CN202231108U - 电池电芯绕叠设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电池电芯绕叠设备，包括安装在机架上的放卷机构、料带输入机构、成型极片输入机构、料盒、叠片机构，所述放卷机构包括正负极片放卷单元和隔膜放卷单元，所述成型极片输入机构活动设置在所述料盒和所述叠片机构之间，用于从所述料盒交替取出成型正负极片并送至所述叠片机构上，所述料带输入机构活动设置在所述放卷机构和所述叠片机构之间，用于使所述放卷单元放出的料带隔离成型正负极片并一起绕叠在所述叠片机构上。可进一步在放卷机构和所述料带输入机构之间设置用于烘干极片的烘箱。通过料带行走机构往复移动放卷配合成型极片一起叠片，大大提高了工作效率。在此基础上增加极片烘烤装置，提高了电芯品质。

Description

电池电芯绕叠设备
技术领域
本实用新型涉及电池生产设备，特别是涉及一种电池电芯绕叠设备。
背景技术
现有叠片设备都采用将极片成型设备裁切成型的正、负极片用隔膜隔离，隔膜与极片反复交叠形成裸电芯，这类设备的叠片效率很难提高，且在电芯的整齐度方面控制困难。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种电池电芯绕叠设备，克服现有技术的上述缺陷。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种电池电芯绕叠设备，其特征在于,包括安装在机架上的放卷机构、料带输入机构、成型极片输入机构、料盒、叠片机构，所述放卷机构包括正负极片放卷单元和隔膜放卷单元，所述成型极片输入机构活动设置在所述料盒和所述叠片机构之间，用于从所述料盒交替取出成型正负极片并送至所述叠片机构上，所述料带输入机构活动设置在所述放卷机构和所述叠片机构之间，用于使所述放卷单元放出的料带隔离成型正负极片并一起绕叠在所述叠片机构上。
优选地，还包括所述设置在放卷机构和所述料带输入机构之间的用于烘干极片的烘箱。
优选地，所述烘箱包括用于产生热风的进风室和用于烘干极片的烘干室，所述进风室与所述烘干室之间设置有进风口。
优选地，所述烘干室上装设有过渡轮供料带在所述输入机构的牵引下穿过。
优选地，所述料盒包括正极片料盒和负极片料盒，所述成型极片输入机构与所述料带输入机构由同一驱动装置一同驱动，所述料带输入机构在所述叠片机构上的往返对应所述成型极片输入机构在正负片料盒的取料操作位置之间的切换，且所述成型极片输入机构对正片料盒的取料操作位置对应所述成型极片输入机构将负极片送到所述叠片机构的送料操作位置，所述成型极片输入机构对负片料盒的取料操作位置对应所述成型极片输入机构将正极片送至所述叠片机构的送料操作位置。
优选地，所述驱动装置包括输入气缸、输入固定板、移动滑轨、滑块和安装板，所述料带输入机构和所述成型极片输入机构固定在输入固定板上，所述输入固定板固定在所述滑块上，所述滑块可滑动地设置于所述移动滑轨上，所述移动滑轨固定在所述安装板的一面上，所述安装板固定在所述机架上，所述输入气缸固定在所述安装板的另一面并连接到所述输入固定板以推动所述输入固定板在所述移动滑轨上移动。
优选地，还包括位于分别所述正极片料盒与所述叠片机构之间、所述负极片料盒与所述叠片机构之间的两个定位机构，所述定位机构用于归正从料盒内取出的极片，所述成型极片输入机构包括分别对应于所述正极片料盒和所述负极片料盒的两组取料机械手和送料机械手，所述取料机械手用于吸取所述料盒内的极片输送至相应的定位机构，所述送料机械手用于吸取所述定位机构上的极片输送至所述叠片机构，所述料带输入机构包括料带夹轮，所述取料机械手、所述送料机械手、所述料带夹轮固定在输入固定板上，所述输入固定板由气缸带动横向移动。
