CN208062198U - 一种叠片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种叠片装置，用于电池正极片、电池负极片和电池隔膜的叠片。叠片装置包括：叠片台流转线，包括多个叠片台，当所述叠片台流转线旋转时，所述多个叠片台在叠片台流转线上沿着固定方向循环转动；旋转机械手设置在所述叠片台流转线上,通过旋转操作依次向叠片台上放置底层隔膜、第一极片、中层隔膜、第二极片。本实用新型可以提高叠片精度，有效提高锂电池的质量，同时高速流转叠片的形式可以提高叠片效率，多叠片台的结构可以让系统有很大的冗余性，可以进行灵活扩充，进一步提高叠片效率。

Description

一种叠片装置

技术领域

本实用新型属于电池加工技术领域，尤其涉及一种叠片装置。

背景技术

电池加工制造过程中需要对电池的正负极以及隔膜进行叠片，传统叠片方式有Z字叠片，制袋叠片和复合式叠片。其中，Z字叠片是正负极片重复交替叠片、隔膜从中间隔开形成电芯的一种叠片方式。制袋叠片一般是把正极片上下面与隔膜对齐，四周热压后制成正极片袋，然后再与负极重复交替叠片。复合式叠片是正极片(负极片)和上下隔膜热压复合制成叠片单元，再与异性极片重复叠片，最后整体热压复合后制成的电芯。

然而，Z字叠片的极片容易错位引起短路，这种电芯制备的电池安全性较差，同时叠片效率很低。制袋叠片没有完全解决正负极片错位问题，同时效率也较低。复合式叠片的生产效率与Z字叠片和制袋叠片一样都比较低，难以满足现在新能源市场对动力电池快速增长的需求。

因此，如何提高叠片效率、解决叠片精度成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种叠片装置，所述装置包括：

叠片台流转线，所述叠片台流转线包括多个叠片台，当所述叠片台流转线旋转时，所述多个叠片台在叠片台流转线上沿着固定方向循环转动；

第一旋转机械手，设置在所述叠片台流转线上，通过旋转操作向叠片台上放置底层隔膜；

第二旋转机械手，设置在所述叠片台流转线上所述第一旋转机械手的后方，通过旋转操作向底层隔膜上叠放第一极片；

第三旋转机械手，设置在所述叠片台流转线上所述第二旋转机械手的后方，通过旋转操作向所述第一极片上叠放中层隔膜；

第四旋转机械手，设置在所述叠片台流转线上所述第三旋转机械手的后方，通过旋转操作向中层隔膜上叠放第二极片。

进一步地，所述叠片台流转线呈环形，根据所述叠片台流转线的长度设置所述叠片台的数量。

进一步地，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片。

进一步地，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片。

进一步地，所述装置还包括贴胶搬运机，所述贴胶搬运机搬运所述叠片台上叠放完成的电芯进行贴胶。

进一步地，所述贴胶搬运机上具有帖胶工位，当所述帖胶工位被占用时，叠片台流转线继续转动，且所述第一旋转机械手、所述第二旋转机械手、所述第三旋转机械手、所述第四旋转机械手停止旋转叠片动作。

进一步地，所述第一旋转机械手、所述第二旋转机械手、所述第三旋转机械手、所述第四旋转机械手均包括CCD视觉检测器，通过视觉检测器判断当前叠片是否与之前叠片对齐。

进一步地，所述第一旋转机械手、所述第二旋转机械手、所述第三旋转机械手、所述第四旋转机械手均包括四个吸附板。

进一步地，所述四个吸附板旋转对称，且在旋转至取料工位时产生吸力，吸附叠片组件。

进一步地，所述第一旋转机械手、所述第二旋转机械手、所述第三旋转机械手、所述第四旋转机械手还具有升降机构，控制旋转机械手的升降。

本实用新型的有益效果：

采用本实用新型的技术方案，可以提高叠片精度，有效提高锂电池的质量，同时高速流转叠片的形式可以提高叠片效率，多叠片台的结构可以让系统有很大的冗余性，可以进行灵活扩充，进一步提高叠片效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1是本实用新型实施提供的叠片装置示意图。

