CN208570776U - 一种柔性铰链式叠片设备 - Google Patents

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贺四清
潘梦川
程千驹
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Abstract

本实用新型公开了一种柔性铰链式叠片设备。该叠片设备包括送料辊(1)以及叠片台(2)；所述送料辊(1)设置在叠片台(2)的上方；所述送料辊(1)包括送料主动辊(11)和送料从动压辊(12)。本实用新型的柔性铰链式叠片设备能够实现高速自动叠片，叠片速度达到5～10片/s，相比现有叠片设备的叠片速度具有质的飞跃，更有利于实现叠片电池或电容的规模化生产；同时，本实用新型的叠片设备结构简洁，需要增加的机械结构及工位少，成本低，效率高，且叠片的整齐度高，充分利用了极片及隔膜的本身特性，极大地提高了生产效率，更有利于满足实际生产需求。

Description

一种柔性铰链式叠片设备
技术领域
本实用新型涉及叠片电池或电容的叠片技术领域，具体涉及一种柔性铰链式叠片设备。
背景技术
叠片电池或者电容在制备阶段，正极片及负极片由裁切设备成型出规则的极片放置于原材料储存垛台内，经机械手吸取单片极片至叠片台。为了达到隔膜隔离片状极片的目的，在叠片过程中需要通过压爪及其他辅助机构使隔膜实现“Z”字型折叠，此折叠动作需间歇性的往复运动，效率低，耗时长，为实现折叠增加的机械结构及工位多，成本高。
而采用缠绕的方式进行电池或电容极片的叠片，则极片之间的间距会随着缠绕的进行而发生改变，导致缠绕形成的叠片整齐度不够，而且极片之间的间距调整耗时耗力，生产效率低，不利于大规模生产。
因此，研究能够快速高效自动叠片且叠片整齐度高、成本低的叠片设备来完成叠片具有重要意义，有利于提高叠片电池或电容的大规模生产效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种柔性铰链式叠片设备。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现。
一种柔性铰链式叠片设备，包括送料辊以及叠片台；所述送料辊设置在叠片台的上方；所述送料辊包括送料主动辊和送料从动压辊。
优选的，所述送料主动辊和送料从动压辊之间的间隙的中心与叠片台的中心在同一直线上。
优选的，所述柔性铰链式叠片设备在叠片过程中，所述送料主动辊和送料从动压辊之间的间隙的中心与叠片台的台面距离h与负极片宽度w的关系为：
优选的，所述柔性铰链式叠片设备在叠片过程中，完成的叠片的中心落在所述送料主动辊和送料从动压辊之间的间隙的中心垂直于叠片台的垂线上。
优选的，所述送料主动辊与伺服电机连接。
优选的，所述送料辊的下方设置有竖直导向板。
此时，竖直导向板的底部与叠片台的台面距离h1与负极片宽度w的关系为：
优选的，上述任一项所述的柔性铰链式叠片设备中，所述送料辊与叠片台之间的两侧具有挡板。
更优选的，所述挡板的形状包括弧形或折叠形。
当送料辊的下方设置有竖直导向板时，所述弧形或折叠型挡板设置在竖直导向板与叠片台之间的两侧。
本实用新型的叠片设备进行叠片工作的动作原理为：送料辊的从动压辊将两两相邻固定有正极片与负极片的隔膜压紧在主动辊和从动辊之间，送料辊以速度v0向下主动输送贴在隔膜上的极片，此时极片离开送料辊时具有一个速度v0，且对前一片极片存在一驱动力F；同时，极片受到向下的重力作用。当固定有正极片与负极片的隔膜到达叠片平台部位时，因隔膜上的极片具有一定厚度和刚性而不易折叠，可简化成杆件，而隔膜呈轻薄、柔软状，可简化为铰链，叠片过程中极片和极片间的隔膜组成铰链机构，故在相邻两极片间的隔膜位置形成折角。由于驱动力F和重力的共同作用，折角的折叠方向一直朝向叠片台，如此实现隔膜持续产生“Z”字形折叠。在此叠片过程中，叠片速度与送料辊的送料速度一致且可实现单方向连续送料，克服了以前叠片工艺中的往复、间歇性送料效率低下的缺点。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：
(1)本实用新型的柔性铰链式叠片设备能够实现高速自动叠片，叠片速度达到5～10片/s，相比现有叠片设备的叠片速度(1～1.25片/s)具有质的飞跃，更有利于实现叠片电池或电容的规模化生产；
(2)本实用新型的柔性铰链式叠片设备结构简洁，需要增加的机械结构及工位少，成本低，效率高，且叠片的整齐度高，充分利用了极片及隔膜的本身特性，极大地提高了生产效率，更有利于满足实际生产需求。
附图说明
图1为本实用新型的柔性铰链式叠片设备的结构示意图；
图2为本实用新型的柔性铰链式叠片设备的叠片操作示意图；
图3为本实用新型的带挡板的柔性铰链式叠片设备的结构示意图；
图4为本实用新型的带挡板的柔性铰链式叠片设备的叠片操作示意图；
图5为本实用新型的带竖直导向板的柔性铰链式叠片设备的结构示意图；
图6本实用新型的带竖直导向板的柔性铰链式叠片设备的叠片操作示意图；
图7为本实用新型的柔性铰链式叠片设备的叠片操作的原理示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。
具体实施例中，本实用新型的一种柔性铰链式叠片设备的结构示意图如图1所示，包括送料辊1以及叠片台2；送料辊1设置在叠片台2的正上方；送料辊1包括送料主动辊11和送料从动压辊12；其中，送料主动辊11与伺服电机连接；送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙的中心与叠片台2的中心在同一直线上。
采用上述的叠片设备进行柔性铰链式叠片，操作示意图如图2所示，具体包括如下步骤：
