CN212848537U - 电芯制片卷绕一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种电芯制片卷绕一体机，包括：正极预处理部，包括依次布置的正极放料装置、一个裁断贴胶装置以及两个错位贴胶装置；负极预处理部，包括依次布置的负极放料装置、一个裁断贴胶装置以及一个错位贴胶装置；两组隔膜送料装置；以及卷绕装置，设置在正极预处理部、负极预处理部以及两组隔膜送料装置之间，经正极预处理部处理过的正极极片、经负极预处理部处理过的负极极片以及经两组隔膜送料装置处理过的隔膜按照预设顺序进入卷绕装置并卷绕形成电芯送出。本实用新型有效地解决了现有技术中极片料带需人工二次转移到卷绕机进行再次生产才能完成整个电芯的卷绕，自动化程度不高的问题。

Description

电芯制片卷绕一体机

技术领域

本实用新型涉及电芯生产设备技术领域，具体涉及一种电芯制片卷绕一体机。

背景技术

锂离子电池由于其具有能量高、使用寿命长、额定电压高、环保无污染等优点而被广泛应用。在锂离子电池的生产过程中，电芯的生产分为制片工序和卷绕工序，通过制片工序将极耳焊接在极片料带上，并对焊接极耳后的极片料带贴胶，然后通过卷绕工序将处理好的极片与隔膜进行卷绕。

现有技术中，制片工序和卷绕工序是分开进行的，即制片机和卷绕机为独立的两种设备，制片完后的极片料带需人工二次转移到卷绕机进行再次生产才能完成整个电芯的卷绕，自动化程度不是很高。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中极片料带需人工二次转移到卷绕机进行再次生产才能完成整个电芯的卷绕，自动化程度不高的问题。为解决上述问题，本实用新型提供了一种电芯制片卷绕一体机，包括：正极预处理部，包括依次布置的正极放料装置、一个裁断贴胶装置以及两个错位贴胶装置；负极预处理部，包括依次布置的负极放料装置、一个裁断贴胶装置以及一个错位贴胶装置；两组隔膜送料装置；以及卷绕装置，设置在正极预处理部、负极预处理部以及两组隔膜送料装置之间，经正极预处理部处理过的正极极片、经负极预处理部处理过的负极极片以及经两组隔膜送料装置处理过的隔膜按照预设顺序进入卷绕装置并卷绕形成电芯送出。

进一步地，错位贴胶装置包括相对设置的第一贴胶组件和第二贴胶组件，第一贴胶组件和第二贴胶组件能够从正极极片或负极极片的两侧贴附胶带。

进一步地，错位贴胶装置包括底板，第一贴胶组件固定设置在底板上，第二贴胶组件可移动地设置在底板上。

进一步地，电芯制片卷绕一体机还包括多个极耳平整装置，极耳平整装置设置在正极放料装置和裁断贴胶装置之间，和/或，极耳平整装置设置在负极放料装置和裁断贴胶装置之间。

进一步地，电芯制片卷绕一体机还包括多个极片检测装置，极片检测装置设置在正极预处理部中和/或负极预处理部中。

进一步地，极片检测装置包括托板、光罩以及摄像头，光罩安装在托板上，摄像头安装在光罩上。

进一步地，裁断贴胶装置包括贴胶底板，贴胶底板上安装有放胶带盘、开胶装置、拉胶装置、切胶装置、贴胶装置、极片切刀装置以及一个纠偏装置，裁断贴胶装置为上下对称结构。

进一步地，正极放料装置包括两个极片放卷装置和设置在两个极片放卷装置之间的自动接带装置，和/或，负极放料装置包括两个极片放卷装置和设置在两个极片放卷装置之间的自动接带装置。

进一步地，自动接带装置包括接带安装板，接带安装板上设置有相对设置的第一吸盘组件和第二吸盘组件，第一吸盘组件包括两个第一吸盘本体和接带切刀，接带切刀设置在两个第一吸盘本体之间，第二吸盘组件包括两个第二吸盘本体，两个第一吸盘本体和两个第二吸盘本体相对设置，吸盘本体可移动地设置在接带安装板上。

