CN212625734U - 叠片单元生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种叠片单元生产系统，其主要包括热复合机构、保护膜放卷机构和保护膜收卷机构，其中保护膜放卷机构设于热复合机构的上游，并分置于热复合机构的两侧，从而可使保护膜料带铺设于输送料带的上下两侧，保护膜收卷机构设于驱动机构的下游，并分置于复合极片单元的输送平面的两侧，且保护膜收卷机构包括呈间距设置的若干组导向辊，以可对保护膜料带的至少两个位置构成择一收卷。本实用新型的叠片单元生产系统不仅可对极片单元的端面进行有效保护，还可调整保护膜的收卷位置，从而可适用于不同种类的极片单元生产。

Description

叠片单元生产系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种叠片单元生产系统。

背景技术

在使用传统能源作为动力供给的汽车工业环境下，环境污染问题引起了人们对环境保护和资源利用的重视。积极发展新能源汽车，实现汽车工业的电气化，是实现我国对国外汽车工业“弯道超车”这一目标的战略性措施。锂离子设备技术是电动汽车发展的关键技术。方形叠片技术是目前最先进的锂离子电池制造技术之一，其中，叠片速度快慢直接决定整线产能与电芯制造成本。

目前大都采用z型叠片工艺，但已经量产的全球最快的叠片速度为0.6s/片，该叠片方法速度较慢，造成设备台数需求量大，占地面积大，购置成本高，后期维护成本、能源消耗大。另外，热复合叠片方式可以同时堆叠多片，成为了叠片技术发展的趋势。但是在热复合机构中极易压裂极片端面，另外在有驱动的地方也会存在压裂极片风险，同时，由于不同种类的隔膜与极片热压复合时，生产工艺有所差别，使得在同样的设备上生产不同的复合极片单元时，尤其在复合极片单元经热复合机构后输送至下一工序，比如绕经缓存装置的缓存辊时容易发生剥离现象，而影响复合极片单元的生产质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种叠片单元生产系统，以可对极片单元的端面保护的同时具有较好的通用性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种叠片单元生产系统，包括用于对极片单元和隔膜构成热压粘结的热复合机构，所述叠片单元生产系统还包括：

保护膜放卷机构，设于所述热复合机构的上游，并分置于所述热复合机构的两侧，因外力驱使，缠绕于所述保护膜放卷机构上的保护膜料带可铺设于具有复合极片单元的输送料带的上下两侧；

保护膜收卷机构，分置于所述复合极片单元的输送平面的两侧，以可对预先铺设于所述输送料带上下两侧的保护膜料带构成收卷，所述保护膜收卷机构包括呈间距设置的若干组导向辊，以可对所述保护膜料带的至少两个位置构成择一收卷。

进一步的，所述叠片单元生产系统还包括设于所述热复合机构下游的以提供所述外力的驱动机构。

进一步的，所述保护膜收卷机构包括分置于所述驱动机构上下两侧的第一组导向辊，及与所述第一组导向辊间距设置的、并分置于所述输送平面两侧的第二组导向辊，经剥离出的所述保护膜料带可绕经所述第一组导向辊或所述第二组导向辊而被收卷至所述保护膜收卷机构上。

进一步的，于所述驱动机构的下游设有构成供所述复合极片单元缠绕的缓存辊，于所述缓存辊的下游设有构成对所述复合极片单元二次输送的驱动装置，所述第二组导向辊设于所述驱动装置的下游。

进一步的，所述驱动机构具有相对布置、且反向转动的两组皮带，所述输送料带夹持于形成在两组所述皮带之间的缝隙中，并随所述皮带的转动而输送至下游。

进一步的，所述皮带的有效长度大于所述极片单元长度的3倍。

进一步的，于所述热复合机构的上游设有导料辊，因所述驱动机构的牵引，所述保护膜料带由所述保护膜放卷机构经所述导料辊输送、并随所述输送料带运行至所述热复合机构内，且所述导料辊与所述热复合机构之间的间距小于所述极片单元的长度。

