CN220290850U - 热复合装置及叠片机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热复合装置及叠片机，包括：第一放卷机构，用于放卷并输出第一隔膜；第一转轮用于将第一极片输送至第一隔膜并与第一热压辊配合，将第一极片热压至第一隔膜上形成第一复合料带；第二放卷机构，用于放卷并输出第二隔膜；第二转轮用于将第二极片输送至第二隔膜并与第二热压辊配合，将第二极片热压至第二隔膜上以形成第二复合料带；热复合机构，用于将第一复合料带与第二复合料带复合为复合料带。相对于现有技术中叠片式制备电芯，只需要放卷机构旋转输出隔膜，第一极片与第二极片能够分别同时复合到第一隔膜与第二隔膜上，避免了隔膜的Z字形往复运动以及多个机械手的组合运动，提高了叠片的效率。

Description

热复合装置及叠片机

技术领域

本实用新型涉及电池制造设备技术领域，特别是涉及一种热复合装置及叠片机。

背景技术

锂电池是一种具备较高能量密度的电池，其广泛应用于汽车和各类便携式电子设备中。其中，锂电池的电芯的制备方式包括卷绕式及叠片式。

卷绕式通过旋转的卷芯，将正极、隔膜、负极及隔膜卷绕在一起，形成圆柱状，再通过热压整形，制备形成合格的电芯。但是，采用卷绕的制备方式，其弧形的轮廓导致电池的能量密度低。叠片式隔膜来回移动放卷，通过正极机械手和负极机械手轮流叠放极片，完成Z字形叠片动作。虽然该方式能够提高电池的能量密度，但是隔膜的往复运动以及多个机械手的组合运动，导致叠片效率低，且机械手取放极片的过程中容易导致极片的损坏。

实用新型内容

有必要针对传统的叠片方式所产生的问题，提供一种改善上述问题的热复合装置及叠片机。

一种热复合装置，包括：

第一放卷机构，用于放卷并输出第一隔膜；

第一热压机构，包括第一转轮及第一热压辊，所述第一转轮用于将第一极片输送至所述第一隔膜并与所述第一热压辊配合，将所述第一极片热压至所述第一隔膜上形成第一复合料带；

第二放卷机构，用于放卷并输出第二隔膜；

第二热压机构，包括第二转轮及第二热压辊，所述第二转轮用于将第二极片输送至所述第二隔膜并与所述第二热压辊配合，将所述第二极片热压至所述第二隔膜上以形成第二复合料带；

热复合机构，用于将所述第一复合料带与所述第二复合料带复合为复合料带。

上述热复合装置，第一转轮与第一热压辊配合使得第一极片与第一隔膜复合为第一复合料带，第二转轮与第二热压辊配合使得第二极片与第二隔膜复合为第二复合料带，热复合机构使得第一复合料带与第二复合料带复合为复合料带，这样，在制作电芯时只需要将复合料带裁切形成叠片单元，将多个叠片单元叠片形成电芯即可。相对于卷绕式制备电芯，能够提高电池的能量密度。相对于现有技术中叠片式制备电芯，只需要放卷机构旋转输出隔膜，第一极片与第二极片能够分别同时复合到第一隔膜与第二隔膜上，避免了隔膜的Z字形往复运动以及多个机械手的组合运动，提高了叠片的效率。同时，转轮输送极片，避免了通过机械手取放极片，不易造成极片的损坏。

在其中一个实施例中，所述第一转轮的外周面开设有第一吸附孔，所述第一转轮通过所述第一吸附孔吸附所述第一极片至其外周面，以输送所述第一极片；和/或

所述第二转轮的外周面设有第二吸附孔，所述第二转轮通过所述第二吸附孔吸附所述第二极片至其外周面，以输送所述第二极片。

在其中一个实施例中，所述第一热压机构包括在所述第一隔膜的第一输送方向上依次布设的多个所述第一热压辊，所述第一转轮与全部所述第一热压辊配合热压所述第一极片至所述第一隔膜上；和/或

所述第二热压机构包括在所述第二隔膜的第二输送方向上依次布设的多个所述第二热压辊，所述第二转轮与全部所述第二热压辊配合热压所述第二极片至所述第二隔膜上。

在其中一个实施例中，所述热复合装置还包括配合轮，所述配合轮位于所述热复合机构的上游，并与所述第一转轮与所述第二转轮中一者之间形成预压间隙，所述第一复合料带与所述第二复合料带经所述预压间隙预压后至所述热复合机构复合。

