CN209658333U - 一种叠片设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叠片设备，包括：用于制作复合单元的第一制作装置，所述复合单元包括：多个层叠设置的隔膜，和设置在相邻隔膜之间的极片，上下相邻极片之间极性相反，且最上层和最下层极片极性相同；用于制作单面极片的第二制作装置，所述单面极片有且仅有一面具有涂层，且与复合单元中最上层和最下层极片的极性相反；第一叠片台；第一机械手，用于抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台上，和抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上；第二机械手，用于抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上。本叠片设备结构简单，易于实现，显著的提高了叠片效率，且所生产出的叠片电芯中正极极片比负极极片多一层，从而增加成品叠片电芯的容量。

Description

一种叠片设备

技术领域

本申请涉及叠片电芯生产设备技术领域，具体涉及一种叠片设备。

背景技术

目前，锂离子电池的叠片电芯通常由多个层叠设置的负极片，设置在相邻负极片之间的正极片，以及设置在相邻正极片和负极片之间、最上层负极片上方和最下层负极片下方的隔膜组成，该种叠片电芯通常采用Z字型叠片工艺制成。而Z字型叠片工艺大多都是通过机械手将极片和隔膜转移至叠片工位，以叠成叠片电芯，该种生产工艺由于依次的叠放极片和隔膜至叠片工位，生产效率低下。

因此，现有技术有待改进和提高。

实用新型内容

本申请旨在提供一种叠片设备，以提高叠片电芯的生产效率。

本申请提供了一种叠片设备，包括：

用于制作复合单元的第一制作装置，所述复合单元包括：多个层叠设置的隔膜，和设置在相邻隔膜之间的极片，上下相邻极片之间极性相反，且最上层和最下层极片极性相同；

用于制作单面极片的第二制作装置，所述单面极片有且仅有一面具有涂层，且与复合单元中最上层和最下层极片的极性相反；

第一叠片台；

第一机械手，用于抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台上，和抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上；

第二机械手，用于抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上；

在第一机械手抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台上后，第二机械手抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上，第一机械手再抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上，从而形成叠片电芯。

所述的叠片设备，其中，所述第一制作装置包括：至少一个用于输送多个第一叠片单元的第一输送线，于所述第一输送线上的多个叠片工位，以及第二叠片台；所述叠片工位包括：第三机械手，和用于存放多个第二叠片单元的第一存放台，所述第三机械手用于从第一输送线上抓取第一叠片单元、并将第一叠片单元层叠的放置在第二叠片台上，和从第一存放台上抓取第二叠片单元至最上层的第一叠片单元的上方，以形成所述复合单元；所述第一叠片单元包括从上到下依次设置的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，所述第二叠片单元包括从上到下依次设置的隔膜、负极极片、隔膜，所述单面极片的极性为正极。

所述的叠片设备，其中，所述第一制作装置还包括：设置在所述第一输送线输入端的用于制作第一叠片单元的第一叠片单元制作机构；所述第一叠片单元制作机构用于通过热复合制作多个所述第一叠片单元，并将多个所述第一叠片单元依次输出给所述第一输送线的输入端。

所述的叠片设备，其中，所述第一制作装置还包括：用于检测所述第一叠片单元中的极片与隔膜上下之间是否对正的第一检测系统，和用于检测所述第二叠片单元中的极片与隔膜上下之间是否对正的第二检测系统。

所述的叠片设备，其中，所述第二制作装置包括：用于依次间隔的输送单面极片至第二存放台上的第二输送线，和第二存放台；所述第二存放台设置在所述第一输送线的输出端，所述第二存放台上每次存放一个单面极片，且该单面极片的涂层朝上；所述第一机械手从所述第二存放台上抓取单面极片。

所述的叠片设备，其中，所述第二制作装置还包括：设置在所述第二存放台上的翻转机构；在所述第一机械手从所述第二存放台上抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上之前，所述翻转机构用于在平面内翻转180°，以使所述单面极片的涂层朝下。

所述的叠片设备，其中，所述第二制作装置还包括：第三检测系统，所述第三检测系统用于对所述第二存放台上存放的所述单面极片是否相对于第二存放台产生偏移。

所述的叠片设备，其中，还包括：热压装置，用于对所述叠片电芯进行热压。

所述的叠片设备，其中，还包括：贴胶机构，用于对热压后的叠片电芯的周向上进行贴胶。

所述的叠片设备，其中，还包括：称重机构，用于对贴胶后的叠片电芯进行称重。

本实用新型的有益效果是：

本申请提供的叠片设备，包括：用于制作复合单元的第一制作装置，所述复合单元包括：多个层叠设置的隔膜，和设置在相邻隔膜之间的极片，上下相邻极片之间极性相反，且最上层和最下层极片极性相同；用于制作单面极片的第二制作装置，所述单面极片有且仅有一面具有涂层，且与复合单元中最上层和最下层极片的极性相反；第一叠片台；第一机械手，用于抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台上，和抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上；第二机械手，用于抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上；在第一机械手抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台上后，第二机械手抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上，第一机械手再抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上，从而形成叠片电芯。本叠片设备结构简单，易于实现，显著的提高了叠片效率，且本叠片设备所生产出的叠片电芯在以往的叠片电芯的最上层和最下层再各增加一层与最上层和最下层极片极性相反的极片，即正极极片的个数比负极极片的个数多一个，从而增加成品叠片电芯的容量。