优选地，所述料带输入机构还包括料带夹头，用于在切断料带后夹持剩余料带的端部。
优选地，所述定位机构包括固定于所述机架上的分布成矩形的四个支撑杆，所述支撑杆支撑固定一定位台，所述定位台上设有根据极片大小调节极片位置的归正块。
优选地，所述料盒包括固定杆、固定板、螺杆、电机、储片台、限位杆、限位传感器、感应片和挡杆，所述固定杆一端通过导套穿过所述机架和所述固定板而悬空，另一端与所述储片台固定连接，所述螺杆一端穿过所述电机而悬空，另一端与所述储片台固定连接，所述固定杆和所述螺杆分别固定在所述储片台的两端，所述感应片固定在所述固定杆的悬空端，所述挡杆固定在所述机架上，矩形分布在所述储片台周围以防止所述储片台上的极片倾斜，所述传感器分布所述限位杆的上端和下端，用于通过感应所述感应片来确定所述储片台升降的极限位置。
优选地，所述叠片机构包括设置成可上下移动的叠片台和沿料带行走方向设置在所述叠片台两侧的两组压爪单元，所述压爪单元包括支架、垂直气缸固定块、垂直气缸、水平气缸固定块、水平气缸、横向滑轨、压爪固定块和压爪，其中，仅位于外侧的压爪单元还包含纵向滑轨、移动气缸及移动气缸固定块，所述纵向滑轨固定在所述机架上，所述移动气缸通过所述气缸固定块固定在所述机架上，所述移动气缸的伸缩端通过所述连接块与所述纵向滑轨的滑块固定连接，推动所述滑块在所述纵向滑轨上移动，外侧的支架固定在所述纵向滑轨的所述滑块上，内侧的支架直接固定在所述机架上，所述横向滑轨固定在所述支架上，所述水平气缸通过所述水平气缸固定块固定在所述支架上，所述水平气缸的伸缩端与所述垂直气缸固定块固定连接，所述垂直气缸固定块与所述横向滑轨的滑块固定连接，所述垂直气缸固定在所述垂直气缸固定块上，所述压爪固定块与所述垂直气缸的伸缩端固定连接，所述压爪可移动的固定在所述压爪固定块上，所述压爪固定块上设置有可供压爪调节位置的滑动槽。
本实用新型有益的技术效果是：
通过将包括正、负极片和隔膜的料带通过料带行走机构往复移动放卷，而成型的正负极片通过送料机构输送的方式，并利用压片机构配合叠片，使成卷料带和成型极片能同时叠片在一起，相比以往仅用一层隔膜往复移动与成型极片叠片的方式大大提高了工作效率。
在此基础上增加了极片烘烤装置，消除了因极片在涂布时不能完全烘烤干燥而对电芯造成的胀气或应力变形等品质影响。
更优选地，取料、送料以及极片和隔膜料带采用同一驱动装置控制，同时动作，使得叠片效率和电芯品质显著提高。
附图说明
图1 本实用新型一种优选实施例的主视图；
图2 本实用新型一种优选实施例的左视图；
图3 本实用新型一种优选实施例的叠片机构的右视图。
具体实施方式
以下通过实施例结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。
请参阅图1-3，在一种实施例中，电池电芯绕叠设备包括安装在机架上1的放卷机构2、输入机构6、料盒7和叠片机构9，输入机构6包括料带输入机构61和成型极片输入机构62，放卷机构2包括正负极片放卷单元201和隔膜放卷单元202，后者典型地是三组隔膜放卷单元，所述成型极片输入机构62活动设置在所述料盒7和所述叠片机构9之间，用于从所述料盒7交替取出成型正负极片并送至所述叠片机构9上，所述料带输入机构61活动设置在所述放卷机构2和所述叠片机构9之间，用于使所述放卷单元201放出的料带隔离成型正负极片并一起绕叠在所述叠片机构9上。应理解，该电池电芯绕叠设备配备有相应的控制系统（未图示）。
在优选的实施例里，绕叠设备还包括与放卷机构2相配合设置的张力机构3和纠偏机构4。纠偏机构4执行对隔膜和极片的放卷纠偏和对极片的行进纠偏，放卷纠偏可采用电机控制滚珠丝杆推动放卷气胀轴根据轴向偏移方向消除偏移量，行进纠偏和放卷纠偏可采用同一电机控制，同步运动。