图2是本实用新型实施提供的叠片装置工作流程图。

图3是本实用新型实施提供的旋转机械手示意图。

其中附图标记说明如下：

四工位转台-1，吸盘-2，z轴升降台-3，x轴纠偏台-4，y轴纠偏台-5，直驱电机-6，ccd预定位组件-7，废料盒-8，刷粉组件-9；

取料工位-11，叠片工位-12。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一：

如图1所示，其展示了一种叠片装置，所述装置包括：叠片台流转线，所述叠片台流转线包括多个叠片台102，当所述叠片台流转线旋转时，所述多个叠片台102在叠片台流转线上沿着固定方向循环转动；第一旋转机械手106，设置在所述叠片台流转线上，通过旋转操作向叠片台上放置底层隔膜；第二旋转机械手107，设置在所述叠片台流转线上所述第一旋转机械手 6的后方，通过旋转操作向底层隔膜上叠放第一极片；第三旋转机械手103，设置在所述叠片台流转线上所述第二旋转机械手107的后方，通过旋转操作向所述第一极片上叠放中层隔膜；第四旋转机械手104，设置在所述叠片台流转线上所述第三旋转机械手103的后方，通过旋转操作向中层隔膜上叠放第二极片。叠片台流转线呈环形，根据所述叠片台流转线的长度设置所述叠片台102的数量。

所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片；或者，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片。

所述装置还包括贴胶搬运机，所述贴胶搬运机搬运所述叠片台上叠放完成的电芯进行贴胶。所述贴胶搬运机105上具有帖胶工位，当所述帖胶工位被占用时，叠片台流转线继续转动，且所述第一旋转机械手106、所述第二旋转机械手107、所述第三旋转机械手103、所述第四旋转机械手104 停止旋转叠片动作。

第一旋转机械手106、所述第二旋转机械手107、所述第三旋转机械手 103、所述第四旋转机械手104均包括CCD视觉检测器，通过视觉检测器判断当前叠片是否与之前叠片对齐。

第一旋转机械手106、所述第二旋转机械手107、所述第三旋转机械手 103、所述第四旋转机械手104均包括四个吸附板。

四个吸附板旋转对称，且在旋转至取料工位时产生吸力，吸附叠片组件。

所述第一旋转机械手106、所述第二旋转机械手107、所述第三旋转机械手103、所述第四旋转机械手104还具有升降机构，控制旋转机械手的升降。

实施例二：

由于传统的Z字叠片的极片容易错位引起短路，这种电芯制备的电池安全性较差，同时叠片效率很低。制袋叠片没有完全解决正负极片错位问题，同时效率也较低。复合式叠片的生产效率与Z字叠片和制袋叠片一样都比较低，难以满足现在新能源市场对动力电池快速增长的需求。

上述叠片方式均按照一片叠放完成才能叠放下一片，直至叠放完成，而本方案叠片台可以设计成理论上的无穷多个，那么可以按照设计节拍顺序自由叠放片料，同时可以理论上扩充更多片料产生机构，进一步提高叠片效率。同时旋转机械手有CCD检测功能，所以可以提高叠放的精度，做到提高电池片质量的功能。

该自由叠片装置包括：高速流转线，叠片台，多个旋转机械手，吸板，贴胶搬运机构。

旋转机械手分别用于叠放隔膜，正(负)极片，隔膜，负(正)极片。每个旋转机械手均有四个吸板，四个吸板下发均具有各自功能，以旋转机械手为例，上方吸板下方取料，左侧吸板下方CCD视觉检测，下方吸板下方放料，右侧吸板下方抛弃缺陷料同时刷粉除尘。

叠片流程如图2所示，旋转机械手首先叠放最底层隔膜，旋转机械手叠放负(正)极片，旋转机械手叠放隔膜，旋转机械手叠放正(负)极片。当最后一层隔膜在旋转机械手上叠放完成后，旋转机械手不再叠放正(负) 极片。贴胶搬运机构将叠放完成的电芯搬运至贴胶位进行贴胶，如果存在贴胶工位有电芯在贴胶，则叠片台继续流转，那么旋转机械手都不再叠放，叠片台再次流转至贴胶搬运机构，直至可以搬运至贴胶工位进行贴胶。具体叠片算法也基于该叠片方法进行设计。