(1)将叠片电池的正极片5与负极片6两两相邻地固定在隔膜4上，包括将正极片5与负极片6两两相邻地分别贴附固定在隔膜4的两面，或者将正极片5与负极片6两两相邻设置在上下两张隔膜中间，再将上下两张隔膜位于正极片和负极片之间的间隔部位进行压合或粘连，使正极片或负极片固定在上下两张隔膜压合或粘连后形成的隔膜腔中；再输送至送料辊1上，正极片5与负极片6相邻的间隔为单层极片的厚度与负极片对正极片宽度差值的一半之和(负极片与正极片存在宽度差，通常负极片比正极片宽)；
固定有正极片5与负极片6的隔膜4经过送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙向下输送至叠片台2上；送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙的中心与叠片台2的台面距离h与负极片宽度w的关系为：
(2)固定有正极片5与负极片6的隔膜4经送料辊向下连续输送至叠片台2上，两两相邻地固定在隔膜4上的正极片5与负极片6在叠片台2上以铰链四杆形式自动完成叠片，叠片速度达到5～10片/s；
送料辊1向下输送固定有正极片5与负极片6的隔膜4前，先将隔膜4贴附于叠片台的台面上，隔膜4的贴附部分长度大于负极片宽度，隔膜4的贴附部分与离隔膜4的初始端最近的第一张极片的间隔相同于正极片5与负极片6两两相邻的间隔，且隔膜4的初始端贴附位置与所述送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙的中心垂直于叠片台2的垂线的距离c为负极片宽度w的一半；或者，先将离隔膜4的初始端最近的粘贴第一张极片对应的隔膜部分贴附在叠片台的台面上，且第一张极片的中心落在所述送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙的中心垂直于叠片台2的垂线上，送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙的中心垂直于叠片台2的垂线的距离c为负极片宽度w的一半；
正极片5与负极片6自动完成叠片的叠片中心落在送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙的中心垂直于叠片台2的垂线上(c＝w/2)。
在另一个实施例中，送料辊1与叠片台2之间的两侧具有挡板3，如图3所示，挡板3的形状包括弧形或折叠形。
采用上述图3所示的带挡板的柔性铰链式叠片设备进行柔性铰链式叠片，操作示意图如图4所示。
在另一个实施例中，送料辊1的下方设置有竖直导向板7(导向板的竖直方向的长度为l)作为送至送料辊下方的极片导向，增大送料主动辊11和送料从动压辊12之间的间隙的中心与叠片台2的台面距离h，此时竖直导向板7的底部与叠片台的台面距离h1与负极片宽度w的关系为：如图5所示。
采用上述图5所示的带竖直导向板的柔性铰链式叠片设备进行柔性铰链式叠片，操作示意图如图6所示。
本实用新型的柔性铰链式叠片设备的叠片操作的原理示意图如图7所示，其中的极片、极片之间的隔膜和送料辊等分别简化为杆件、柔性铰链和移动副：送料辊的从动压辊将两两相邻固定有正极片与负极片的隔膜压紧在主动辊和从动辊之间，送料辊以速度v0向下主动输送贴在隔膜上的极片，此时极片离开送料辊时具有一个速度v0，且对前一片极片存在一驱动力F；同时，极片受到向下的重力G作用。当固定有正极片与负极片的隔膜到达叠片平台部位时，因隔膜上的极片具有一定厚度和刚性而不易折叠，可简化成杆件，而隔膜呈轻薄、柔软状，可简化为铰链，叠片过程中极片和极片间的隔膜组成铰链机构，故在相邻两极片间的隔膜位置形成折角。由于驱动力F和重力G的共同作用，折角的折叠方向一直朝向叠片台，如此实现隔膜持续产生“Z”字形折叠。在此叠片过程中，叠片速度与送料辊的送料速度一致且可实现单方向连续送料，克服了以前叠片工艺中的往复、间歇性送料效率低下的缺点。
以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但不限制本实用新型的保护范围，任何未脱离本实用新型精神实质所做的变更、替换或修饰等均将包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种柔性铰链式叠片设备，其特征在于，包括送料辊(1)以及叠片台(2)；所述送料辊(1)设置在叠片台(2)的上方；所述送料辊(1)包括送料主动辊(11)和送料从动压辊(12)。
2.根据权利要求1所述的一种柔性铰链式叠片设备，其特征在于，所述送料主动辊(11)和送料从动压辊(12)之间的间隙的中心与叠片台(2)的中心在同一直线上。
3.根据权利要求1所述的一种柔性铰链式叠片设备，其特征在于，所述送料主动辊(11)与伺服电机连接。
4.根据权利要求1所述的一种柔性铰链式叠片设备，其特征在于，所述送料辊(1)的下方设置有竖直导向板(7)。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种柔性铰链式叠片设备，其特征在于，所述送料辊(1)与叠片台(2)之间的两侧具有挡板(3)。
6.根据权利要求5所述的一种柔性铰链式叠片设备，其特征在于，所述挡板(3)的形状包括弧形或折叠形。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110148794A (zh) * 2019-04-28 2019-08-20 湖北锂诺新能源科技有限公司 一种高效铰链式锂电池叠片设备及工艺

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