纸机构、平板真空吸附装置、压膜机构、压膜切膜机构、传输装置、可升降工作台及支撑架组成，其中：
所述隔膜卷料开卷送进装置包括隔膜卷料开卷机构和隔膜卷料送进机构两部份；
所述取料摆纸机构为多工位复合结构，主要包括单轴机械手、垂直移动气缸、摆纸装置及滑块；
所述平板真空吸附装置由按极片形状确定的仿形平板和真空吸盘组合而成；分别固定在取料摆纸机构的垂直移动气缸上；
所述压膜机构对称设置于叠垛托盘四个角处，由水平伸缩气缸和升降压纸气缸以及用来导向水平气缸的直线导轨组成；
所述压膜切膜机构设置于叠垛托盘一侧两端部，由压膜装置和切膜装置构成，压膜装置由压膜气缸和用来压紧隔膜的齿轮齿条机构构成；
所述传输装置固定于支撑架的台面上，由普通电机拖动3条平行输送带组成，两边的输送带上方设供料托盘，中间的输送带上方设叠垛托盘；
所述工作台为模块化升降结构，共有3组，每组由升降步进电机、滚动丝杠和直线导轨组成。
CN032130279号专利虽然自动化程度高，但是存在结构复杂、对操作工和极片平整度要求高、设备价格昂贵等问题，生产实践表明，该专利产品不能满足矩形锂离子动力电池生产厂家的实际生产要求，所以该专利产品没有批量应用于生产线中。
本专利申请人研究认为，极片和隔膜的交叉放置叠垛，关键是隔膜的放置叠垛，因为隔膜薄而柔软，用人工对这样的材料进行切割和摆放要做到精、稳、准非常困难，需要依靠机械化和自动化解决；对于金属极片而言，在隔膜精、稳、准定位条件下，由于金属极片具有一定的强度且边角规范，采用人工放置极片可以满足生产速度和质量要求。而且正好克服金属极片变形难以用真空吸附的缺点。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用自动化和手工相结合的大幅度降低设备造价、能够保证电池质量，降低使用厂家生产成本的锂离子动力电池隔膜折叠装置。保证该装置能够大批量应用于生产实践。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述锂离子动力电池隔膜折叠装置主要由夹膜盘组件、过膜棒组件、浮动杆张力调节机构、无杆汽缸、摆动滑车、隔膜压紧工作台、左、右伸缩压片组成，隔膜卷安装在夹膜盘上，其输出端经过换向过膜棒和浮动杆，向下进入双过膜棒和摆动滑车的上、下过膜轴，无杆汽缸推动摆动滑车在道轨中左右运动，牵引隔膜在压紧工作台上做Z字形叠膜运动，左、右伸缩压片对隔膜进行往复交叉压紧。
作为优选，所述夹膜盘组件主要由夹膜盘和夹膜盘惯性制动机构组成，夹膜盘惯性制动机构的两个气动刹车块位于夹膜盘的刹车盘盘面附近。
作为优选，所述夹膜盘主要由转动轴、刹车盘、装膜棒和旋紧螺母组成，其中，管形装膜棒通过两端轴承与转动轴连接为一体，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的旋紧螺母，其外端面安装有套着转动轴的刹车盘。
作为优选，所述夹膜盘惯性制动机构主要由调整盘、刹车气缸和刹车块组成，其中，两个刹车块通过气动轴安装在两个刹车气缸的中部前方，调整盘安装在刹车气缸及其管路的后方。
作为优选，所述过膜棒组件由若干个换向过膜棒和一双定位过膜棒组成，隔膜通过换向过膜棒和浮动杆得到张力后进入双过膜棒得到定位。
作为优选，所述过膜棒主要由转动轴、过膜棒和可调档圈组成，其中，管形过膜棒通过两端轴承与转动轴连接为一体，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的可调档圈。
作为优选，所述浮动杆张力调节机构主要由浮动杆和浮动杆定位装置组成，浮动杆两端在浮动杆定位装置的滑道内移动。
作为优选，所述浮动杆主要由堵头、增减块、过膜杆和挡膜圈组成，其中，过膜杆两端部分为管形，管内顺序安装有若干个增减块、弹簧和堵头，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的挡膜圈。
与现有技术相比，由于本实用新型锂离子动力电池隔膜折叠装置主要由夹膜盘组件、过膜棒组件、浮动杆张力调节机构、无杆汽缸、摆动滑车、隔膜压紧工作台、左、右伸缩压片组成，其中，夹膜盘组件、过膜棒组件、摆动滑车和隔膜压紧工作台相互之间安装定位准确，能够保证隔膜在运行过程中顺利、平稳；浮动杆张力调节机构和过膜棒组件配合能够保证隔膜得到与其抗拉强度相适应的适度均衡的张力；准确折叠和张力适度有力地保证了隔膜的折叠质量。由于隔膜直接在绝缘放膜板中成型，并且连续折叠不用裁切(参见图3)，不但节省工时，而且有利于稳定质量。与手工叠膜相比提高工效五倍以上。由于本实用新型重点解决隔膜折叠问题，与手工放置电池极片相结合，能够保证锂离子动力电池质量，与全自动结构相比，大大降低设备成本，有利于推广使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型锂离子动力电池隔膜折叠装置主视结构示意图。
图2是图1的侧视结构示意图。
图3是本实用新型锂离子动力电池隔膜折叠装置中隔膜运行示意图。
图4是图1所示夹膜盘的结构示意图。
图5是图1所示过膜棒的结构示意图。
图6是图1所示浮动杆的结构示意图。
图7是与夹膜盘配合使用的夹膜盘惯性制动机构的结构示意图。
图8是图7的右视结构示意图。
具体实施方式
如图1-图3所示，本实用新型锂离子动力电池隔膜折叠装置主要由夹膜盘6组件、一组过膜棒5、浮动杆7张力调节机构、无杆汽缸3、摆动滑车4、隔膜压紧工作台2、左伸缩压片1和右伸缩压片8组成，隔膜G卷在夹膜盘6上，隔膜G的输出端经过换向过膜棒5和浮动杆7，向下进入双过膜棒5和摆动滑车4的上过膜轴41、下过膜轴42，无杆汽缸3推动摆动滑车4在道轨43中左右运动，与此同时，上过膜轴41和下过膜轴42以转动摩擦力牵引隔膜G在压紧工作台2上做Z字形叠膜运动，操作工将锂离子动力电池正、负极片(未示出)分别轮流放入两层隔膜G之间，左伸缩压片1、右伸缩压片8对隔膜G进行往复交叉压紧。