在优选的实施例里，绕叠设备还包括烘箱5，烘箱5包括产生热风的进风室501、烘干极片的烘干室502，在进风室与烘干室之间设置有进风口503。隔膜和极片的料带放卷后经过烘箱再进入输入机构6，所述烘箱5在料带行进路线上优选设置输入机构6之前，纠偏机构4之后。更优选地，烘干室502和/或安装板101上设置有过渡轮，料带在输入机构的牵引下穿过过渡轮而进入输入机构。
在优选的实施例里，输入机构6包括料带输入机构61、成型极片输入机构62、输入固定板63、输入气缸（未图示）、移动滑轨64，料带输入机构61包括两组料带夹轮6101和料带夹头6102，成型极片输入机构62包括取料机械手6201、送料机械手6202，料带输入机构61和成型极片输入机构62固定在输入固定板63上，输入固定板63固定在移动滑轨64的滑块上，移动滑轨64固定在机架的安装板101上，输入气缸固定在安装板101的另一面，通过连接块与输入固定板连接，推动输入固定板在移动滑轨上移动，取料机械手6201吸取料盒7内的极片输送至定位机构8，送料机械手6202吸取定位机构8上的极片输送至叠片台，料带夹轮6101是可自身转动的两个过渡轮，料带夹头6102用于在切断料带后夹持料带的端部，从而在叠置下一个电芯时不需重新穿带，取料、送料的输送过程均通过输入气缸控制输入固定板在移动滑轨上滑动实现。
定位机构8用于归正从料盒内取出的极片，在更优选的实施例里，定位机构8包括固定于机架上的矩形分布的四个支撑杆801支撑固定定位台802，定位台802上设有可根据极片大小调节极片位置的归正块803。工作时，取料机械手将从料盒内取出的极片放置到定位台上，送料机械手吸取定位台上的极片将其输送至叠片机构9。
在优选的实施例里，料盒7包括固定杆701、固定板702、螺杆703、直线电机704、储片台705、限位杆706、上限位传感器707、下限位传感器708、感应片709、挡杆710。固定杆701一端通过导套穿过机架和固定板702而悬空，另一端与储片台705固定连接，螺杆703一端穿过电机而悬空，另一端与储片台705固定连接，固定杆701和螺杆703分别固定在储片台的两端，感应片709 固定在固定杆的悬空端，电机704驱动螺杆703，螺杆703带动储片台705、进而带动固定杆701上下移动。挡杆710固定在机架上，矩形分布在储片台周围，防止储片台上的极片倾斜，上限位传感器707和下限位传感器708分别固定在限位杆706的上端和下端，用于通过感应感应片确定储片台升降的极限位置。当上限位传感器707检测到储片台移动的上限位置时，直线电机704停止，储片台705停止向上移动，当下限位传感器708检测到储片台移动的下限位置时，直线电机704停止，储片台705停止向下移动，随着取料机械手取片，储片台705逐渐向上移动，取片结束后储片台705向下移动至极限位置。
在优选的实施例里，叠片机构9采用由电机驱动滚珠丝杆推动叠片台上下移动，另外其包括沿料带行走方向设置在叠片台两侧的两组压爪单元91，压爪单元91包括滑轨9101、支架9102、垂直气缸固定块9103、垂直气缸9104、水平气缸固定块9106、水平气缸9107、水平滑轨9108、压爪固定块9110、压爪9111、移动气缸9112及移动气缸固定块9113，其中，仅位于外侧的压爪单元包含滑轨9101、移动气缸9112及移动气缸固定块9113，滑轨9101固定在机架上，移动气缸9112通过气缸固定块9113固定在机架的另一面，移动气缸的伸缩端通过连接块与滑轨的滑块固定连接，推动滑块在滑轨上移动，外侧的支架9102固定在滑轨9101的滑块上，被滑块带动沿滑轨移动，内侧的支架9102直接固定在机架上， 