CN216720031U - 叠片装置及锂电池生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种叠片装置及锂电池生产设备，叠片装置包括拉膜机构及上料机构。拉膜机构包括分布于隔膜相对两侧的多个第一吸附板及多个第二吸附板，多个第一吸附板及多个第二吸附板能够分别吸附隔膜相对两侧的表面并背向移动，从而将隔膜弯折成具有多个V形槽的曲线结构。如此，上料机构便可将多个极片同时插入对应的多个V形槽内，并通过使多个第一吸附板及多个第二吸附板沿第一方向靠拢，将多个极片夹持于隔膜内并得到叠片组件，从而大大提升叠片效率。而且，第一吸附板及第二吸附板均位于叠片组件的外侧，故在叠片组件成型后还能够方便拉膜机构退出。

Description

叠片装置及锂电池生产设备

技术领域

本实用新型涉及机械自动化技术领域，特别涉及一种叠片装置及锂电池生产设备。

背景技术

在锂电池等产品的生产加工过程中，通常需要进行叠片操作。譬如，锂电池的生产就需要先将正负极的极片与隔膜配合进行叠片，以制得到裸电芯；再经过压合、封装等操作才能制得完整的电池。目前，锂电池多采用“Z”型叠片方式进行裸电芯的制备。进行叠片时，通过机械手或其他转运装置每次只放置一张或两张极片到叠片台。如此，将导致叠片效率较低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升叠片效率的叠片装置及锂电池生产设备。

一种叠片装置，包括：

拉膜机构，包括多个第一吸附板及多个第二吸附板，多个所述第一吸附板设置于隔膜的一侧，多个所述第二吸附板设置于所述隔膜的另一侧，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板均沿第一方向排列，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板能够分别吸附所述隔膜相对两侧的表面并背向移动，以将所述隔膜弯折成具有多个V形槽的曲线结构，且相邻两个所述V形槽的开口方向相反；及

上料机构，包括多个送片结构，多个所述送片结构能够将多个极片分别送入多个所述V形槽内；

其中，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板能够沿所述第一方向靠拢，以将多个所述极片夹持于所述隔膜内并得到叠片组件。

在其中一个实施例中，所述第一吸附板及所述第二吸附板的吸附面均开设有多个吸附孔，所述吸附孔能够与负压装置连通以在所述吸附面上形成负压。

在其中一个实施例中，所述第一吸附板能够朝所吸附的所述隔膜进行弯折，并将送入所述V形槽的所述极片夹紧；所述第二吸附板能够朝所吸附的所述隔膜进行弯折，并将送入所述V形槽的所述极片夹紧。

在其中一个实施例中，所述第一吸附板包括两个第一子板及连接两个第一子板的第一转轴，两个所述第一子板能够绕所述第一转轴至相互平行或呈夹角；所述第二吸附板包括两个第二子板及连接两个第二子板的第二转轴，两个所述第二子板能够绕所述第二转轴至相互平行或呈夹角。

在其中一个实施例中，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板与同一个驱动结构传动连接，并能够在所述驱动结构的驱动下反向移动，以使所述隔膜弯折成所述曲线结构。

在其中一个实施例中，每个所述送片结构包括机械手及能够吸取所述极片的吸盘，所述机械手能够带动所述吸盘将所吸取的极片送入所述V形槽内。

在其中一个实施例中，吸附于所述吸盘的所述极片伸出于所述吸盘的前端，且所述吸盘前端的边缘形成圆角。

在其中一个实施例中，还包括供料机构，所述供料机构包括放卷结构、纠偏结构及张力控制结构，所述隔膜由所述放卷结构放卷，并在依次经过所述纠偏结构及所述张力控制结构后穿过多个所述第一吸附板与多个所述第二吸附板之间。