在其中一个实施例中，所述配合轮在水平方向上设于所述第一转轮与所述第二转轮之间，所述第一放卷机构设于所述第一转轮远离所述配合轮的一侧，所述第二放卷机构设于所述第二转轮远离所述配合轮的一侧。

在其中一个实施例中，所述热复合装置还包括第一纠偏机构，所述第一纠偏机构在所述第一隔膜的第一输送方向上位于所述第一放卷机构与所述第一转轮之间，以用于所述第一隔膜的纠偏；和/或

所述热复合装置还包括第二纠偏机构，所述第二纠偏机构在所述第二隔膜的第二输送方向上位于所述第二放卷机构与所述第二转轮之间，以用于所述第二隔膜的纠偏。

在其中一个实施例中，所述热复合装置还包括驱动机构，所述驱动机构位于所述热复合机构的下游，以用于牵引并驱动所述复合料带运动。

一种叠片机，所述叠片机包括裁切机构、堆叠机械手及如上述任一项所述的热复合装置，所述裁切机构用于裁切所述热复合装置复合形成的所述复合料带以形成叠片单元，所述堆叠机械手用于抓取所述叠片单元堆叠形成电芯。

在其中一个实施例中，所述叠片机还包括定位机构，所述定位机构用于所述裁切机构裁切所述复合料带时定位所述复合料带。

在其中一个实施例中，所述叠片机包括至少两个所述热复合装置，所述裁切机构与所述堆叠机械手的数量与所述热复合装置的数量相等且一一对应；

每个所述裁切机构用于裁切相对应的所述热复合装置复合形成的所述复合料带，全部所述叠片机构的所述堆叠机械手配合，将全部所述裁切机构裁切形成的叠片单元依次交错堆叠形成电芯。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的叠片机的结构示意图；

图2为图本申请另一实施例提供的叠片机的结构示意图。

附图标记说明：

100、叠片机；10、第一放卷机构；20、第一热压机构；21、第一转轮；22、第一热压辊；30、第二放卷机构；40、第二热压机构；41、第二转轮；42、第二热压辊；50、热复合机构；51、第三热压辊；60、配合轮；70、驱动机构；80、裁切机构；90、堆叠机械手；110、定位机构；120、第一纠偏机构；130、第二纠偏机构；200、第一隔膜；300、第二隔膜；400、第一极片；500、第二极片；600、复合料带；700、叠片单元。

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。

参阅图1，本申请一实施例提供一种热复合装置，包括第一放卷机构10及第一热压机构20。第一放卷机构10用于放卷输出第一隔膜200，第一热压机构20包括第一转轮21及第一热压辊22。第一转轮21用于将第一极片400输送至第一隔膜200并与第一热压辊22配合，将第一极片400热压至第一隔膜200上形成第一复合料带。即为，第一转轮21在转动的过程中能够带动第一极片400运动，以将第一极片400输送至第一隔膜200，第一热压辊22加热第一隔膜200，当第一极片400输送至第一隔膜200时其经过第一热压辊22与第一转轮21形成的第一热压间隙，第一转轮21与第一热压辊22配合将第一极片400热压至第一隔膜200上。

热复合装置还包括第二放卷机构30及第二热压机构40，第二放卷机构30用于放卷输出第二隔膜300，第二热压机构40包括第二转轮41及第二热压辊42。第二转轮41用于将第二极片500输送至第二隔膜300并与第二热压辊42配合，将第二极片500热压至第二隔膜300上形成第二复合料带。即为，第二转轮41在转动的过程中能够带动第二极片500运动，以将第二极片500输送至第二隔膜300，第二热压辊42加热第二隔膜300，当第二极片500输送至第二隔膜300时其经过第二热压辊42与第二转轮41形成的第二热压间隙，第二转轮41与第二热压辊42配合将第二极片500热压至第二隔膜300上。

在此需要说明的是，第一隔膜200与第二隔膜300在加热后具有粘性，第一极片400在第一转轮21与第一热压辊22的挤压作用下与第一隔膜200粘结，第二极片500在第二转轮41与第二热压辊42的挤压作用下与第二隔膜300粘结。