附图说明

图1为本实用新型提供的叠片设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

参见图1所示，本申请提供的叠片设备包括：用于制作复合单元的第一制作装置10，用于制作单面极片的第二制作装置20，第一叠片台30，第一机械手40和第二机械手50。复合单元包括：多个层叠设置的隔膜，和设置在相邻隔膜之间的极片，上下相邻极片之间极性相反，且最上层和最下层极片极性相同；单面极片有且仅有一面具有涂层，且与复合单元中的最上层和最下层极片的极性相反。第二制作装置20制作出的单面极片的涂层均朝上，第一机械手40用于抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台30上，和抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上；第二机械手50用于抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上。本实施例中，在第一机械手40抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台30上后，第二机械手50抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上，之后，第一机械手再抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上，从而形成叠片电芯，该叠片电芯为半成品叠片电芯。

第一机械手40依次叠放涂层朝上的正极单面极片、复合单元和涂层朝下的正极单面极片，相较于一层一层的叠放极片和隔膜的方式，显著的提高了叠片电芯的生产效率。

本实施例所提供的叠片设备中，第一制作装置10包括：至少一个第一输送线11，于各第一输送线11上的多个叠片工位，和第二叠片台12。叠片工位如图1中的虚线框所示，第一输送线11设置有两条，该第一输送线11为传送带，叠片工位在两条第一输送线11上各设置五个，各第一输送线11都用于传送多个第一叠片单元。各叠片工位均包括：第三机械手13和第一存放台14，第一存放台14用于存放多个第二叠片单元，其可以设置在第一输送线11的上方，也可以设置在第一输送线11的侧边，优选的是第一存放台14设置在第一输送线11的上方。第三机械手13用于依次的从第一输送线11上抓取第一叠片单元、并将第一叠片单元层叠的放置在第二叠片台12上，和从第一存放台14上抓取第二叠片单元至最上层的第一叠片单元的上方，以形成前述的复合单元，即复合单元为从上到下层叠设置的第二叠片单元和多个第一叠片单元。

上述实施方式中，第一叠片单元包括从上到下依次设置的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，第二叠片单元包括从上到下依次设置的隔膜、负极极片、隔膜，多个第一叠片单元依次层叠设置，并在最上层第一叠片单元的上方设置第二叠片单元从而形成复合单元，该复合单元的最上层和最下层极片的极性为负极，则单面极片的极性为正极，该单面极片有且仅有一面具有涂层，其另一面为光面。叠片电芯中底层的正极单面极片的涂层朝向第一叠片单元，顶层的正极单面极片的涂层朝向第二叠片单元。换而言之，本叠片设备所生产出的叠片电芯从上到下依次为：涂层朝下的正极单面极片，第二叠片单元，多个层叠的第一叠片单元，以及涂层朝上的正极单面极片。

需要说明的是，第一叠片单元和第二叠片单元中的正极极片和负极极片分别为具有两面涂层的正极极片和负极极片，多个第一叠片单元和第二叠片单元所形成的结构中的最上层和最下层的极片均为负极极片，即该叠片电芯中的负极极片为具有双面涂层的负极极片，叠片电芯中的正极极片为具有双面涂层的正极极片。在最上层和最下层负极极片的上方和下方再设置正极单面极片，且设置在顶层的正极单面极片的涂层朝向最上层的负极极片，设置在底层的正极单面极片的涂层朝向最下层的负极极片。以往的叠片电芯中最上层和最下层极片的极性均为负极极片，本实施例所提供的叠片设备所制得的叠片电芯在最上层极片和最下层极片的上方再各叠放正极单面极片，且顶层的正极单面极片的涂层朝向最下层的负极极片，顶层的正极单面极片的涂层朝向最上层的负极极片，与以往的叠片电芯的结构相比，本叠片设备所生产的叠片电芯多了两层正极极性的极片，而正极极片为采用锂合金金属氧化物制成，该两层正极极性的极片可以提供更多的锂离子，从而提高了本叠片设备所制得的叠片电芯的容量。