在其中一个实施例中，还包括抵压机构，所述抵压机构能够对所述叠片组件进行压合，以将所述极片与所述隔膜压紧。

一种锂电池生产设备，包括如上述优选实施例中任一项所述的叠片装置，所述极片包括正极极片及负极极片，且相邻两个所述V形槽内的所述极片的极性相反。

上述叠片装置及锂电池生产设备，多个第一吸附板及多个第二吸附板能够分别吸附隔膜相对两侧的表面并背向移动，从而将隔膜弯折成具有多个V形槽的曲线结构。如此，上料机构便可将多个极片同时插入对应的多个V形槽内，并通过使多个第一吸附板及多个第二吸附板沿第一方向靠拢，将多个极片夹持于隔膜内并得到叠片组件，从而大大提升叠片效率。而且，第一吸附板及第二吸附板均位于叠片组件的外侧，故在叠片组件成型后还能够方便拉膜机构退出。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

图1为本实用新型较佳实施例中叠片装置处于第一工作状态的示意图；

图2为图1所示叠片装置处于第二工作状态的示意图；

图3为图1所示叠片装置处于第三工作状态的示意图；

图4为图1所示叠片装置所制得的叠片组件的示意图；

图5为本实用新型另一个实施例中叠片装置的示意图；

图6为图5所示叠片装置所制得的叠片组件的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图3，本实用新型较佳实施例中的叠片装置10包括供料机构100、拉膜机构及上料机构。

供料机构100包括放卷结构、纠偏结构及张力控制结构。其中，隔膜20由放卷结构进行放卷，并依次经过纠偏结构及张力控制结构。隔膜20以卷料的形式被存储于放卷结构，纠偏结构对放卷出来的隔膜20进行纠偏，而张力控制结构使隔膜20能够始终保持预设的张力而张紧。

需要指出的是，在其他实施例中，供料机构100还能够被省略，也可由其他设备的输出端直接提供隔膜20。

拉膜机构位于供料机构100的下游，能够对供料机构100放卷的隔膜20进行吸附并牵引，从而使隔膜20发生弯折。其中，拉膜机构包括多个第一吸附板210及多个第二吸附板220，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220分别位于供料机构100提供的隔膜20的两侧。如图1所示，本实施例中位于隔膜20左侧的为第一吸附板210，位于隔膜20右侧的为第二吸附板220。第一吸附板210可与第二吸附板220的结构相同，且均具有能够吸附隔膜20表面的吸附面。

第一吸附板210及第二吸附板220均可以由陶瓷、塑料、玻璃等材质成型。为了避免损伤隔膜20，第一吸附板210及第二吸附板220的吸附面上还可设置由橡胶、硅胶、泡沫等弹性材料成型的柔性垫层。

具体在本实施例中，第一吸附板210及第二吸附板220的吸附面均开设有多个吸附孔，吸附孔能够与负压装置连通以在吸附面上形成负压。如此，第一吸附板210及第二吸附板220便能够通过负压吸附隔膜20。通过控制真空度，能够对吸附面的吸附力进行比较精确的控制。显然，在其他实施例中，第一吸附板210及第二吸附板220也可通过静电吸附对隔膜20进行吸附。

多个第一吸附板210及多个第二吸附板220均沿第一方向排列。其中，第一方向指的是隔膜20的延伸方向，也即图1所示的上下方向。而且，第一吸附板210与第二吸附板220交替排列。在第一方向上，相邻两个第二吸附板220穿插一个第一吸附板210，而相邻两个第一吸附板210之间则穿插一个第二吸附板220。

进一步的，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220能够分别吸附隔膜20相对两侧的表面并背向移动，以将隔膜20弯折成具有多个V形槽的曲线结构，且相邻两个V形槽的开口方向相反。

如图1所示，多个第一吸附板210能够吸附隔膜20左侧的表面并向左移动，而多个第二吸附板220能够吸附隔膜20右侧的表面并向右移动。如此，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220配合，能够一次使隔膜20形成多个V形槽，实现对隔膜20进行Z形折叠。