进一步的，所述热复合机构包括位于上游的入料导向辊及位于下游的压合辊，所述入料导向辊承接所述导料辊输送的各所述极片单元。

进一步的，于所述保护膜放卷机构及所述保护膜收卷机构上均设有张力控制机构。

进一步的，所述复合极片单元包括具有正极片单元和一层隔膜粘合的正极复合极片，具有负极片单元和一层隔膜粘合的负极复合极片，以及具有正极片单元和负极片单元对齐叠合并分设于所述隔膜上下两侧的核心复合极片，所述正极复合极片和若干个间距设置的所述核心复合极片，及所述负极复合极片依次间隔排列。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的叠片单元生产系统，通过设置的热复合机构及保护膜放卷机构和保护膜收卷机构，可对极片单元在热复合机构压合时及对其的输送时能够对极片单元的端面进行有效保护，从而可提高产品质量，另外通过保护膜收卷机构中设置的若干个导向辊，可使得保护膜料带具有多个不同的收卷位置，且能够择一位置进行切换，从而可适用于不同规格不同种类的极片单元的生产，并具有较好的通用性，进而具有较好的使用效果。

(2)通过设置的第一组导向辊和第二组导向辊，一方面可对预先铺设于极片单元两侧的保护膜料带进行收卷，另一方面可便于对保护膜料带实现不同位置的收卷。

(3)设置的缓存辊以便于对极片单元的缠绕缓存，从而有利于下游工序的进行。

(4)驱动机构为皮带驱动方式，一方面能够起到更好的牵引力，以实现输送料带的顺利输送，另一方面可对输送料带提供柔性夹持力，从而在一定程度上能够有效保护极片单元。

(5)设置皮带的有效长度大于极片单元长度的3倍，以可保证在输送料带的输送过程中，与皮带连接的转辊始终能够夹持核心复合极片，从而可提供持续的稳定的夹持力。

(6)通过设置的导料辊与热复合机构之间的间距小于极片单元的长度，从而可有效避免极片单元在输送过程中发生的相对位移，从而可保证核心复合极片的具有较好的对齐叠合度。

(7)热复合机构上的导向辊可顺利承接导料辊输送的极片单元料带，压合辊用于对极片单元及隔膜进行压合粘结。

(8)设置的张力控制机构，以有利于保护膜收放卷的顺利进行。

(9)复合极片单元包括正极复合极片、核心复合极片、负极复合极片，该复合极片单元的生产相比于现有技术，生产效率较高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的叠片单元生产系统的结构示意图；

图2为图1中A部放大图；

图3为本实用新型实施例所述的复合极片单元的结构示意图；

附图标记说明：

1-隔膜放卷机构，2-极片放卷机构，3-CCD检测机构，4-保护膜放卷机构， 5-热复合机构，6-驱动机构，7-保护膜收卷机构，8-缓存辊，9-驱动装置，11- 转塔机构，12-机械手，13-叠片机构；

31-导料辊，41-放卷导向辊，42-张力控制机构，43-第一组导向辊，44-第二组导向辊，51-入料导向辊，52-压合辊；

10-隔膜料带，20-正极片料带，30-负极片料带，40-保护膜放卷料带；

100-复合极片单元，101-正极片单元，102-负极片单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种叠片单元生产系统，其主要结构包括用于对极片单元和隔膜构成热压粘结的热复合机构、保护膜放卷机构和保护膜收卷机构。