本实施例所提供的叠片设备中，第一制作装置10还包括：用于制作第一叠片单元的第一叠片单元制作机构15，第一叠片单元制作机构15设置在第一输送线11的输入端，其通过热复合的方式制作第一叠片单元，并将制作的多个第一叠片单元依次输送至第一输送线11的输入端。第一叠片单元制作机构15的送料端从上到下的依次输出正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，通过加热、辊压的方式制成第一叠片单元。

如上，该第一制作装置10还包括：第一检测系统16和第二检测系统17，第一检测系统16设置在第一输送线11的输入端，其用于检测第一叠片单元中的极片与隔膜上下之间是否对正，即检测第一叠片单元中的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜上下之间是否对正，具体的是可以以最底层的隔膜为参照，判断其他的隔膜和极片相对于最底层的隔膜是否产生偏移，以判断第一叠片单元中的极片和隔膜是否对正，从而判断第一叠片单元制作机构15所制作的第一叠片单元是否合格。第二检测系统17用于检测第二叠片单元中的极片与隔膜上下之间是否对正，即检测第二叠片单元中的隔膜、负极极片、隔膜上下之间是否对正，具体的与第一检测系统16的检测方式一样，从而判断第一存放台14上存放的第二叠片单元是否合格。本实施例中，第一检测系统16和第二检测系统17均采用CCD视觉系统进行检测。

本实施例所提供的叠片设备中，第二制作装置20包括：用于输送多个单面极片的第二输送线21，和第二存放台，第二存放台设置在第二输送线21的输出端，第二输送线21依次间隔的将单面极片输送至第二存放台上，第二存放台上每次存放一个单面极片，且所存放的一个单面极片的涂层朝上。

第二制作装置20还包括：设置在第二存放台上的翻转机构22，由于在第二存放台上每次存放的一个单面极片的涂层朝上，在第一机械手30再抓取涂层朝下的单面极片之前，翻转机构22用于在平面内翻转180°，以使该单面极片的涂层朝下，该涂层朝下的单面极片在第一机械手30的作用下叠放至复合单元的上方，即第二叠片单元的上方，从而形成前述的半成品叠片电芯。

为保证每次第一机械手30所抓取的单面极片与复合单元对正，该第二制作装置20还包括：第三检测系统，该第三检测系统用于检测第二存放台上所存放的单面极片是否对正，即相对于第二存放台是否发生偏移，从而保证叠片电芯的质量。若单面极片产生偏移，可在第二存放台上设置矫正机构，以矫正产生偏移的单面极片。该矫正机构可以是设置在第二存放台四角的压针，该压针与第三检测系统电连接，当第三检测系统检测到第二存放台上存放的单面极片产生偏移后，偏移方向的压针向偏移的相反方向动作，以矫正单面极片。

本实施例中，第二制作装置20还包括：用于制作单面极片的制片机23，该制片机23设置在第二输送线21的输入端，单面极片来料即为只有一面涂层的极片卷料，通过裁切机构将其定长裁切形成单面极片，以输出给第二输送线21。

本实施例所提供的叠片设备还包括：热压装置60，贴胶机构70和称重机构80，热压装置60用于对叠片电芯进行热压形成一整体，贴胶机构70用于对热压成一整体的叠片电芯进行贴胶，具体是在热压形成一整体的叠片电芯的周向上粘贴三至十道UU型胶带，该贴胶机构70可通过移动或旋转的方式对热压形成一整体的叠片电芯进行贴胶。称重机构80用于对贴胶后的叠片电芯进行称重，该称重的目的是为了发现叠片电芯是否出现叠多片或少片的现象，从而形成成品叠片电芯。可以理解的是，本叠片设备所生产出的同批次的叠片电芯的重量相同，依据称重机构80所称重的数值即可判断是否叠多片或少片，将叠多片或少片的叠片电芯标定为不合格产品，从而可以剔除不合格的产品，可以保证同批次生产的叠片电芯的容量一致。

如上，为将叠片电芯依次的在第一叠片台30，热压装置60，贴胶机构70和称重机构80之间转移，本叠片设备还包括转移机械手，由于第一制作装置10中的叠片工位设置有多个，因此该转移机械手必须具有移动功能，以实现从多个叠片工位上的第二叠片台中转移复合单元。该转移机械手将第一叠片台30上的叠片电芯转移至热压装置60以对叠片电芯进行热压，再将热压成一整体的叠片电芯转移至贴胶机构70以对热压后的叠片电芯的周向进行贴胶，再将贴胶后的叠片电芯转移至称重机构80以对贴胶后的叠片电芯进行称重。

为对称重合格后的叠片电芯进行下料，本叠片设备还包括：设置在称重机构80之后的下料输送线90，该下料输送线90同样可以采用传送带的方式进行传送，以将合格的成品叠片电芯下料至后续的装配工位进行装配，或直接堆放以备后续使用。

