CN201699085U - 方形动力电池叠片设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种方形动力电池叠片设备，用于将正极片和负极片叠放在一起并通过隔膜间隔从而形成电芯，其包括机架，设置在所述机架上的隔膜放卷及张力机构，移动正极片的第一叠片机械手，移动负极片的第二叠片机械手，可移动的叠片台，驱动所述隔膜放卷及张力机构的第一驱动机构，两个分别驱动第一叠片机械手运动和第二叠片机械手运动的机械手电机，驱动叠片台移动的第二驱动机构，以及控制第一驱动机构和两个机械手电机及第二驱动机构的电气控制单元，所述正极片及负极片在所述叠片台实现层叠。

Description

方形动力电池叠片设备
技术领域
本实用新型涉及一种电池制造设备，具体涉及一种减低废品率而且提高动力电池叠片效率的方形动力电池的叠片设备。
背景技术
方形动力锂离子电池的制作方式主要有叠片式，叠片式电池主要是将裁切成单片状的电池正、负极片交错叠在有绝缘作用的多孔性高分子隔膜之间，具有Z字形叠片、制袋式叠片，这需要独立的设备完成这两种叠片方式。目前，自动叠片机实现叠片、外包隔膜、贴胶等功能，国外自动叠片机种类单一，国内自动叠片机性能不稳定，产品质量无法保证，并存在以下缺点：一、整机价格高，国外设备每台上百万，国内设备约40-50万/台，根据设备产能情况，超出国内大部分电池厂家承受能力；二、叠片效率低，国内设备2-2.5秒/片，贴胶等辅助时间需时60秒以上，导致叠片台等待时间长，造成整机嫁动率低；三、易损伤电芯，电芯直接下料后，无任何保护，通过人工转移，易把隔膜撕破，易出现电芯极片错位等现象出现，不能满足叠片工艺要求；四、设备功能单一，无法同时满足Z字形叠片及制袋式叠片需要，不能很好地解决客户制造多系列产品要求。
因此，为了克服以上缺陷有必要设计出一种价格低廉、叠片效率高、不易损伤电芯以及功能齐全的新型方形动力电池叠片设备。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种价格低廉、叠片效率高、及不易损伤电芯的方形动力电池叠片设备以解决现有的自动叠片机叠片效率低，叠片电芯在后工序流转经由人工接触易受损坏，导致电芯坏品率高等问题。
解决本实用新型技术问题的技术方案是：提供一种方形动力电池叠片设备，用于将正极片和负极片叠放在一起并通过隔膜间隔从而形成电芯，其包括机架，设置在所述机架上的隔膜放卷及张力机构，移动正极片的第一叠片机械手，移动负极片的第二叠片机械手，可移动的叠片台，驱动所述隔膜放卷及张力机构的第一驱动机构，两个分别驱动所述第一叠片机械手和第二叠片机械手运动运动的机械手电机，驱动叠片台移动的第二驱动机构，以及控制第一驱动机构和两个机械手电机及第二驱动机构的电气控制单元，所述正极片及负极片在所述叠片台实现层叠。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括设置在所述叠片台上且用以夹紧所述电芯的叠片夹具。
作为上述技术方案的进一步改进，所述叠片夹具包括将所述电芯定位在中间的底板和盖板，所述盖板上设有定位导柱，所述底板上设有与所述定位导柱相配合的定位孔。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二驱动机构包括使叠片台水平移动的叠片台电机以及使叠片台垂直运动的叠片台升降电机。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一叠片机械手和第二叠片机械手平行设置，且分别具有两个用以吸住所述正极片和负极片的吸盘。
作为上述技术方案的进一步改进，所述机架上设有导轨，所述叠片台在所述导轨上滑动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一驱动机构为隔膜放卷电机。
作为上述技术方案的进一步改进，所述叠片台上还设有在叠片时用以压紧所述正极片和负极片的叠片压紧机构。