进一步地，卷绕装置包括支架和卷绕头，卷绕头可转动地设置在支架上，卷绕头具有三个工作位置，第一工位为卷绕工位，可进行受控的卷绕作业，对应本工位，设有一体化的送料装置和夹料装置，用以将经预处理的正极极片、负极极片以及隔膜的断头部送入卷绕工位，并在进行切断时夹住料带；第二工位为贴胶工位，对应本工位，设有切膜压膜装置、送胶带装置和贴终止胶装置，实现在卷绕后的电芯表面附着绝缘膜；第三工位为取料工位，设有取料装置，将到达此工位的成品取出使之脱离生产线。

实施本实用新型的实施例，将具有如下有益效果：

本实用新型的电芯制片卷绕一体机将正极极片和负极极片分别在正极预处理部和负极预处理部完成制片工序，再将预处理过的正极极片、负极极片以及经两组隔膜送料装置处理过的隔膜按照预设顺序进入卷绕装置，使其在卷绕装置中卷绕形成电芯送出。实现制片、卷绕一体化，采用自动化的方式进行整个电芯制造过程，实现整齐有序的卷绕程序，有效的提高了生产效率，节省人工费用。同时，由于整个制造过程由机器一体化完成，避免了人工介入操作产生的误差，使得电芯整齐度高，降低了电芯次品率。此外，本实用新型的电芯制片卷绕一体机采用裁断贴胶和错位贴胶相结合的方式，进一步提高了电芯成品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1示出了根据本实用新型的实施例的电芯制片卷绕一体机的结构示意图；

图2示出了图1的电芯制片卷绕一体机的错位贴胶装置的结构示意图；

图3示出了图1的电芯制片卷绕一体机的极片放卷装置的结构示意图；

图4示出了图1的电芯制片卷绕一体机的自动接带装置的结构示意图；

图5示出了图1的电芯制片卷绕一体机的裁断贴胶装置的结构示意图；

图6示出了图1的电芯制片卷绕一体机的错位贴胶装置的结构示意图；

图7示出了图1的电芯制片卷绕一体机的卷绕装置的结构示意图；

图8示出了图1的电芯制片卷绕一体机的极耳检测装置的结构示意图；以及

图9示出了图1的电芯制片卷绕一体机的工作流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以通过许多其他不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实施例的电芯制片卷绕一体机包括设置在面板900上的正极预处理部、负极预处理部、两组隔膜送料装置以及卷绕装置。其中，卷绕装置设置在面板900的中心位置，卷绕装置的左侧设置有正极预处理部，卷绕装置的右侧设置有负极预处理部，卷绕装置的上方和下方各设置有一组隔膜送料装置。正极预处理部包括依次布置的正极放料装置、一个裁断贴胶装置150以及两个错位贴胶装置160。负极预处理部包括依次布置的负极放料装置、一个裁断贴胶装置150以及一个错位贴胶装置160。经正极预处理部处理过的正极极片、经负极预处理部处理过的负极极片以及经两组隔膜送料装置处理过的隔膜按照预设顺序进入卷绕装置并卷绕形成电芯送出。

应用本实施例的技术方案，电芯制片卷绕一体机将正极极片和负极极片分别在正极预处理部以及负极预处理部完成制片工序，再将预处理过的正极极片、负极极片以及经两组隔膜送料装置处理过的隔膜按照预设顺序进入卷绕装置，使其在卷绕装置中卷绕形成电芯送出。实现制片、卷绕一体化，采用自动化的方式进行整个电芯制造过程，实现整齐有序的卷绕程序，有效的提高了生产效率，节省人工费用。同时，由于整个制造过程由机器一体化完成，避免了人工介入操作产生的误差，使得电芯整齐度高，降低了电芯次品率。此外，本实施例的电芯制片卷绕一体机采用裁断贴胶和错位贴胶相结合的方式，进一步提高了电芯成品的质量。

如图1所示，本实施例的正极放料装置和负极放料装置均包括两个极片放卷装置120a和设置在两个极片放卷装置120a之间的自动接带装置130，具体如图2所示，极片放卷装置120主要由放卷轴121，放卷安装板122，辊轮安装板123，驱动电机124，轴承座125，纠偏装置126组成。其中，轴承座125安装在面板900上，放卷轴121穿过轴承座125，放卷轴121上还安装了一个辊轮安装板123；放卷轴121的后面安装了一个放卷安装板122，放卷安装板122上连接了一个驱动电机124，驱动电机124用于驱动放卷轴121转动。放卷安装板122上还安装了一个纠偏装置126，用于纠正放卷轴121上的极片或隔膜的位置。具体的工作方法是，放卷轴121采用气涨轴，气涨轴涨紧将极片卷固定住。驱动电机124再驱动放卷轴121转动释放极片，纠偏装置126会在极片卷的释放过程中，将位置偏移的极片纠正。

