CN216389498U - 一种叠片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叠片装置，属于锂电池加工设备领域，其包括极片送料机构、摆臂机构、隔膜送料机构、搬运夹爪和叠片机构，通过将隔膜以幅面竖直的形式水平送料，再通过两侧摆臂机构吸附电极片后的摆臂转动，可以实现两电极片在隔膜两侧的对位贴片，完成电芯单元的制作和电芯单元的叠片。本实用新型的叠片装置，其结构简单，设置简便，能准确实现隔膜、电极片的送料、贴片和叠片过程，简化电极片的贴片作业过程，提升隔膜两侧电极片贴片作业和电极片叠片作业的精度和效率，降低电极片叠片作业的成本，提升锂电池制备的效率和经济性，具有较好地实用价值和推广价值。

Description

一种叠片装置

技术领域

本实用新型属于锂电池加工设备领域，具体涉及一种叠片装置。

背景技术

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，因其具备高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多等优点，已广泛应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域，并成为高新技术发展的重点之一。

锂离子电池的电芯一般为层叠式，即由正极片、隔膜、负极片层叠设置，而在锂电池的制造过程中，往往需要先分别将电池的正极片和负极片裁切出所需的长度，然后再对电池极片进行叠片工艺，且上述工艺通常通过叠片装置来实现。

目前，针对极片的叠片一般采用Z型叠片的方式，即将负极片、隔膜和正极片自下而上逐片Z型叠片，这种叠片方式虽然能够在一定程度上满足极片的叠片需求。不过，在上述Z型叠片过程中，由于负极片和正极片需要以明确的先后顺序上料至叠片组件，控制过程繁琐，导致叠片过程的速度慢，效率低，一定程度上影响了电芯的叠片效率和电池的制造效率。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种叠片装置，能有效实现正极片与负极片在隔膜两侧的准确贴片，并快速完成贴片后电芯单元在叠片台上的叠片作业，保证叠片作业过程的连续性和准确性，提升叠片作业的效率，降低锂电池加工的成本。

为实现上述目的，本实用新型提供一种叠片装置，其包括摆臂机构、极片送料机构、隔膜送料机构、搬运夹爪和叠片机构；

所述隔膜送料机构与所述叠片机构间隔设置，用于隔膜在两者之间的水平送料并保持该隔膜的幅面沿竖向设置；

所述极片送料机构包括分设于所述隔膜两侧的两个极片送料单元，分别用于正极片和负极片的水平送料；

所述摆臂机构为分设于所述隔膜两侧的两个；两所述摆臂机构分别与两极片送料单元一一对应设置，用于将两极片送料单元上的电极片经转动送料至所述隔膜的两侧并完成同步贴片作业；

所述搬运夹爪包括至少一个夹爪单元；所述夹爪单元包括分设于所述隔膜两侧的两个夹爪，用于将完成贴片的正极片和负极片夹持在隔膜的两侧，并将其夹持送料至所述叠片机构；

所述叠片机构包括叠片台和成对设置于该叠片台一侧的侧压刀；所述叠片台的端面平行于所述隔膜的幅面；两所述侧压刀设置在该叠片台靠近所述搬运夹爪的一侧，用于将完成贴片的电芯单元压持在叠片台上并为所述隔膜的弯折限位。

作为本实用新型的进一步改进，所述摆臂机构包括摆臂；

所述摆臂的一端转动连接在对应极片送料单元的上方，其另一端依次设置有气缸和吸盘；

所述气缸连接在摆臂的端部，其输出轴轴线平行于所述摆臂的轴线，且所述吸盘连接在该输出轴上，并使得所述吸盘可在摆臂的转动下分别对正所述隔膜的幅面和所述极片送料单元上的电极片。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹爪单元为间隔设置的四组，分别用于电芯单元四角处的夹持。

作为本实用新型的进一步改进，所述叠片机构还包括压板，所述压板可相对所述叠片台运动，用于抵接叠片台上最外侧电芯单元的中部并将各电芯单元压紧在叠片台上。

作为本实用新型的进一步改进，两极片送料单元在所述隔膜的两侧对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述极片送料机构上所述正极片与所述负极片的极耳相互背离设置，使得所述正极片与所述负极片在所述隔膜上贴片时两极耳位于同侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述摆臂背离所述气缸的一端设置有传动轴和驱动单元；