继续参阅图1，热复合装置还包括热复合机构50，热复合机构50能够将第一复合料带与第二复合料带复合为复合料带600。即为，热复合机构50能够加热第一复合料带与第二复合料带，以使得第一复合料带与第二复合料带粘结，从而复合为复合料带600。

在此需要说明的是，复合料带600上的第一极片400与第二极片500一一对应。第一极片400夹持于第一隔膜200与第二隔膜300之间，第二极片500位于第二隔膜300背离第一隔膜200的一侧表面。或者，第二极片500夹持于第一隔膜200与第二隔膜300之间，第一极片400位于第一隔膜200背离第二隔膜300的一侧表面。一实施例中，第一极片400为正极片，第二极片500为负极片。另一实施例中，也可以设置第一极片400为负极片，第二极片500为正极片。

本申请实施例提供的热复合装置，第一转轮21与第一热压辊22配合使得第一极片400与第一隔膜200复合为第一复合料带，第二转轮41与第二热压辊42配合使得第二极片500与第二隔膜300复合为第二复合料带，热复合机构50使得第一复合料带与第二复合料带复合为复合料带600，这样，在制作电芯时只需要将复合料带600裁切形成叠片单元700，将多个叠片单元700叠片形成电芯即可。相对于卷绕式制备电芯，能够提高电池的能量密度。相对于现有技术中叠片式制备电芯，只需要放卷机构旋转输出隔膜，第一极片400与第二极片500能够分别同时复合到第一隔膜200与第二隔膜300上，避免了隔膜的Z字形往复运动以及多个机械手的组合运动，提高了叠片的效率。同时，转轮输送极片，避免了通过机械手取放极片，不易造成极片的损坏。

一些实施例中，第一转轮21的外周面开设有第一吸附孔，第一转轮21通过第一吸附孔吸附第一极片400至其外周面，以输送第一极片400。即为，当第一极片400输送至第一转轮21时，第一吸附孔能够使得第一极片400吸附至第一转轮21的外周面，第一转轮21转动时，第一极片400能够跟随第一极片400同步运动，以将第一极片400输送至第一隔膜200。可以想到的是，在另一些实施例中，第一转轮21上也可以不开设第一吸附孔，热复合装置包括第三放卷机构及第一切片机构，第三放卷机构放卷输出第一料带，第一料带缠绕于第一转轮21上，第一切片机构能够将第一料带切断形成第一极片400，第一极片400随着第一转轮21的转动与第一隔膜200粘结。

进一步，第二转轮41的外周面开设有第二吸附孔，第二转轮41通过第二吸附孔吸附第二极片500至其外周面，以输送第二极片500。即为，当第二极片500输送至第二转轮41时，第二吸附孔能够使得第二极片500吸附至第二转轮41的外周面，第二转轮41转动时，第二极片500能够跟随第二极片500同步运动，以将第二极片500输送至第二隔膜300。可以想到的是，在另一些实施例中，第二转轮41上也可以不开设第二吸附孔，热复合装置包括第四放卷机构及第二切片机构，第四放卷机构放卷输出第二料带，第二料带缠绕于第二转轮41上，第二切片机构能够将第二料带切断形成第二极片500，第二极片500随着第二转轮41的转动与第二隔膜300粘结。

一些实施例中，继续参阅图1，第一热压机构20包括在第一隔膜200的第一输送方向上依次布设的多个第一热压辊22，第一转轮21与全部第一热压辊22配合热压第一极片400至第一隔膜200上，以保证热压效果。具体地，第一热压机构20包括两个间隔布设的第一热压辊22。当然，在其他一些实施例中，对于第一热压辊22的数量不作限定。

第二热压机构40包括在第二隔膜300的第二输送方向上依次布设的多个第二热压辊42，第二转轮41与全部第二热压辊42配合热压第二极片500至第二隔膜300上，以保证热压效果。具体地，第二热压机构40包括两个间隔布设的第二热压辊42。当然，在其他一些实施例中，对于第二热压辊42的数量不作限定。

进一步，为了避免第一隔膜200在输送的过程中跑偏，热复合装置还包括第一纠偏机构120，第一纠偏机构120在第一隔膜200的第一输送方向上位于第一放卷机构10与第一转轮21之间。同时，为了避免第二隔膜300在输送的过程中跑偏，热复合装置还包括第二纠偏机构130，第二纠偏机构130在第二隔膜300的第二输送方向上位于第二放卷机构30与第二转轮41之间。