其中，作为一种优选实施形式，本实施例的叠片单元生产系统还包括有驱动机构，该驱动机构设于热复合机构的下游，并可对具有若干个间隔设置的复合极片单元的输送料带提供牵引力。上述保护膜放卷机构设于热复合机构的上游，并分置于热复合机构的两侧，因驱动机构的牵引驱使，缠绕于保护膜放卷机构上的保护膜料带可铺设于输送料带的上下两侧，而保护膜收卷机构设于驱动机构的下游，并分置于复合极片单元的输送平面的两侧，以可对预先铺设于输送料带上下两侧的保护膜料带构成收卷，保护膜收卷机构包括呈间距设置的若干组导向辊，以可对保护膜料带具有至少两种不同位置的收卷，且可择一位置进行切换。

本实施例的叠片单元生产系统，通过设置的保护膜放卷机构和保护膜收卷机构，可对极片单元在热复合机构压合时和驱动机构输送时，也即是在极片单元到压力时，能够对其端面进行有效保护，以可提高产品加工质量。另外通过在保护膜收卷机构中设置的若干个导向辊，可能够使保护膜料带具有至少两个不同的收卷位置，且能够择一位置进行切换，从而可适用于不同规格不同种类的极片单元的生产，并具有较好的通用性。

基于如上整体结构设计，本实施例的一种示例性结构如图1所示，其中，于热复合机构5的上游设有隔膜放卷机构1、极片放卷机构2、极片裁切机构、图像获取装置、导料辊31以及保护膜放卷机构4。隔膜放卷机构1用于输送隔膜料带10，极片放卷机构2包括正极放卷机构和负极放卷机构，且正极放卷机构和负极放卷机构分置于隔膜料带10的上下两侧，也即是由正极放卷机构和负极放卷机构输送的正极片料带20和负极片料带30分置于隔膜料带10的上下两侧。另外，结合图1和图3所示，正极放卷机构和负极放卷机构分别与对应的图中未示出的极片裁切机构配合裁出极片单元，也即是图3中所示出的正极片单元101和负极片单元102，该正极片单元101和负极片单元102分置于隔膜料带10的上下两侧，所裁出的正极片单元101和负极片单元102可在机械手的作用下，同步的与隔膜料带10一起输送至导料辊31上。

需说明的是，正极放卷机构和负极放卷机构的位置可互换，只需保证正极放卷机构和负极放卷机构输送的正极卷和负极卷能够分置于隔膜料带10的上下两侧即可。

为便于对裁切后的极片单元于隔膜上下对齐度的检测，本实施中，于极片的裁断位置设有图像获取装置，该图像获取装置为CCD检测机构3，其包括设置于对应的极片单元裁切路径上的两组相机，其用于检测极片位置、尺寸、褶皱、极耳褶皱、折边、缺角或对齐度较差等信息。

由图1结合图2所示，本实施例的热复合机构5包括位于上游的入料导向辊51及位于下游的压合辊52，入料导向辊51承接导料辊31输送的具有各极片单元的输送料带。在热复合机构5的热压下使得极片单元和隔膜粘结成复合极片单元100。如图3中所示，本实施例复合极片单元100包括具有正极片单元101和一层隔膜粘合的正极复合极片，具有负极片单元102和一层隔膜粘合的负极复合极片，以及具有正极片单元101和负极片单元102对齐叠合并分设于隔膜上下两侧的核心复合极片，正极复合极片和若干个间距设置的核心复合极片，及负极复合极片依次间隔排列。其中，单组的复合极片单元100有效长度为H。该复合极片单元100的生产相比于现有技术，便于位移下游的叠片机构13进行堆叠。且生产效率较高。

继续参看图1和图2所示，本实施例正如前文所述的，驱动机构6设于热复合机构5的下游，以可对具有若干个间隔设置的复合极片单元100的输送料带提供牵引力。具体结构上，该驱动机构6包括驱动源及设于驱动源动力输出端的呈相对布置、且反向转动的两组皮带，输送料带夹持于形成在两组皮带之间的缝隙中，并随皮带的转动而输送至下游，其中驱动源可优选采用伺服电机。本实施例的驱动机构6通过采用皮带驱动方式，一方面能够起到更好的牵引力，以实现输送料带的顺利输送，另一方面可对输送料带提供柔性夹持力，从而在一定程度上能够有效保护极片单元。