作为上述技术方案的进一步改进，所述叠片压紧机构包括压板、驱动压板上下运动的压紧气缸以及驱动压紧气缸水平移动的平移气缸。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：一、整机性价比高，叠片机价格不到30万，相对于原有自动叠片机价格具有优势，根据设备产能情况，基本满足国内大部分电池厂家承受能力。二、效率高，通过新结构、新技术的应用可使叠片速度提高到1.5-1.8秒/片，上下夹具等辅助时间约10秒，在同等设备投入的前提下产能提升20%。三、良好的保护，叠片夹具在转移过程中夹紧电芯起保护电芯作用，并通过夹具在后工序中的流转，尽可能避免人手接触电芯造成损害。四、功能齐全，通过叠片夹具的功能，可适应常规Z字形叠片工艺及制袋式叠片工艺，同一台设备能够满足客户两种工艺需要。通过叠片夹具的流转，将叠片工艺的叠片功能与外包隔膜、贴终止胶带等功能分开，降低单机成本、提高自动叠片机效率、降低设备故障率，从而提高生产线自动化程度，有效提高方形动力电池叠片电芯合格率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1为本实用新型方形动力电池叠片设备在叠负极片时的主视图；
图2为本实用新型方形动力电池叠片设备在叠正极片时的主视图；
图3为本实用新型方形动力电池叠片设备在叠负极片时的俯视图；
图4为本实用新型方形动力电池叠片设备的部分立体图；
图5为本实用新型方形动力电池叠片设备的叠片台的立体图；
图6为本实用新型方形动力电池叠片设备的隔膜放卷及张力机构的立体图；
图7为本实用新型方形动力电池叠片设备的叠片夹具的分解图；
图8为利用本实用新型方形动力电池叠片设备的叠片出来的电芯结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1至图8所示，本实用新型一种方形动力电池叠片设备100用于将正极片1和负极片2叠放在一起并通过隔膜间隔3从而形成电芯4，能够自动实现叠片功能。该方形动力电池叠片设备100包括机架10，设置在该机架10上的隔膜放卷及张力机构20，移动正极片1的第一叠片机械手11，移动负极片2的第二叠片机械手12，可移动的叠片台30，驱动该隔膜放卷及张力机构20的第一驱动机构，两个分别驱动第一叠片机械手运动11和第二叠片机械手运动12的机械手电机13、14，驱动叠片台30移动的第二驱动机构，以及控制第一驱动机构和两个机械手电机13、14及第二驱动机构的电气控制单元（图未显示），该正极片1及负极片2在该叠片台30实现层叠。该第一驱动机构为隔膜放卷电机24。该第一叠片机械手11和第二叠片机械手12平行设置，且分别具有两个用以吸住该正极片1和负极片2的吸盘15。该机架10上设有导轨17，该叠片台30可在该导轨17上滑动。
该方形动力电池叠片设备100还包括设置在该叠片台30上且用以夹紧该电芯4的叠片夹具40。该叠片夹具40包括将该电芯4定位在中间的底板42和盖板44，该盖板44上设有定位导柱441，该底板42上设有与该定位导柱441相配合的定位孔421。该第二驱动机构包括使叠片台30沿着该导轨17水平移动的叠片台电机331以及使叠片台30垂直运动的叠片台升降电机333。该叠片台30上还设有在叠片时用以压紧该正极片1和负极片2的叠片压紧机构。该叠片压紧机构包括压板36、驱动压板36运动的压紧气缸38以及驱动该压紧气缸38水平移动的平移气缸39。
开始叠片的时候，该叠片夹具40安装于叠片台30上，叠片完成后电芯4随叠片夹具40进入下料区47完成下料，然后再放置另一个叠片夹具于该叠片台30上，开始新的叠片动作；同时将下料后的电芯放置于旁边的贴胶机上实现外包隔膜及贴终止胶带5的动作，完成后电芯4随叠片夹具30完成下料。此时，电芯4等同于原有自动叠片机叠片形成的电芯，具有叠片夹具40保护，便于人工取放而不松散及损坏，有利于电芯在后工序的流转，提高整线自动化水平及降低废品率。
如图3所示，该叠片台30可前后移动，具有负极叠片区、正极叠片区、叠片夹具下料区47三个工位，通过叠片台30的移动可使各功能动作分开控制，利于提高效率及合理布局。
该方形动力电池叠片设备100各机构具体动作如下：
如图4所示，正极片和负极片在叠片设备左边的料盒18内，通过上料顶升机构电机带动顶升杆确保最上层极片高度保持一致，便于第一和第二叠片机械手的吸盘吸取正极片或负极片。叠片夹具的底板通过定位销钉固定在叠片台上，该压紧气缸38和压板36将隔膜固定在叠片夹具的底板上。