热复合装置还包括配合轮60，配合轮60位于热复合机构50的上游，并与第一转轮21与第二转轮41中一者之间形成预压间隙，第一复合料带与第二复合料带经预压间隙预压后至热复合机构50复合。如此，通过设置配合轮60，对第一复合料带与第二复合料带进行预压，以保证两个料带在热复合机构50的复合效果。

具体地，配合轮60在水平方向上设于第一转轮21与第二转轮41之间，第一放卷机构10设于第一转轮21远离配合轮60的一侧，第二放卷机构30设于第二转轮41远离配合轮60的一侧，以使得热复合装置的布局更为合理，减少占地空间。

进一步，第一转轮21、第二转轮41及配合轮60的外径相同，以保证最终形成的复合料带600上的第一极片400与第二极片500的位置精度。

一些实施例中，配合轮60与第一转轮21之间形成预压间隙，热复合机构50在竖直方向上位于配合轮60及第一转轮21的上方。具体地，热复合机构50包括两个第三热压辊51，一个第三热压辊51在竖直方向上与配合轮60相对，另一个第三热压辊51在竖直方向上与第一转轮21相对，两个第三热压辊51之间形成热复合间隙，第一复合料带与第二复合料带经热复合间隙复合成复合料带600。可以想到的是，在另一些实施例中，热复合机构50、配合轮60、第一转轮21及第二转轮41的排布方式不限于此，只要最终能够实现形成复合料带600的方式均可。

热复合装置还包括驱动机构70，驱动机构70位于热复合机构50的下游，以用于牵引并驱动复合料带600运动。

本申请另一实施例还提供一种叠片机100，包括裁切机构80、堆叠机械手90及上述的热复合装置，裁切机构80用于裁切热复合装置复合形成的复合料带600以形成叠片单元700，堆叠机械手90用于抓取叠片单元700堆叠形成电芯。在此需要说明的是，每个叠片单元700包括一个第一极片400与第二极片500。

进一步，叠片机100还包括定位机构110，定位机构110用于定位复合料带600，以便于裁切机构80裁切复合料带600以形成叠片单元700。

参阅图2，一些实施例中，叠片机100包括至少两个热复合装置，裁切机构80与堆叠机械手90的数量与热复合装置的数量相等且一一对应。每个裁切机构80用于裁切相对应的热复合装置形成的复合料带600，全部堆叠机械手90配合，将全部裁切机构80裁切形成的叠片单元700依次交错堆叠形成电芯。如此，通过多个热复合装置、多个裁切机构80及多个堆叠机械手90的配合，能够提高制备电芯的效率。

一个具体实施方式中，叠片机100包括两个热复合装置、两个裁切机构80及两个堆叠机械手90，两个热复合装置、两个裁切机构80及两个堆叠机械手90相互配合以制备电芯。当然，在另一些实施方式中，对于叠片机100所包括的热复合装置、裁切机构80及堆叠机械手90的数量不作限定。

本申请实施例提供的热复合装置及叠片机100的工作原理如下：

第一放卷机构10放卷输出第一隔膜200，第一纠偏机构120纠偏第一隔膜200，第一转轮21吸附第一极片400并将第一极片400输送至第一隔膜200，在第一转轮21与第一热压辊22的作用下，第一极片400被热压至第一隔膜200上形成第一复合料带。第二放卷机构30放卷输出第二隔膜300，第二纠偏机构130纠偏第二隔膜300，第二转轮41吸附第二极片500并将第二极片500输送至第二隔膜300，在第二转轮41与第二热压辊42的作用下，第二极片500被热压至第二隔膜300上形成第二复合料带。

第一复合料带与第二复合料带经过预压间隙被预压后，进入热复合间隙复合形成复合料带600。驱动机构70牵引复合料带600向裁切机构80运动，当复合料带600运动至裁切机构80时，定位机构110定位复合料带600，裁切机构80将复合料带600裁切为叠片单元700。堆叠机械手90抓取叠片单元700，并将叠片单元700堆叠形成电芯。

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)