在一个可选的实施例中，旋转机械手可以用四自由度的机械臂替代，这样空间更为紧凑，同时采用的是货架产品的机械手臂，不是自制旋转机械臂，系统一致性更好，精度可进一步得到提升。

实施例三：

如图3所示，其展示了本实用新型的旋转机械手示意图。包括：底部支撑架，x轴纠偏平台4，y轴纠偏平台5，CCD预定位组件7，多工位转台包括取料工位11，叠片工位12，吸盘2，z轴升降平台3，废料盒8，刷粉组件9，多工位转台可以是四工位转台1，直驱电机6。

所述多工位转台包含多个以转台中心为旋转中心的旋转工位；所述旋转工位上设置有吸盘；多工位转台搭载在z轴升降台上，通过z轴升降台的升降调节所述多工位转台的高度；x轴纠偏台与y轴纠偏台，用于在水平方向调节旋转机械手的位置；直驱电机，用于驱动z轴升降台，x轴纠偏台与y轴纠偏台位移；

ccd预定位组件，通过CCD图像识别对准旋转工位进行准确定位。

多工位转台包含四个旋转工位，所述四个旋转工位以转台中心为旋转中心，呈“十”字位置分布在一个圆周上，每个工位相差90°。述四个旋转工位每次旋转90°。

机械手包括与所述四个旋转工位对应的取料工位、CCD预定位工位和叠片工位；所述旋转工位在所述取料工位取料，接着旋转到所述CCD预定位工位进行预定位，然后旋转到叠片工位进行叠片操作。

CCD预定位工位由CCD预定位组件进行定位。所述机械手还包括废料盒 8，用于接收旋转工位丢弃的废料。机械手还包括刷粉组件，用于为真空吸盘刷粉。机械手还包括底盘支架。吸盘上设置有负压孔，所述负压孔与压缩机连接。多工位转台中的旋转工位在旋转电机的驱动下发生转动。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种叠片装置，其特征在于，所述装置包括：

叠片台流转线，所述叠片台流转线包括多个叠片台(2)，当所述叠片台流转线旋转时，所述多个叠片台(2)在叠片台流转线上沿着固定方向循环转动；

第一旋转机械手(6)，设置在所述叠片台流转线上，通过旋转操作向叠片台上放置底层隔膜；

第二旋转机械手(7)，设置在所述叠片台流转线上所述第一旋转机械手(6)的后方，通过旋转操作向底层隔膜上叠放第一极片；

第三旋转机械手(3)，设置在所述叠片台流转线上所述第二旋转机械手(7)的后方，通过旋转操作向所述第一极片上叠放中层隔膜；

第四旋转机械手(4)，设置在所述叠片台流转线上所述第三旋转机械手(3)的后方，通过旋转操作向中层隔膜上叠放第二极片。

2.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述叠片台流转线呈环形，根据所述叠片台流转线的长度设置所述叠片台(2)的数量。

3.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片。

4.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片。

5.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述装置还包括贴胶搬运机(5)，所述贴胶搬运机(5)搬运所述叠片台(2)上叠放完成的电芯进行贴胶。

6.根据权利要求5所述的叠片装置，其特征在于，所述贴胶搬运机(5)上具有帖胶工位，当所述帖胶工位被占用时，叠片台流转线继续转动，且所述第一旋转机械手(6)、所述第二旋转机械手(7)、所述第三旋转机械手(3)、所述第四旋转机械手(4)停止旋转叠片动作。

7.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述第一旋转机械手(6)、所述第二旋转机械手(7)、所述第三旋转机械手(3)、所述第四旋转机械手(4)均包括CCD视觉检测器，通过视觉检测器判断当前叠片是否与之前叠片对齐。

8.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述第一旋转机械手(6)、所述第二旋转机械手(7)、所述第三旋转机械手(3)、所述第四旋转机械手(4)均包括四个吸附板。

9.根据权利要求8所述的叠片装置，其特征在于，所述四个吸附板旋转对称，且在旋转至取料工位时产生吸力，吸附叠片组件。

10.根据权利要求8所述的叠片装置，其特征在于，所述第一旋转机械手(6)、所述第二旋转机械手(7)、所述第三旋转机械手(3)、所述第四旋转机械手(4)还具有升降机构，控制旋转机械手的升降。