作为本实施例的进一步改进，前述的皮带的有效长度大于极片单元长度的 3倍，也即是图2和图3中示出，距离M大于距离H的3倍。如此设置，以可保证在输送料带的输送过程中，与皮带连接的转辊始终能够夹持核心复合极片，从而可提供持续的稳定的夹持力。

在此需说明的是，前述的导料辊31可包括相对布置的、且转向相反的一对或多对转辊，当采用多对转辊时相邻每对转辊的轴线间距小于极片单元的长度，另外，导料辊31与热复合机构5之间的间距L，如图2中示出的，也即是距离热复合机构5最近的一对转辊轴线与热复合机构5中入料导向辊51轴线之间的距离小于极片单元的长度，从而在输送极片单元，尤其是位于隔膜下侧的极片单元的过程中，可有效防止极片单元的掉落，同时可有效避免上下两侧极片单元发生的相对位移，从而可保证核心复合极片的具有较好的对齐叠合度。

本实施例的保护膜放卷机构4分置于热复合机构5的两侧，该保护膜放卷机构4包括放卷导向辊41和张力控制机构42，在驱动机构6的牵引驱使下，保护膜料带40由保护膜放卷机构4经导料辊31输送、并随输送料带运行至热复合机构5内，从而可保证保护膜料带40的顺利输送。

而本实施例的保护膜收卷机构7，正如前文所述的，其设于驱动机构6的下游，并分置于复合极片单元100的输送平面的两侧，以可对预先铺设于输送料带上下两侧的保护膜料带40构成收卷。具体结构上，该保护膜收卷机构7 包括分置于驱动机构6上下两侧的第一组导向辊43，及与第一组导向辊43间距设置的、并分置于输送平面两侧的第二组导向辊44，经剥离出的保护膜料带 40可绕经第一组导向辊43或第二组导向辊44而被收卷至保护膜收卷机构7上，也即是在收卷时，根据实际需要，保护膜料带40可由图1中所示出的实线和虚线两种状态的位置择一进行收卷至保护膜收卷机构7上。作为保护膜收卷机构 7的进一步改进，于保护膜料带40收卷路径上设有张力控制机构42，从而可保证保护膜料带40的顺利收卷。

其中，需说明的是，本实施例的张力控制机构42，其具体可采用现有技术中的张紧机构，比如可为通过在转辊上设置弹簧以张紧保护膜料带40的手动调节张紧机构，或是采用气缸控制转辊以张紧保护膜料带40的自动张紧机构，其具体结构在此不再赘述。

本实施例中，如图1中所示，于驱动机构6的下游设有构成供复合极片单元100缠绕的缓存辊8，于缓存辊8的下游设有构成对复合极片单元100二次输送的驱动装置9，第二组导向辊44设于驱动装置9的下游，从而可对经驱动装置9输送过程中的复合极片单元100端面进行有效保护。其中，该驱动装置 9包括轴线间距设置且反向转动的主动辊和从动辊。该驱动装置9相较于上游的匀速运行的驱动机构6而言，其为间歇运行，从而便于对复合极片单元100 裁切并输送至下游的转塔机构11中，并经转塔机构11的运动及与机械手12的配合，使得复合极片单元100堆叠至叠片机构13上，当然在堆叠过程中可配合 Z型折叠式隔膜进行，从而可快速进行叠片。

在此需说明的是，第二组导向辊44除了设置在缓存辊8的下游，还可设置于缓存的上游。另外，本实施例的保护膜料带40优选为PET膜料带，其具有应用范围广且便于取材，当然亦可采用其他透明的非金属材质。