所述传动轴的一端连接所述摆臂，另一端通过转接件连接在驱动单元的输出轴上。

作为本实用新型的进一步改进，所述传动轴的轴线平行于所述极片送料机构的送料方向。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔膜送料机构包括至少一个过辊；所述过辊的轴线垂直于所述极片送料机构上电极片所在的平面。

作为本实用新型的进一步改进，所述极片送料机构为传送带组件。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本实用新型的叠片装置，其包括极片送料机构、摆臂机构、隔膜送料机构、搬运夹爪和叠片机构，通过将隔膜以幅面竖直的形式水平送料，再通过两侧摆臂机构吸附电极片后的摆臂转动，可以实现两电极片在隔膜两侧的对位贴片，完成电芯单元的制作和电芯单元的叠片，提升电极片叠片作业的准确性和效率，降低叠片作业的成本和锂电池的制备成本。

(2)本实用新型的叠片装置，其通过将极片送料机构设置为分设于隔膜幅面两侧下方的两个单元，利用两单元的对称设置以及电极片极耳在两单元上的相互背离设置，可以使得正极片与负极片在完成吸附贴片后，两电极片的极耳分布在同侧，简化了两电极片的上料贴片过程，确保电极片贴片时无需对电极片进行额外的转动定位过程，提升了电极片贴片的效率和精度。

(3)本实用新型的叠片装置，其通过多个夹爪单元的对应设置，可以实现隔膜两侧完成电极片贴片后的可靠夹持，并实现电芯单元的快速搬运以及电芯单元叠片作业时对叠片台上既有电芯单元的压持，为侧压刀的抽离换位提供了保证，确保了电芯单元在叠片台上的叠片可靠性；此外，通过压板的对应设置，可以进一步保证叠片台上电芯单元的叠片可靠性，避免电芯单元的分离、掉落。

(4)本实用新型的叠片装置，其结构简单，设置简便，能准确实现隔膜、电极片的送料、贴片和叠片过程，简化电极片的贴片作业过程，提升隔膜两侧电极片贴片作业和电极片叠片作业的精度和效率，降低电极片叠片作业的成本，提升锂电池制备的效率和经济性，具有较好地实用价值和推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例中叠片装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中叠片装置的结构侧视图；

图3是本实用新型实施例中叠片装置的结构俯视图；

图4是本实用新型实施例中叠片装置的摆臂机构的结构示意图；

图5～图10是本实用新型实施例中叠片装置的叠片过程示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、摆臂机构；2、极片送料机构；3、电极片；4、隔膜；5、隔膜送料机构；6、搬运夹爪；7、叠片机构；

101、摆臂；102、气缸安装板；103、气缸；104、吸盘安装板；105、吸盘；106、传动轴；107、固定件；108、转接件；109、驱动单元；301、正极片；302、负极片；501、过辊；701、叠片台；702、侧压刀；703、压板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～图4，本实用新型优选实施例中的叠片装置包括极片送料机构2和隔膜送料机构5，前者用于电极片3的送料，后者用于隔膜4的送料，再通过对应极片送料机构2设置摆臂机构1，实现电极片3在隔膜4上的贴片作业。相应地，通过对应隔膜4设置搬运夹爪6和叠片机构7，利用搬运夹爪6将贴片后的隔膜4夹取送料到叠片机构7，从而完成电极片3的叠片过程。

具体而言，优选实施例中的隔膜4通过隔膜送料机构5进行水平送料，并保持隔膜4的幅面为竖向状态，如图1中所示。在优选实施例中，隔膜4的送料通过过辊501来实现，该过辊501沿竖向设置，通过其不断转动进行隔膜4的连续送料。

同时，优选实施例中的极片送料机构2包括分设于隔膜4两侧的极片送料单元，分别用于正极片301和负极片302在隔膜4两侧的水平送料，两个极片送料单元优选对称设置，并进一步优选为传送带组件，通过将待贴片的电极片3依次平铺在传送带组件上进行连续送料，如图3中所示。

由于电极片3在隔膜4上贴片作业时需要保持正极片301与负极片302的“极耳”处于同侧并相互连通，因此，在通过两极片送料单元进行正极片301与负极片302的送料时，极片送料单元上两种电极片3的极耳优选分别位于背离另一种极片的一侧，即两种电极片3对称设置，如图3中所示。如此，在进行两种电极片3的吸附旋转贴片时，无需针对电极片3的方向进行额外的旋转作业，以此可以充分简化两种电极片3的送料贴片过程。