所述夹膜盘组件主要由夹膜盘(参见图1、图2、图4)6和夹膜盘惯性制动机构(参见图2、图7、图8)组成，夹膜盘惯性制动机构的两个气动刹车块67位于夹膜盘6的刹车盘62盘面附近(参见图2)，当需要夹膜盘停止转动时，刹车气缸66推动两个刹车块67紧密接触刹车盘62盘面，产生摩擦力克服惯性力使刹车盘62及与其连接为一体的装膜棒63停止转动。
如图4所示，所述夹膜盘主要由转动轴61、刹车盘62、装膜棒63和旋紧螺母64组成，其中，管形装膜棒63通过两端轴承与转动轴61连接为一体，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的旋紧螺母64，其外端面安装有套着转动轴的刹车盘62，刹车盘62固定在装膜棒63的端面上随着装膜棒63一起转动。隔膜G卷在装膜棒63上且位于两个旋紧螺母64之间以限制隔膜横向移动，保证隔膜始终对准压紧工作台2上的锂离子动力电池绝缘放膜板(未示出)。
如图7、图8所示，所述夹膜盘惯性制动机构主要由调整盘65、刹车气缸66和刹车块67组成，其中，两个刹车块67通过气动轴安装在两个刹车气缸66的中部前方，调整盘65安装在刹车气缸及其管路的后方。
如图1-图3所示，所述过膜棒组件(一组过膜棒)由若干个换向过膜棒和一双定位过膜棒组成，隔膜通过换向过膜棒和浮动杆得到张力后进入双过膜棒得到定位。在本实施例中，有三个安装于不同位置的换向过膜棒，另有二个平行对称布置的过膜棒对隔膜起定位作用。
如图5所示，所述过膜棒主要由转动轴51、过膜棒5和可调档圈53组成，其中，管形过膜棒5通过两端轴承与转动轴51连接为一体，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的可调档圈53。
如图1-图3所示，所述浮动杆张力调节机构主要由浮动杆7和浮动杆定位装置71组成，浮动杆7的两端在浮动杆定位装置71的滑道内移动，浮动杆7的重量不同其在滑道内的位置不同，以适应不同隔膜的张力要求。
如图6所示，所述浮动杆7主要由堵头72、增减块73、过膜杆74和挡膜圈75组成，其中，过膜杆两端部分为管形，管内顺序安装有若干个增减块73以及弹簧和堵头72，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的挡膜圈75。
上述所有零件直接或者间接安装或者固定在机架m上。锂离子动力电池隔膜折叠过程及有关零、部件动作的实现由程序控制器控制，通过气动和电器元件完成。
本实用新型能够满足容量为60-1000Ah、极片尺寸长度为200-850毫米，宽度90-250毫米的锂离子动力电池隔膜折叠压紧工序要求。

Claims (8)

1.一种锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述锂离子动力电池隔膜折叠装置主要由夹膜盘组件、过膜棒组件、浮动杆张力调节机构、无杆汽缸、摆动滑车、隔膜压紧工作台、左、右伸缩压片组成，隔膜卷安装在夹膜盘上，其输出端经过换向过膜棒和浮动杆，向下进入双过膜棒和摆动滑车的上、下过膜轴，无杆汽缸推动摆动滑车在道轨中左右运动，牵引隔膜在压紧工作台上做Z字形叠膜运动，左、右伸缩压片对隔膜进行往复交叉压紧。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述夹膜盘组件主要由夹膜盘和夹膜盘惯性制动机构组成，夹膜盘惯性制动机构的两个气动刹车块位于夹膜盘的刹车盘盘面附近。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述夹膜盘主要由转动轴、刹车盘、装膜棒和旋紧螺母组成，其中，管形装膜棒通过两端轴承与转动轴连接为一体，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的旋紧螺母，其外端面安装有套着转动轴的刹车盘。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述夹膜盘惯性制动机构主要由调整盘、刹车气缸和刹车块组成，其中，两个刹车块通过气动轴安装在两个刹车气缸的中部前方，调整盘安装在刹车气缸及其管路的后方。
5.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述过膜棒组件由若干个换向过膜棒和一双定位过膜棒组成，隔膜通过换向过膜棒和浮动杆得到张力后进入双过膜棒得到定位。
6.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述过膜棒主要由转动轴、过膜棒和可调档圈组成，其中，管形过膜棒通过两端轴承与转动轴连接为一体，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的可调档圈。
7.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述浮动杆张力调节机构主要由浮动杆和浮动杆定位装置组成，浮动杆两端在浮动杆定位装置的滑道内移动。
8.根据权利要求1或2所述的锂离子动力电池隔膜折叠装置，其特征在于：所述浮动杆主要由堵头、增减块、过膜杆和挡膜圈组成，其中，过膜杆两端部分为管形，管内顺序安装有若干个增减块、弹簧和堵头，其圆周面两端安装有限制隔膜横向移动的挡膜圈。
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