隔膜送料装置与极片放卷装置结构基本相同，也主要由放卷轴、放卷安装板、辊轮安装板、驱动电机、轴承座以及纠偏装置组成。

如图3所示，本实施例的自动接带装置130包括接带安装板131，接带安装板131上设置有相对设置的第一吸盘组件133和第二吸盘组件132，第一吸盘组件133包括两个第一吸盘本体1332和接带切刀1331，接带切刀1331设置在两个第一吸盘本体1332之间，第二吸盘组件132包括两个第二吸盘本体1321，两个第一吸盘本体133和两个第二吸盘本体132相对设置，第一吸盘组件133和第二吸盘组件132上分别安装了备胶吸盘134，用于备好胶带，这些吸盘结构均通过气缸135可移动地设置在接带安装板131上。具体的工作方法是将一卷备用极片放置在第一吸盘组件133和第二吸盘组件132之间，当一卷极片快要用完时，第一吸盘组件133和第二吸盘组件132将两卷极片吸住，接带切刀1331再将极片都切断，备胶吸盘1323再用胶带将切断的两个极片粘贴起来，这便完成了接带动作，极片放卷装置120a通过自动接带机构130可以保证极片料带始终连续传输。

如图4所示，送焊极耳装置140设置在正极放料装置或负极放料装置下游，其安装底板141固定在面板900上，安装底板141上安装有安装支架142，安装支架142上安装了放极耳盘143，安装在安装支架142旁边的是冲孔装置144，安装在冲孔装置144旁边的一送极耳装置145，二送极耳装置146，安装在一送极耳装置145和二送极耳装置146旁边的是切极耳装置147，切极耳装置147旁边的是焊接极耳装置148。具体工作方法是极耳从放极耳盘143上放下来，经过冲孔装置144，再由一送极耳装置145送至切极耳装置147处，切极耳装置147将极耳切断，二送极耳装置146再将极耳送至焊接极耳装置148处，焊接极耳装置148再将极耳焊接到极片上。在极片料带的传输的过程中，多组送焊极耳装置140同时分别对极片料带焊接极耳，大大提高了电芯的生产效率。

如图5所示，裁断贴胶装置150包括贴胶底板151，贴胶底板151安装在面板900上，安装在胶带盘152旁边的是开胶装置153，安装在开胶装置153旁边的是拉胶装置154，拉胶装置154的上方安装了切胶装置155，安装在切胶装置155旁边的是贴胶装置156，贴胶装置156的旁边是极片切刀装置157，贴胶底板151的一侧还安装了一个纠偏装置158，可以纠正胶带贴在极片上的位置。整个裁断贴胶装置150为上下对称设置。具体工作方法是将胶带放在胶带盘152上，开胶装置153将胶带从胶带盘152拉出，拉胶装置154在把胶带拉至贴胶装置156处，切胶装置155再将胶带切断，切刀装置157切断极片，贴胶装置156上的吸盘吸住胶带，再通过气缸的推动将胶带贴在极片上。

如图6所示，本实施例的错位贴胶装置160包括相对设置的第一贴胶组件和第二贴胶组件，第一贴胶组件和第二贴胶组件能够从正极极片或负极极片的两侧贴附胶带。

具体地，错位贴胶装置160包括设置在面板900上的底板，第一贴胶组件和第二贴胶组件均包括贴胶底板161，贴胶底板161上安装放胶带盘162，开胶装置163安装在放胶带盘162的旁边，安装在开胶装置163旁边的是拉胶装置164，拉胶装置164的上方安装了切胶装置165，安装在切胶装置165旁的是贴胶装置166。贴胶底板161的一侧安装了一个纠偏装置168，可以纠正胶带贴在极片上的位置。第一贴胶组件的贴胶底板161固定设置在底板上，第二贴胶组件的贴胶底板161通过驱动装置167可移动地设置在底板上，以控制第二贴胶组件水平移动，使第二贴胶组件与第一贴胶组件错开。错位贴胶装置160具体的工作方法是先将胶带放到胶带盘162上，开胶装置163将胶带从胶带盘162拉出，拉胶装置164再将胶带拉至贴胶装置166处，切胶装置165将胶带切断，贴胶装置164吸住胶带，驱动电机167再驱动第二贴胶组件移动，使其与第一贴胶组件错开，在将胶带贴到极片上。