如图2中所示，优选实施例中的摆臂机构1为分设于隔膜4两侧的两个，两摆臂机构1对称设置，分别用于正极片301和负极片302在隔膜4两侧相对的吸附贴片作业。相应地，两摆臂机构1分别对应两极片送料单元设置，分别用于将极片送料单元上传送的电极片3吸附送料到隔膜4的幅面上。

实际设置时，两摆臂机构1分别设置在极片送料单元的正上方，进一步具体在极片送料单元上传送的电极片3的正上方。通过摆臂机构1在竖直状态下吸附电极片3，并在旋转90°后使得电极片3正对隔膜4待贴片的位置，继而再通过两摆臂机构1带动电极片3进行水平运动，完成电极片3在隔膜4幅面上的贴片。

更详细地，优选实施例中的摆臂机构1如图4中所示，其包括呈杆状的摆臂101，其一端与传动轴106连接，并可在传动轴106的带动下进行转动；其另一端的端部设置有气缸103，该气缸103通过气缸安装板102连接在摆臂101的端部，并使得气缸103的输出轴伸缩方向平行于摆臂101的轴向。相应地，在气缸103的输出轴端部设置有吸盘安装板104，并在该吸盘安装板104上设置有吸盘105，以其实现电极片3的吸附送料。此外，对应传动轴106还设置有驱动单元109，其通过固定件107固定在相应的机架上，且其输出轴通过转接件108与传动轴106背离摆臂101的端部相连，使得驱动单元109可以对应驱动摆臂101转动。

实际设置时，传动轴106的轴线优选平行于极片送料单元上电极片3的送料方向，如图3中所示，使得摆臂101可以通过转动分别实现与隔膜4、电极片3的对正。

进一步地，优选实施例中对应完成贴片的隔膜4设置有搬运夹爪6，其包括多对夹手，每对夹手包括分设于隔膜4两侧的两个夹手，通过两夹手的匹配夹持，可以实现对隔膜4以及其两侧电极片3的夹持，并在夹持后对应搬运到叠片机构7处。优选地，搬运夹爪6包括四对夹手，即隔膜4上方的两对和隔膜4下方的两对，分别对应于隔膜4两侧两个电极片3四角的夹持，确保贴片后、叠片前搬运的准确性。

相应地，优选实施例中的叠片机构7如图3中所示，其包括沿竖向设置的叠片台701，该叠片台701的叠片端面沿竖向设置，并平行于隔膜4的幅面。在实际叠片作业时，隔膜4的端部优选固定在叠片台701的端面上，并对应叠片台701的叠片端面设置有侧压刀702和压板703。

其中，侧压刀702为上下间隔设置的两个，两侧压刀702分别为沿竖向设置的薄板结构，用于压住叠片台701上完成贴片的电芯单元(包括中部的隔膜4和分设于隔膜4两侧的两个电极片3)上下两侧，并为搬运夹爪6搬运电芯单元时隔膜4的弯折定位。同时，压板703正对叠片台701的中部设置，其可相对叠片台701往复运动，用于将依次层叠设置的电芯单元抵紧压在叠片台701上。

在实际作业时，利用上述叠片装置进行极片的叠片作业过程如图5～图10中所示，依次包括如下过程：

(1)摆臂机构1中的摆臂101处于竖直状态，其吸盘105在竖向上与极片送料机构2上的电极片3对正，两者间隔一定距离，即其中一个吸盘105竖向间隔对正正极片301，另一个竖向间隔对正负极片302，如图5中所示。

(2)控制两气缸103的输出轴伸长，使得两吸盘105对应抵接各电极片3，如图6中所示。

(3)控制两气缸103的输出轴收缩，使得两吸盘105将对应电极片3吸附，并抬升远离极片送料机构2上的物料槽，如图7中所示。需要说明的是，在进行上述抬升过程时，电极片3的抬升高度应当保证摆臂机构1进行后续旋转时不与极片送料机构2发生干涉。

(4)控制两摆臂机构1分别转向中间的隔膜4，使得两电极片3对正分设于隔膜4的两侧，此时，两电极片3分别与隔膜4间隔一定的距离，以此确保隔膜4的设置位置不与摆臂机构1的转动发生相对干涉，如图8中所示。