本实施例所提供的叠片设备的具体工作过程如下：

第一叠片单元制作机构15制作出多个第一叠片单元，并将多个第一叠片单元依次的输送给第一输送线11，在输出给第一输送线11之前利用第一检测系统16检测第一叠片单元中的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜是否对正，以剔除不合格的第一叠片单元；第三机械手13依次的从第一输送线11上抓取第一叠片单元，并将第一叠片单元层叠的放置在第二叠片台12上，再从第一存放台14上抓取第二叠片单元至最上层的第一叠片单元的上方，从而形成复合单元，在第三机械手13抓取第二叠片单元之前，第二检测系统17检测第二叠片单元中的隔膜、负极极片、隔膜是否对正，以剔除不合格的第二叠片单元；制片机23制作单面极片并输出给第二输送线21，第二输送线21依次间隔的将单面极片输送至第二存放台，第二存放台上每次存放一个涂层朝上的单面极片，第一机械手40抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台30上，第二机械手50抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上，翻转机构22在平面内翻转180°，使第二存放台上存放的涂层朝上的单面极片的涂层朝下，第一机械手40再抓取涂层朝下的单面极片至复合单元的上方，从而形成叠片电芯；转移机械手将第一叠片台30上的叠片电芯转移到热压装置60上进行热压，再将热压后的叠片电芯转移到贴胶机构70上对该叠片电芯的周向进行贴胶，再将贴胶后的叠片电芯转移到称重机构80上进行称重，以剔除不合格的叠片电芯，得到合格的叠片电芯，完成叠片电芯的生产。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种叠片设备，其特征在于，包括：

用于制作复合单元的第一制作装置，所述复合单元包括：多个层叠设置的隔膜，和设置在相邻隔膜之间的极片，上下相邻极片之间极性相反，且最上层和最下层极片极性相同；

用于制作单面极片的第二制作装置，所述单面极片有且仅有一面具有涂层，且与复合单元中最上层和最下层极片的极性相反；

第一叠片台；

第一机械手，用于抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台上，和抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上；

第二机械手，用于抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上；

在第一机械手抓取涂层朝上的单面极片至第一叠片台上后，第二机械手抓取复合单元至涂层朝上的单面极片上，第一机械手再抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上，从而形成叠片电芯。

2.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，所述第一制作装置包括：至少一个用于输送多个第一叠片单元的第一输送线，于所述第一输送线上的多个叠片工位，以及第二叠片台；所述叠片工位包括：第三机械手，和用于存放多个第二叠片单元的第一存放台，所述第三机械手用于从第一输送线上抓取第一叠片单元、并将第一叠片单元层叠的放置在第二叠片台上，和从第一存放台上抓取第二叠片单元至最上层的第一叠片单元的上方，以形成所述复合单元；所述第一叠片单元包括从上到下依次设置的正极极片、隔膜、负极极片、隔膜，所述第二叠片单元包括从上到下依次设置的隔膜、负极极片、隔膜，所述单面极片的极性为正极。

3.如权利要求2所述的叠片设备，其特征在于，所述第一制作装置还包括：设置在所述第一输送线输入端的用于制作第一叠片单元的第一叠片单元制作机构；所述第一叠片单元制作机构用于通过热复合制作多个所述第一叠片单元，并将多个所述第一叠片单元依次输出给所述第一输送线的输入端。

4.如权利要求3所述的叠片设备，其特征在于，所述第一制作装置还包括：用于检测所述第一叠片单元中的极片与隔膜上下之间是否对正的第一检测系统，和用于检测所述第二叠片单元中的极片与隔膜上下之间是否对正的第二检测系统。

5.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，所述第二制作装置包括：用于依次间隔的输送单面极片至第二存放台上的第二输送线，和第二存放台；所述第二存放台设置在所述第二输送线的输出端，所述第二存放台上每次存放一个单面极片，且该单面极片的涂层朝上；所述第一机械手从所述第二存放台上抓取单面极片。

6.如权利要求5所述的叠片设备，其特征在于，所述第二制作装置还包括：设置在所述第二存放台上的翻转机构；在所述第一机械手从所述第二存放台上抓取涂层朝下的单面极片至复合单元上之前，所述翻转机构用于在平面内翻转180°，以使所述单面极片的涂层朝下。

7.如权利要求6所述的叠片设备，其特征在于，所述第二制作装置还包括：第三检测系统，所述第三检测系统用于对所述第二存放台上存放的所述单面极片是否相对于第二存放台产生偏移。

8.如权利要求1所述的叠片设备，其特征在于，还包括：热压装置，用于对所述叠片电芯进行热压。

9.如权利要求8所述的叠片设备，其特征在于，还包括：贴胶机构，用于对热压后的叠片电芯的周向上进行贴胶。

10.如权利要求9所述的叠片设备，其特征在于，还包括：称重机构，用于对贴胶后的叠片电芯进行称重。