具体在本实施例中，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220与同一个驱动结构传动连接，并能够在该驱动结构的驱动下反向移动，以使隔膜20弯折成曲线结构。如此，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220在带动隔膜20弯折时的同步性更好。

显然，在其他实施例中，针对第一吸附板210及第二吸附板220的驱动方式也可存在区别。譬如，每个第一吸附板210及每个第二吸附板220均可由单独的驱动机构进行驱动；或者，多个第一吸附板210由一个驱动机构驱动，而多个第二吸附板220则由另一个驱动机构驱动。

上料机构包括多个送片结构，多个送片结构能够将多个极片30分别送入多个V形槽内。多个送片结构也可设置成两组，且分别位于隔膜20的相对两侧。以图1为例，其中一组送片结构能够将极片送入开口向左的V形槽内，而另一组送片结构能够将极片送入开口向右的V形槽内。

在叠片装置100能够应用于锂电池的制备，此时，极片30分为正极极片及负极极片两种类型。位于隔膜20的相对两侧的两组送片结构能够分别进行正极极片及负极极片的送片操作。

上料机构可以一次上料部分极片30并上料多次，可以正极极片、负极极片同时上料，也可以正极极片及负极极片分开上料。具体在本实施例中，多个送片结构能够同步动作。也就是说，多个送片结构能够将多个极片30同时送入多个V形槽内，上料机构一次上料全部极片30，从而使得效率进一步提升。

送片结构可采用导轨或机械臂进行驱动，也可通过吸附、夹取的方式实现极片30的拾取。在本实施例中，每个送片结构包括机械手(图未示)及能够吸取极片30的吸盘310，机械手能够带动吸盘310将所吸取的极片30送入V形槽内。机械手的自由度较多，方便吸盘310获极片30并将极片30送入对应的V形槽内。而且，吸盘310通过吸附作用拾取极片30，且与极片30的接触面积较大，能够有效地避免损伤极片30。

上料机构一般还包括极片放置结构及极片定位机构。极片放置结构能够将极片30放置于指定位置，并由极片定位机构对极片30的方位进行调整。调整后的极片30由吸盘310吸取，从而能够使极片30以预设的角度进入对应的V形槽内。

进一步的，在本实施例中，吸附于吸盘310的极片30伸出于吸盘310的前端，且吸盘310前端的边缘形成圆角。吸盘310的前端，指的是吸盘310更靠近V形槽底部的一端。譬如，位于隔膜左侧的送片结构从左向右将极片30送入V形槽内，则该送片结构中吸盘310的前端指的是右端。反之，吸盘310的前端则指的是左端。

由于极片30伸出于吸盘310的前端，故极片30局部悬空，从更方便极片30从吸板310被转移至V形槽内。而将吸盘310前端的边缘设置成圆角，则能够有效地避免吸盘310的边缘对极片30或隔膜20的表面造成损伤。

其中，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220能够沿第一方向靠拢，以将多个极片30夹持于隔膜20内并得到叠片组件。多个第一吸附板210及多个第二吸附板220靠拢，可使每个V形槽的两个内壁相互靠拢，并最终将极片30夹持于对应的V形槽的两个内壁之间。此时，多个极片30相互层叠，且相邻两个极片30之间夹持有隔膜20，从而组成叠片组件。

本实施例中的第一吸附板210与第二吸附板220均为两个，当拉膜机构启动后，第一吸附板210与第二吸附板220配合，能够将隔膜20一次性弯折形成四个V形槽，向每个V形槽内插入极片30并压合后，便可得到如图4所示的叠片组件。在应用于锂电池的制备时，极片30包括两个正极极片及两个负极极片，叠片组件即为裸电芯。

显然，根据实际生产需要，第一吸附板210及第二吸附板220的数量可对应调整。如图5及图6所示，第一吸附板210为四个，而第二吸附板220为三个。拉膜机构启动，可一次形成五个V形槽，故在最终得到的电芯中将包含五个极片30。