1.一种热复合装置，其特征在于，包括：

第一放卷机构(10)，用于放卷并输出第一隔膜(200)；

第一热压机构(20)，包括第一转轮(21)及第一热压辊(22)，所述第一转轮(21)用于将第一极片(400)输送至所述第一隔膜(200)并与所述第一热压辊(22)配合，将所述第一极片(400)热压至所述第一隔膜(200)上形成第一复合料带；

第二放卷机构(30)，用于放卷并输出第二隔膜(300)；

第二热压机构(40)，包括第二转轮(41)及第二热压辊(42)，所述第二转轮(41)用于将第二极片(500)输送至所述第二隔膜(300)并与所述第二热压辊(42)配合，将所述第二极片(500)热压至所述第二隔膜(300)上以形成第二复合料带；

热复合机构(50)，用于将所述第一复合料带与所述第二复合料带复合为复合料带(600)。

2.根据权利要求1所述的热复合装置，其特征在于，所述第一转轮(21)的外周面开设有第一吸附孔，所述第一转轮(21)通过所述第一吸附孔吸附所述第一极片(400)至其外周面，以输送所述第一极片(400)；和/或

所述第二转轮(41)的外周面设有第二吸附孔，所述第二转轮(41)通过所述第二吸附孔吸附所述第二极片(500)至其外周面，以输送所述第二极片(500)。

3.根据权利要求1所述的热复合装置，其特征在于，所述第一热压机构(20)包括在所述第一隔膜(200)的第一输送方向上依次布设的多个所述第一热压辊(22)，所述第一转轮(21)与全部所述第一热压辊(22)配合热压所述第一极片(400)至所述第一隔膜(200)上；和/或

所述第二热压机构(40)包括在所述第二隔膜(300)的第二输送方向上依次布设的多个所述第二热压辊(42)，所述第二转轮(41)与全部所述第二热压辊(42)配合热压所述第二极片(500)至所述第二隔膜(300)上。

4.根据权利要求1所述的热复合装置，其特征在于，所述热复合装置还包括配合轮(60)，所述配合轮(60)位于所述热复合机构(50)的上游，并与所述第一转轮(21)与所述第二转轮(41)中一者之间形成预压间隙，所述第一复合料带与所述第二复合料带经所述预压间隙预压后至所述热复合机构(50)复合。

5.根据权利要求4所述的热复合装置，其特征在于，所述配合轮(60)在水平方向上设于所述第一转轮(21)与所述第二转轮(41)之间，所述第一放卷机构(10)设于所述第一转轮(21)远离所述配合轮(60)的一侧，所述第二放卷机构(30)设于所述第二转轮(41)远离所述配合轮(60)的一侧。

6.根据权利要求1所述的热复合装置，其特征在于，所述热复合装置还包括第一纠偏机构(120)，所述第一纠偏机构(120)在所述第一隔膜(200)的第一输送方向上位于所述第一放卷机构(10)与所述第一转轮(21)之间，以用于所述第一隔膜(200)的纠偏；和/或

所述热复合装置还包括第二纠偏机构(130)，所述第二纠偏机构(130)在所述第二隔膜(300)的第二输送方向上位于所述第二放卷机构(30)与所述第二转轮(41)之间，以用于所述第二隔膜(300)的纠偏。

7.根据权利要求1所述的热复合装置，其特征在于，所述热复合装置还包括驱动机构(70)，所述驱动机构(70)位于所述热复合机构(50)的下游，以用于牵引并驱动所述复合料带(600)运动。

8.一种叠片机，其特征在于，所述叠片机包括裁切机构(80)、堆叠机械手(90)及如权利要求1-7任一项所述的热复合装置，所述裁切机构(80)用于裁切所述热复合装置复合形成的所述复合料带(600)以形成叠片单元(700)，所述堆叠机械手(90)用于抓取所述叠片单元(700)堆叠形成电芯。

9.根据权利要求8所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机还包括定位机构(110)，所述定位机构(110)用于所述裁切机构(80)裁切所述复合料带(600)时定位所述复合料带(600)。

10.根据权利要求8所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机包括至少两个所述热复合装置，所述裁切机构(80)及所述堆叠机械手(90)的数量与所述热复合装置的数量相等且一一对应；

每个所述裁切机构(80)用于裁切相对应的所述热复合装置复合形成的所述复合料带(600)，全部所述堆叠机械手(90)配合，将全部所述裁切机构(80)裁切形成的叠片单元(700)依次交错堆叠形成电芯。