水平滑轨9108固定在支架9102上，水平气缸9107通过水平气缸固定块9106固定在支架9102上，水平气缸的9107的伸缩端与垂直气缸固定块9103固定连接，垂直气缸固定块9103与水平滑轨9108的滑块固定连接，可由水平气缸推动沿水平滑轨移动，垂直气缸9104固定在垂直气缸固定块9103上，压爪固定块9110与垂直气缸9104的伸缩端固定连接，压爪9111可移动的固定在压爪固定块9110上，压爪固定块9110上设置有可供压爪9111调节位置的滑动槽，可根据极片大小调节压爪的位置。
一个优选实施例的绕叠设备的工作过程如下：
人工将正、负极片和隔膜的料带穿过过渡轮和烘箱，经料带夹轮和料带夹头送至叠片台上，并将成型的正、负极片放入料盒内，启动压爪单元压紧料带，正极取料机械手吸取料盒内的极片，正极送料机械手吸取定位台上的极片，输入气缸伸缩端伸出，推动输入固定板移动，从而使取料机械手移动至定位台上方，送料机械手移动至叠片台上方，由于压爪单元压紧料带，所以料带夹轮带动料带从叠片台的一侧移动至另一侧，料带覆盖在叠片台上，正极取料机械手将极片放至定位台上，正极送料机械手将极片放至叠片台上，同时负极取料机械手吸取料盒内的极片，负极送料机械手吸取定位台上的极片，启动压爪单元压紧极片，输入气缸退回，使得又一层料带覆盖在叠片台上，负极取料机械手移动至负极定位台上方，负极送料机械手移动至叠片台上方，并分别将吸取的极片放至定位台和叠片台上，重复以上步骤，直至叠置指定层数，切断料带，移动气缸伸缩端伸出，推动外侧的压爪单元远离叠片台，取下叠置完成的电芯，人工贴保护胶带，即完成整个电芯的制作过程。其中，在料带输送过程中可经过烘箱，风机输送热风进入进风室，通过进风口传入烘干室，烘干极片，防止电芯胀气或应力变形。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池电芯绕叠设备，其特征在于,包括安装在机架上的放卷机构、料带输入机构、成型极片输入机构、料盒、叠片机构，所述放卷机构包括正负极片放卷单元和隔膜放卷单元，所述成型极片输入机构活动设置在所述料盒和所述叠片机构之间，用于从所述料盒交替取出成型正负极片并送至所述叠片机构上，所述料带输入机构活动设置在所述放卷机构和所述叠片机构之间，用于使所述放卷单元放出的料带隔离成型正负极片并一起绕叠在所述叠片机构上。
2.如权利要求1所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于,还包括所述设置在放卷机构和所述料带输入机构之间的用于烘干极片的烘箱。
3.如权利要求2所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于,所述烘箱包括用于产生热风的进风室和用于烘干极片的烘干室，所述进风室与所述烘干室之间设置有进风口,所述烘干室上装设有过渡轮供料带在所述输入机构的牵引下穿过。
4.如权利要求1-3任一项所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于, 所述料盒包括正极片料盒和负极片料盒，所述成型极片输入机构与所述料带输入机构由同一驱动装置一同驱动，所述料带输入机构在所述叠片机构上的往返对应所述成型极片输入机构在正负片料盒的取料操作位置之间的切换，且所述成型极片输入机构对正片料盒的取料操作位置对应所述成型极片输入机构将负极片送到所述叠片机构的送料操作位置，所述成型极片输入机构对负片料盒的取料操作位置对应所述成型极片输入机构将正极片送至所述叠片机构的送料操作位置。