上料机构可将多个极片30同时插入对应的多个V形槽内，从而大大提升叠片效率。而且，拉膜结构通过第一吸附板210及第二吸附板220对隔膜20施加拉力，其吸附面与隔膜20的接触面积大，能够防止撕破隔膜20。叠片完成后，第一吸附板210及第二吸附板220均位于电芯的外侧。在退出拉膜机构时，可通过破真空等操作消除第一吸附板210及第二吸附板220吸附面的吸附力，故电芯与第一吸附板210及第二吸附板220之间的相互作用力较小，从而能够避免拉膜机构退出时对电芯造成损伤。

请再次参阅图2，在本实施例中，第一吸附板210能够朝所吸附的隔膜20进行弯折，第二吸附板220能够朝所吸附的隔膜20进行弯折。

也就是说，第一吸附板210及第二吸附板220均能朝各自的吸附面的一侧进行弯折。随着第一吸附板210及第二吸附板220弯折，隔膜20与吸附面接触的部分也可被折叠。如此，能够避免电芯成型后其边缘出现多余的隔膜20。

第一吸附板210及第二吸附板220的中部均可设置转轴、合页等结构，以使第一吸附板210及第二吸附板220能够进行弯折。具体在本实施例中，第一吸附板120包括两个第一子板及连接两个第一子板的第一转轴，两个第一子板能够绕第一转轴至相互平行或呈夹角；第二吸附板120包括两个第二子板及连接两个第二子板的第二转轴，两个第二子板能够绕第二转轴至相互平行或呈夹角。

在吸附隔膜20时，两个第一子板及两个第二子板均转动至相互平行，从而使得吸附面能够与隔膜20表面良好接触。而且，两个第一子板之间的夹角及两个第二子板之间的夹角可以任意调整。在带动隔膜20弯折时，两个第一子板及两个第二子板均可先弯折呈第一夹角；而在送片结构将极片30送入V形槽时，两个第一子板及两个第二子板可进一步弯折至呈第二夹角，从而将极片30夹住。两个第一子板可与驱动件传动连接，并在驱动件的带动下相对于彼此旋转，以使两者之间呈第一夹角或第二夹角。同样的，两个第二子板可与驱动件传动连接，并在驱动件的带动下实现夹角调节。

由于极片30在被送入V形槽后可由弯折的第一吸附板210及第二吸附板220进行夹紧定位。因此，当极片30被第一吸附板210或第二吸附板220夹住后，送片结构便可从V形槽内退出。这样，可避免电芯成型之后再抽出送片结构，从而有效地避免了对电芯的堆叠精度造成破坏。

此外，在本实施例中，叠片装置100还包括抵压机构(图未示)，抵压机构能够对电芯进行压合，以将极片30与隔膜20压紧。电芯形成后比较松散，抵压机构能够进一步将电芯压紧，以避免在向下一道工序转移的过程中造成极片30相对位置的变化。抵压机构可以采用两个能够沿第一方向，即图1所示上下方向相对设置的两个压板。

下面结合图1至图4，简要描述叠片装置10的工作过程：

供料机构100放卷隔膜20，并使隔膜20穿过多个第一吸附板210及多个第二吸附板220之间；拉膜机构启动工作，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220分别吸附隔膜20相对两侧的表面并背向移动。同时，第一吸附板210及多个第二吸附板220弯折至第一夹角，从而将隔膜20弯折成锯齿状并得到多个V形槽；送片结构将多个极片30分别送入多个V形槽内，第一吸附板210及第二吸附板220继续弯折至第二夹角以将送入每个V形槽的极片30分别夹紧，且送片结构退出；拉膜机构使多个第一吸附板及多个第二吸附板沿第一方向靠拢，从而得到电芯；拉膜机构退出，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220恢复至初始位置；抵压机构对电芯进行进一步的压合。