如图6所示，隔膜3固定在隔膜放卷及张力机构20上的放卷轴23上，通过隔膜放卷电机24实现隔膜3的主动放卷，放卷出来后通过张力气缸25作用实现张力的大小可调，隔膜3成带状均匀排布于叠片夹具的底板上，并通过压板压紧。
如图4所示，在预定位机构上经过定位后的负极片通过第二叠片机械手的吸盘吸附该负极片并将负极片送至负极叠片区，叠片后通过叠片台的上下移动到正极叠片区，此时正极片通过第一叠片机械手的吸盘运动从预定位机构送至正极叠片区实现叠片，正极片叠片后叠片台在正、负极叠片区来回运动，按照工艺要求不停实现叠片功能。
按工艺完成叠片后，叠片台移动至叠片夹具下料区，如图3所示，通过人工盖上夹具盖板后，切断隔膜，此时完成一个电芯的叠片及下料。同时，人工上叠片夹具底板后叠片台移动至负极叠片区开始下一个电芯的叠片。
本实用新型方形动力电池叠片设备具有以下优点：一、整机性价比高，叠片机价格不到30万，相对于原有自动叠片机价格具有优势，根据设备产能情况，基本满足国内大部分电池厂家承受能力。二、效率高，通过新结构、新技术的应用可使叠片速度提高到1.5-1.8秒/片，上下夹具等辅助时间约10秒，在同等设备投入的前提下产能提升20%。三、良好的保护，叠片夹具在转移过程中夹紧电芯起保护电芯作用，并通过夹具在后工序中的流转，尽可能避免人手接触电芯造成损害。四、功能齐全，通过叠片夹具的功能，可适应常规Z字形叠片工艺及制袋式叠片工艺，同一台设备能够满足客户两种工艺需要。通过叠片夹具的流转，将叠片工艺的叠片功能与外包隔膜、贴终止胶带等功能分开，降低单机成本、提高自动叠片机效率、降低设备故障率，从而提高生产线自动化程度，有效提高方形动力电池叠片电芯合格率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种方形动力电池叠片设备，用于将正极片和负极片叠放在一起并通过隔膜间隔从而形成电芯，其包括机架，设置在所述机架上的隔膜放卷及张力机构，其特征在于：还包括移动正极片的第一叠片机械手，移动负极片的第二叠片机械手，可移动的叠片台，驱动所述隔膜放卷及张力机构的第一驱动机构，两个分别驱动第一叠片机械手运动和第二叠片机械手运动的机械手电机，驱动叠片台移动的第二驱动机构，以及控制第一驱动机构和两个机械手电机及第二驱动机构的电气控制单元，所述正极片及负极片在所述叠片台实现层叠。
2.如权利要求1所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：还包括设置在所述叠片台上且用以夹紧所述电芯的叠片夹具。
3.如权利要求2所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：所述叠片夹具包括将所述电芯定位在中间的底板和盖板，所述盖板上设有定位导柱，所述底板上设有与所述定位导柱相配合的定位孔。
4.如权利要求1所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：所述第二驱动机构包括使叠片台水平移动的叠片台电机以及使叠片台垂直运动的叠片台升降电机。
5.如权利要求1所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：所述第一叠片机械手和第二叠片机械手平行设置，且分别具有两个用以吸住所述正极片和负极片的吸盘。
6.如权利要求1所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：所述机架上设有导轨，所述叠片台在所述导轨上滑动。
7.如权利要求1所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：所述第一驱动机构为隔膜放卷电机。
8.如权利要求1所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：所述叠片台上还设有在叠片时用以压紧所述正极片和负极片的叠片压紧机构。
9.如权利要求8所述的方形动力电池叠片设备，其特征在于：所述叠片压紧机构包括压板、驱动压板上下运动的压紧气缸以及驱动压紧气缸水平移动的平移气缸。
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