基于以上整体描述，本实施例叠片单元生产系统通过设置的保护膜放卷机构4和保护膜收卷机构7，可对极片单元的端面进行有效保护，从而可提高产品质量，另外，通过设置的第一组导向辊43和第二组导向辊44可实现保护膜料带40在不同位置进行收卷，从而在隔膜种类不同及隔膜与极片的粘合力不同的情况下，可选择其一一组导向辊进行收卷，进而可适用于不同规格不同种类的极片单元的生产，且具有较好的通用性，同时具有较好的使用效果。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠片单元生产系统，包括用于对极片单元和隔膜构成热压粘结的热复合机构(5)，其特征在于，所述叠片单元生产系统还包括：

保护膜放卷机构(4)，设于所述热复合机构(5)的上游，并分置于所述热复合机构(5)的两侧，因外力牵引驱使，缠绕于所述保护膜放卷机构(4)上的保护膜料带(40)可铺设于具有复合极片单元(100)的输送料带的上下两侧；

保护膜收卷机构(7)，分置于所述复合极片单元(100)的输送平面的两侧，以可对预先铺设于所述输送料带上下两侧的保护膜料带(40)构成收卷，所述保护膜收卷机构(7)包括呈间距设置的若干组导向辊，以可对所述保护膜料带(40)的至少两个位置构成择一收卷。

2.根据权利要求1所述的叠片单元生产系统，其特征在于：所述叠片单元生产系统还包括设于所述热复合机构(5)下游的以提供所述外力的驱动机构(6)。

3.根据权利要求2所述的叠片单元生产系统，其特征在于：所述保护膜收卷机构(7)包括分置于所述驱动机构(6)上下两侧的第一组导向辊(43)，及与所述第一组导向辊(43)间距设置的、并分置于所述输送平面两侧的第二组导向辊(44)，经剥离出的所述保护膜料带(40)可绕经所述第一组导向辊(43)或所述第二组导向辊(44)而被收卷至所述保护膜收卷机构(7)上。

4.根据权利要求3所述的叠片单元生产系统，其特征在于：于所述驱动机构(6)的下游设有构成供所述复合极片单元(100)缠绕的缓存辊(8)，于所述缓存辊(8)的下游设有构成对所述复合极片单元(100)二次输送的驱动装置(9)，所述第二组导向辊(44)设于所述驱动装置(9)的下游。

5.根据权利要求2所述的叠片单元生产系统，其特征在于：所述驱动机构(6)具有相对布置、且反向转动的两组皮带，所述输送料带夹持于形成在两组所述皮带之间的缝隙中，并随所述皮带的转动而输送至下游。

6.根据权利要求5所述的叠片单元生产系统，其特征在于：所述皮带的有效长度大于所述极片单元长度的3倍。

7.根据权利要求2所述的叠片单元生产系统，其特征在于：于所述热复合机构(5)的上游设有导料辊(31)，因所述驱动机构(6)的牵引，所述保护膜料带(40)由所述保护膜放卷机构(4)经所述导料辊(31)输送、并随所述输送料带运行至所述热复合机构(5)内，且所述导料辊(31)与所述热复合机构(5)之间的间距小于所述极片单元的长度。

8.根据权利要求7所述的叠片单元生产系统，其特征在于：所述热复合机构(5)包括位于上游的入料导向辊(51)及位于下游的压合辊(52)，所述入料导向辊(51)承接所述导料辊(31)输送的各所述极片单元。

9.根据权利要求1所述的叠片单元生产系统，其特征在于：于所述保护膜放卷机构(4)及所述保护膜收卷机构(7)上均设有张力控制机构(42)。

10.根据权利要求1至9中任一所述的叠片单元生产系统，其特征在于：所述复合极片单元(100)包括具有正极片单元(101)和一层隔膜粘合的正极复合极片，具有负极片单元(102)和一层隔膜粘合的负极复合极片，以及具有正极片单元(101)和负极片单元(102)对齐叠合并分设于所述隔膜上下两侧的核心复合极片，所述正极复合极片和若干个间距设置的所述核心复合极片，及所述负极复合极片依次间隔排列。

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