优选地，如图1所示，本实施例的正极预处理部中设有两个错位贴胶装置160，负极预处理部中设有一个错位贴胶装置160。

如图7所示，卷绕装置包括支架和卷绕头113，支架设置在面板900上，卷绕头113可转动地设置在支架上，卷绕头113具有三个工作位置，第一工位为卷绕工位，可进行受控的卷绕作业，对应本工位，设有一体化的送料装置111和夹料装置112，用以将经预处理的极片料带和隔膜料带的断头部送入卷绕工位，并在进行切断时夹住料带；第二工位为贴胶工位，对应本工位，设有切膜压膜装置114、送胶带装置117和贴终止胶装置115，实现在卷绕后的电芯表面附着绝缘膜；第三工位为取料工位，设有取料装置116，将到达此工位的成品取出使之脱离生产线。

贴终止胶装置115的下方安装了一个送胶带装置117，整个卷绕装置的传动方法采用三个齿轮同步连接。凸轮分割器上安装的第一齿轮连接安装在卷绕头113上的第二齿轮，第二齿轮连接安装在下料装置上的第三齿轮。这种传动方式使下料装置下料速度相对于以往单独工作的下料装置速度更快，生产效率提高。

如图1所示，本实施例的电芯制片卷绕一体机还包括多个极耳平整装置180，极耳平整装置180设置在正极放料装置和裁断贴胶装置150之间以及负极放料装置和裁断贴胶装置150之间。

如图1所示，本实施例的电芯制片卷绕一体机还包括多个极片检测装置170，极片检测装置170设置在正极预处理部及负极预处理部中。

具体地，如图8所示，本实施例的极片检测装置170包括托板171、光罩172以及摄像头173，托板171固定在面板900上，光罩172安装在托板171上，摄像头173安装在光罩172上。当极片经过托板171时，摄像头173检测极片的外观是否有缺陷，极耳是否焊接到位。

如图1所示，本实施例中还包括多个极片缓存装置220，多个极片牵引辊轮240，多个毛刷除尘装置190，多个张力摆臂装置210以及多个过程纠偏装置200。

如图9所示，本实施例的电芯制片卷绕一体机大致工作流程为：

极片从极片放卷装置120a的放卷轴121处放出，经过一个自动接带装置130，该装置的作用是可以在一卷极片用完后自动接上换至另一卷。

再经过张力摆臂装置210，张力摆臂用于控制放卷速度。

再经过一个过程纠偏装置200，过程纠偏的作用是在极耳焊接前将极片的位置纠正。

再经过毛刷除尘装置190，用于清除极片上的灰尘。

再经过送焊极耳装置140，极耳焊接的过程是通过放极耳盘143将极耳放下，一送极耳装置145将极耳送至切极耳装置147进行切极耳，然后二送极耳装置146再将剪切好的极耳送至焊接极耳装置处，再通过超声波焊机将极耳焊接到极片上。

极耳焊接完成后经过毛刷除尘装置190，用于清除焊接极耳后产生的一些灰尘。

再经过一个极片储料装置220到极耳裁断贴胶装置150。裁断贴胶的过程是当极片移动的指相应位置时。压极片轮先将极片压住，极片切刀装置157将极片切断，同时装置中的拉胶装置154将胶带拉出，切胶装置155再将胶带切断，贴胶装置156再将胶带贴到极片上，将切断的极片粘贴起来。

经过裁断贴胶，再经过一个储料装置220到错位贴胶装置160上。错位贴胶的工作过程是当极片移动时相应的位置时，该装置上的上半部分的第二贴胶组件会通过后面连接的错位驱动电机167会驱动这部分贴胶组件移动，将胶带贴到极片的相应位置上。这个贴胶位置会与下半部分的第一贴胶装置贴的位置错开。

经过裁错位贴胶后，再经过一个储料装置220，又到一个错位贴胶装置160上，该装置的工作原理和上一个错位贴胶装置160的一样。

经过二次错位贴胶后，再经过一个储料装置220，再经过一个张力摆臂装置210到极耳检测装置170处。该装置中装有摄像头173，可检测极片的表面是否完好，极耳是否焊接不到位等。该装置设有多个，可分别检测极片的正反面。