(5)控制两摆臂机构1上的气缸103分别伸长，使得正极片301和负极片302同时贴合在隔膜4的幅面两侧，且两电极片3分别正对设置，如图9中所示。

此后，控制搬运夹爪6夹持两电极片3的四角处(图9中未示出)，便可完成两电极片3在隔膜4两侧端面上的贴设。

(6)控制两摆臂机构1的气缸103缩回，并转动回初始位置，此时，两吸盘105又一次与两极片送料机构2上的电极片3竖向对正并间隔一定距离，如图10中所示。

(7)控制搬运夹爪6将贴片后的电芯单元送料至叠片机构7，此过程中，先控制压板703解除对叠片台701上物料的压持，此时叠片台701上依次层叠的电芯单元由两侧压刀702压持；同时，通过两侧压刀702在靠近搬运夹爪6一侧的对应设置，为隔膜4的边缘弯折导向，使得隔膜4可在叠片台701上以“S形”依次延伸，且各电极片3之间、各电芯单元之间分别以隔膜4隔开。

待搬运夹爪6将电芯单元搬运到叠片台701上时，由靠近叠片台701一侧的夹爪将叠片台701上的电芯单元压紧，两侧压刀702分别抽离并压紧在最外侧的电芯单元表面；在此之后，搬运夹爪6可对应复位，压板703继续将电芯单元压紧在叠片台701上。

本实用新型中的叠片装置，其结构简单，设置简便，能准确实现隔膜、电极片的送料、贴片和叠片过程，简化电极片的贴片作业过程，提升隔膜两侧电极片贴片作业和电极片叠片作业的精度和效率，降低电极片叠片作业的成本，提升锂电池制备的效率和经济性，具有较好地实用价值和推广价值。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠片装置，其特征在于，包括摆臂机构、极片送料机构、隔膜送料机构、搬运夹爪和叠片机构；

所述隔膜送料机构与所述叠片机构间隔设置，用于隔膜在两者之间的水平送料并保持该隔膜的幅面沿竖向设置；

所述极片送料机构包括分设于所述隔膜两侧的两个极片送料单元，分别用于正极片和负极片的水平送料；

所述摆臂机构为分设于所述隔膜两侧的两个；两所述摆臂机构分别与两极片送料单元一一对应设置，用于将两极片送料单元上的电极片经转动送料至所述隔膜的两侧并完成同步贴片作业；

所述搬运夹爪包括至少一个夹爪单元；所述夹爪单元包括分设于所述隔膜两侧的两个夹爪，用于将完成贴片的正极片和负极片夹持在隔膜的两侧，并将其夹持送料至所述叠片机构；

所述叠片机构包括叠片台和成对设置于该叠片台一侧的侧压刀；所述叠片台的端面平行于所述隔膜的幅面；两所述侧压刀设置在该叠片台靠近所述搬运夹爪的一侧，用于将完成贴片的电芯单元压持在叠片台上并为所述隔膜的弯折限位。

2.根据权利要求1所述的叠片装置，其中，所述摆臂机构包括摆臂；

所述摆臂的一端转动连接在对应极片送料单元的上方，其另一端依次设置有气缸和吸盘；

所述气缸连接在摆臂的端部，其输出轴轴线平行于所述摆臂的轴线，且所述吸盘连接在该输出轴上，并使得所述吸盘可在摆臂的转动下分别对正所述隔膜的幅面和所述极片送料单元上的电极片。

3.根据权利要求2所述的叠片装置，其中，所述夹爪单元为间隔设置的四组，分别用于电芯单元四角处的夹持。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的叠片装置，其中，所述叠片机构还包括压板，所述压板可相对所述叠片台运动，用于抵接叠片台上最外侧电芯单元的中部并将各电芯单元压紧在叠片台上。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的叠片装置，其中，两极片送料单元在所述隔膜的两侧对称设置。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的叠片装置，其中，所述极片送料机构上所述正极片与所述负极片的极耳相互背离设置，使得所述正极片与所述负极片在所述隔膜上贴片时两极耳位于同侧。

7.根据权利要求2所述的叠片装置，其中，所述摆臂背离所述气缸的一端设置有传动轴和驱动单元；

所述传动轴的一端连接所述摆臂，另一端通过转接件连接在驱动单元的输出轴上。

8.根据权利要求7所述的叠片装置，其中，所述传动轴的轴线平行于所述极片送料机构的送料方向。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的叠片装置，其中，所述隔膜送料机构包括至少一个过辊；所述过辊的轴线垂直于所述极片送料机构上电极片所在的平面。

10.根据权利要求1～3、7、8中任一项所述的叠片装置，其中，所述极片送料机构为传送带组件。

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