5.如权利要求4所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于,所述驱动装置包括输入气缸、输入固定板、移动滑轨、滑块和安装板，所述料带输入机构和所述成型极片输入机构固定在输入固定板上，所述输入固定板固定在所述滑块上，所述滑块可滑动地设置于所述移动滑轨上，所述移动滑轨固定在所述安装板的一面上，所述安装板固定在所述机架上，所述输入气缸固定在所述安装板的另一面并连接到所述输入固定板以推动所述输入固定板在所述移动滑轨上移动。
6.如权利要求4所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于, 还包括位于分别所述正极片料盒与所述叠片机构之间、所述负极片料盒与所述叠片机构之间的两个定位机构，所述定位机构用于归正从料盒内取出的极片，所述成型极片输入机构包括分别对应于所述正极片料盒和所述负极片料盒的两组取料机械手和送料机械手，所述取料机械手用于吸取所述料盒内的极片输送至相应的定位机构，所述送料机械手用于吸取所述定位机构上的极片输送至所述叠片机构，所述料带输入机构包括料带夹轮，所述取料机械手、所述送料机械手、所述料带夹轮固定在输入固定板上，所述输入固定板由气缸带动横向移动。
7.如权利要求6所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于,所述料带输入机构还包括料带夹头，用于在切断料带后夹持剩余料带的端部。
8.如权利要求6所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于,所述定位机构包括固定于所述机架上的分布成矩形的四个支撑杆，所述支撑杆支撑固定一定位台，所述定位台上设有根据极片大小调节极片位置的归正块。
9.如权利要求1-3任一项所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于,所述料盒包括固定杆、固定板、螺杆、电机、储片台、限位杆、限位传感器、感应片和挡杆，所述固定杆一端通过导套穿过所述机架和所述固定板而悬空，另一端与所述储片台固定连接，所述螺杆一端穿过所述电机而悬空，另一端与所述储片台固定连接，所述固定杆和所述螺杆分别固定在所述储片台的两端，所述感应片固定在所述固定杆的悬空端，所述挡杆固定在所述机架上，矩形分布在所述储片台周围以防止所述储片台上的极片倾斜，所述传感器分布所述限位杆的上端和下端，用于通过感应所述感应片来确定所述储片台升降的极限位置。
10.如权利要求1-3任一项所述的电池电芯绕叠设备，其特征在于, 所述叠片机构包括设置成可上下移动的叠片台和沿料带行走方向设置在所述叠片台两侧的两组压爪单元，所述压爪单元包括支架、垂直气缸固定块、垂直气缸、水平气缸固定块、水平气缸、横向滑轨、压爪固定块和压爪，其中，仅位于外侧的压爪单元还包含纵向滑轨、移动气缸及移动气缸固定块，所述纵向滑轨固定在所述机架上，所述移动气缸通过所述气缸固定块固定在所述机架上，所述移动气缸的伸缩端通过所述连接块与所述纵向滑轨的滑块固定连接，推动所述滑块在所述纵向滑轨上移动，外侧的支架固定在所述纵向滑轨的所述滑块上，内侧的支架直接固定在所述机架上，所述横向滑轨固定在所述支架上，所述水平气缸通过所述水平气缸固定块固定在所述支架上，所述水平气缸的伸缩端与所述垂直气缸固定块固定连接，所述垂直气缸固定块与所述横向滑轨的滑块固定连接，所述垂直气缸固定在所述垂直气缸固定块上，所述压爪固定块与所述垂直气缸的伸缩端固定连接，所述压爪可移动的固定在所述压爪固定块上，所述压爪固定块上设置有可供压爪调节位置的滑动槽。
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