经过极片检测装置170，再经过一个测长轮230，该装置会根据上面安装的轮子转动的圈数计算极片的长度。

经过测长轮230，再经过一个过程纠偏装置200，该装置可以进行送料动作前将极片位置纠正。

经过过程纠偏装置200，到送料装置111，该装置将极片送入至卷绕区域的第一工位与隔膜一起进行产品卷绕。

卷绕完成后，卷绕头113转至第二工位贴胶。

贴完胶后工位转至第三工位，下料机械手将产品夹取并送到输送带上。

上述描述的是正极极片的送料流程，负极送料流程与正极基本一致，只是少了一道二次错位贴胶工序。

在送极片的过程中，送隔膜动作也是在同时进行。隔膜从隔膜放卷轴放出，经过张力摆臂到过程纠偏，再经过过程纠偏到测长轮，在送到卷绕区域与极片一起卷绕。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电芯制片卷绕一体机，其特征在于，包括：

正极预处理部，包括依次布置的正极放料装置、一个裁断贴胶装置以及两个错位贴胶装置；

负极预处理部，包括依次布置的负极放料装置、一个裁断贴胶装置以及一个错位贴胶装置；

两组隔膜送料装置；以及

卷绕装置，设置在所述正极预处理部、所述负极预处理部以及两组所述隔膜送料装置之间，经所述正极预处理部处理过的正极极片、经所述负极预处理部处理过的负极极片以及经两组所述隔膜送料装置处理过的隔膜按照预设顺序进入所述卷绕装置并卷绕形成电芯送出。

2.根据权利要求1所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述错位贴胶装置包括相对设置的第一贴胶组件和第二贴胶组件，所述第一贴胶组件和所述第二贴胶组件能够从所述正极极片或所述负极极片的两侧贴附胶带。

3.根据权利要求2所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述错位贴胶装置包括底板，所述第一贴胶组件固定设置在所述底板上，所述第二贴胶组件可移动地设置在所述底板上。

4.根据权利要求1所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述电芯制片卷绕一体机还包括多个极耳平整装置，所述极耳平整装置设置在所述正极放料装置和所述裁断贴胶装置之间，和/或，所述极耳平整装置设置在所述负极放料装置和所述裁断贴胶装置之间。

5.根据权利要求1所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述电芯制片卷绕一体机还包括多个极片检测装置，所述极片检测装置设置在所述正极预处理部中和/或所述负极预处理部中。

6.根据权利要求5所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述极片检测装置包括托板、光罩以及摄像头，所述光罩安装在所述托板上，所述摄像头安装在所述光罩上。

7.根据权利要求1所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述裁断贴胶装置包括贴胶底板，贴胶底板上安装有放胶带盘、开胶装置、拉胶装置、切胶装置、贴胶装置、极片切刀装置以及一个纠偏装置，所述裁断贴胶装置为上下对称结构。

8.根据权利要求1所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述正极放料装置包括两个极片放卷装置和设置在两个所述极片放卷装置之间的自动接带装置，和/或，所述负极放料装置包括两个极片放卷装置和设置在两个所述极片放卷装置之间的自动接带装置。

9.根据权利要求8所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述自动接带装置包括接带安装板，所述接带安装板上设置有相对设置的第一吸盘组件和第二吸盘组件，所述第一吸盘组件包括两个第一吸盘本体和接带切刀，所述接带切刀设置在两个所述第一吸盘本体之间，所述第二吸盘组件包括两个第二吸盘本体，两个所述第一吸盘本体和两个所述第二吸盘本体相对设置，所述吸盘本体可移动地设置在所述接带安装板上。

10.根据权利要求1所述的电芯制片卷绕一体机，其特征在于，所述卷绕装置包括支架和卷绕头，所述卷绕头可转动地设置在所述支架上，所述卷绕头具有三个工作位置，第一工位为卷绕工位，可进行受控的卷绕作业，对应本工位，设有一体化的送料装置和夹料装置，用以将经预处理的正极极片、负极极片以及隔膜的断头部送入所述卷绕工位，并在进行切断时夹住料带；第二工位为贴胶工位，对应本工位，设有切膜压膜装置、送胶带装置和贴终止胶装置，实现在卷绕后的电芯表面附着绝缘膜；第三工位为取料工位，设有取料装置，将到达此工位的成品取出使之脱离生产线。

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