此外，本实用新型还提供一种锂电池生产设备。其中，锂电池生产设备包括如叠片装置100。其中，极片包括正极极片及负极极片，且相邻两个V形槽内的极片30的极性相反，叠片装置100进行叠片操作得到的叠片组件即为裸电芯。

进一步的，锂电池生产设备一般还包括热压装置、包胶装置等，将对制备得到的裸电芯进行热压、包胶、装壳等操作，并最终制得锂电池。

上述叠片装置100及锂电池生产设备，多个第一吸附板210及多个第二吸附板220能够分别吸附隔膜20相对两侧的表面并背向移动，从而将隔膜20弯折成具有多个V形槽的曲线结构。如此，上料机构便可将多个极片30同时插入对应的多个V形槽内，并通过使多个第一吸附板210及多个第二吸附板220沿第一方向靠拢，将多个极片30夹持于隔膜20内并得到叠片组件，从而大大提升叠片效率。而且，第一吸附板210及第二吸附板220均位于叠片组件的外侧，故在叠片组件成型后还能够方便拉膜机构退出。

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实用新型专利范围的限制。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)

1.一种叠片装置，其特征在于，包括：

拉膜机构，包括多个第一吸附板及多个第二吸附板，多个所述第一吸附板设置于隔膜的一侧，多个所述第二吸附板设置于所述隔膜的另一侧，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板均沿第一方向排列，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板能够分别吸附所述隔膜相对两侧的表面并背向移动，以将所述隔膜弯折成具有多个V形槽的曲线结构，且相邻两个所述V形槽的开口方向相反；及

上料机构，包括多个送片结构，多个所述送片结构能够将多个极片分别送入多个所述V形槽内；

其中，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板能够沿所述第一方向靠拢，以将多个所述极片夹持于所述隔膜内并得到叠片组件。

2.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述第一吸附板及所述第二吸附板的吸附面均开设有多个吸附孔，所述吸附孔能够与负压装置连通以在所述吸附面上形成负压。

3.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，所述第一吸附板能够朝所吸附的所述隔膜进行弯折，并将送入所述V形槽的所述极片夹紧；所述第二吸附板能够朝所吸附的所述隔膜进行弯折，并将送入所述V形槽的所述极片夹紧。

4.根据权利要求3所述的叠片装置，其特征在于，所述第一吸附板包括两个第一子板及连接两个第一子板的第一转轴，两个所述第一子板能够绕所述第一转轴至相互平行或呈夹角；所述第二吸附板包括两个第二子板及连接两个第二子板的第二转轴，两个所述第二子板能够绕所述第二转轴至相互平行或呈夹角。

5.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，多个所述第一吸附板及多个所述第二吸附板与同一个驱动结构传动连接，并能够在所述驱动结构的驱动下反向移动，以使所述隔膜弯折成所述曲线结构。

6.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，每个所述送片结构包括机械手及能够吸取所述极片的吸盘，所述机械手能够带动所述吸盘将所吸取的极片送入所述V形槽内。

7.根据权利要求6所述的叠片装置，其特征在于，吸附于所述吸盘的所述极片伸出于所述吸盘的前端，且所述吸盘前端的边缘形成圆角。

8.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，还包括供料机构，所述供料机构包括放卷结构、纠偏结构及张力控制结构，所述隔膜由所述放卷结构放卷，并在依次经过所述纠偏结构及所述张力控制结构后穿过多个所述第一吸附板与多个所述第二吸附板之间。

9.根据权利要求1所述的叠片装置，其特征在于，还包括抵压机构，所述抵压机构能够对所述叠片组件进行压合，以将所述极片与所述隔膜压紧。

10.一种锂电池生产设备，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的叠片装置，所述极片包括正极极片及负极极片，且相邻两个所述V形槽内的所述极片的极性相反。

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