CN220692095U - 制片上料机构、叠片装置及电池生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池生产设备技术领域，公开了制片上料机构、叠片装置及电池生产线，包括转轴和制片台，转轴可转动设置，制片台与转轴连接，制片台具有制片位置和叠片位置，转轴适于带动制片台在制片位置和叠片位置转换；切割结构，设置在制片上料机构的上方，切割结构适于将处于制片位置的制片台上的极片料带切割为多片极片；叠台机构，包括叠片台，叠片台设置在制片上料机构的下方。本实用新型在制片台上制备形成多片极片后，直接通过转轴带动制片台转动，从而将制片完成的多片极片朝向叠片台进行输送叠片，因此，无需对极片进行多次转运，简化了极片的输送过程，提高生产效率，并且无需对极片进行旋转，保证极片的位置精度。

Description

制片上料机构、叠片装置及电池生产线

技术领域

本实用新型涉及电池生产设备技术领域，具体涉及制片上料机构、叠片装置及电池生产线。

背景技术

叠片是目前主流的电池生产的工艺之一，叠片工艺分为Z叠、层叠、热复合等工艺，在数量上又可划分为单叠和多片叠。但叠片机的基本原理都是通过将已制成的负极片、隔膜和正极片依次叠置，从而形成初步的电芯。因此，在叠片前需要将极片带切割形成单独的正极片或者是负极片。现有技术中，极片带经切割形成极片，极片在皮带上流转，在叠片时，通过机械手抓取极片，经过纠偏后，再将极片放置于叠片台上进行叠片，并且，在极片转运过程中通常需要将极片旋转90°，满足叠片时极片方位需求。因此，极片转运过程复杂，导致生产效率低，并且极片经多次转运，导致极片位置精度差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种制片上料机构、叠片装置及电池生产线，以解决现有技术中极片转运过程复杂，导致生产效率低，并且极片经多次转运，导致极片位置精度差的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种制片上料机构，包括：转轴，所述转轴可转动设置；制片台，所述制片台与所述转轴连接，所述制片台沿所述转轴的轴向延伸设置，所述制片台上适于制备并列设置的多片极片，所述制片台具有制片位置和叠片位置，所述转轴适于带动所述制片台在所述制片位置和所述叠片位置转换，所述制片台由所述制片位置至所述叠片位置过程中相邻极片之间的间距可调。

有益效果：在制片台上制备形成多片极片后，直接通过转轴带动制片台转动，从而将制片完成的多片极片朝向叠片台进行输送叠片，因此，无需对极片进行多次转运，简化了极片的输送过程，提高生产效率，并且无需对极片进行旋转，保证极片的位置精度。

在一种可选的实施方式中，所述制片上料机构包括若干个所述制片台，若干个所述制片台沿所述转轴的周向间隔设置。

有益效果：将制片台设置为若干个，在转轴带动若干个制片台转动的过程中，若干个制片台能够将极片依次叠放于叠片台上，减小了叠片的间隔时间，提高生产效率。

在一种可选的实施方式中，所述制片台还具有检测位置，所述检测位置位于所述制片位置的下游以及所述叠片位置的上游，所述制片上料机构还包括检测结构，所述检测结构适于对处于所述检测位置的所述制片台上的多片极片进行检测。

有益效果：在制片台由制片位置朝向叠片位置转移的过程中对极片进行检测，保证电芯的生产质量，并且检测结构布置位置合理，便于检测。

在一种可选的实施方式中，所述制片台还具有排废位置，所述排废位置位于所述检测位置的下游，所述制片上料机构根据所述检测结构的检测结果，可选择地将所述制片台转动至所述叠片位置或者是所述排废位置。

有益效果：当检测结构检测极片为合格极片，传递信号于制片上料机构，使制片上料机构的制片台转动至叠片位置，将合格极片供叠片台叠片使用；当检测结构检测极片为不合格极片，传递信号于制片上料机构，使制片上料机构的制片台转动至排废位置，将不合格极片剔除。

在一种可选的实施方式中，所述制片上料机构还包括料带驱动组件，所述料带驱动组件位于所述制片台的上游，所述料带驱动组件适于将极片料带输送至所述制片台上。

在一种可选的实施方式中，所述制片台包括安装板、吸盘和变距组件，所述安装板与所述转轴连接并沿所述转轴的轴向延伸设置，所述吸盘设置有若干个，若干个所述吸盘沿所述安装板的延伸方向排列设置于所述安装板上，所述吸盘可移动设置，所述变距组件适于调节相邻所述吸盘之间的间距。

有益效果：通过变距组件驱动若干个吸盘移动，使吸盘带动对应的极片移动，从而增大相邻极片的间距，满足叠片使用；并且，相邻极片间距的增大直接在制片台上完成，无需对极片进行转运，操作方式简单，且不会影响极片的位置精度。

在一种可选的实施方式中，所述制片上料机构还包括切割结构，所述切割结构适于将处于所述制片位置的所述制片台上的极片料带切割为多片极片。

在一种可选的实施方式中，所述切割结构包括激光切割器或者是五金刀具。

第二方面，本实用新型还提供了一种叠片装置，包括上述的制片上料机构。

在一种可选的实施方式中，所述叠片装置还包括叠台机构，所述叠台机构包括叠片台，处于所述叠片位置的所述制片台上的多片极片适于转运至所述叠片台上进行叠片。

在一种可选的实施方式中，所述叠片台设置在所述制片上料机构的下方，所述叠片台适于接取处于所述叠片位置的所述制片台上的多片极片。

在一种可选的实施方式中，所述制片上料机构设置有两个，两个所述制片上料机构间隔设置，所述叠片台可移动设置，所述叠片台适于在两个所述制片上料机构的下方往复移动。

有益效果：利用两个制片上料机构分别对正极片和负极片进行制片与上料，叠片台往复移动分别接取正极片和负极片，实现正极片和负极片的层叠设置。

在一种可选的实施方式中，所述叠台机构还包括隔膜放卷组件，所述隔膜放卷组件位于所述叠片台的上方，所述隔膜放卷组件设置于两个所述制片上料机构之间。

在一种可选的实施方式中，所述叠片装置还包括下料机构，所述下料机构适于将所述叠片台上叠片完成的电芯转移。

第三方面，本实用新型还提供了一种电池生产线，包括上述的叠片装置。

在一种可选的实施方式中，所述电池生产线还包括料带加工工位、隔膜热切工位、贴胶工位和热压工位，其中，所述料带加工工位设置在所述叠片装置的上游，所述隔膜热切工位、所述贴胶工位和所述热压工位依次设置在所述叠片装置的下游。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例的叠片装置的整体结构示意图；

图2为图1所示的叠片装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例的制片上料机构的主视图(未示出料带驱动组件)；

图4为图3所示的制片上料机构的左视图。

附图标记说明：

1、制片上料机构；101、转轴；102、制片台；1021、安装板；1022、吸盘；103、料带驱动组件；2、切割结构；3、叠台机构；301、叠片台；302、隔膜放卷组件；4、检测结构；5、下料机构；10、制片位置；20、叠片位置；30、检测位置；40、排废位置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图4，描述本实用新型的实施例。

根据本实用新型的实施例，一方面，提供了一种制片上料机构1。制片上料机构1包括转轴101和制片台102，转轴101可转动设置，制片台102与转轴101连接，制片台102沿转轴101的轴向延伸设置，制片台102上适于制备并列设置的多片极片。制片台102具有制片位置10和叠片位置20，转轴101适于带动制片台102在制片位置10和叠片位置20转换，制片台102由制片位置10至叠片位置20过程中相邻极片之间的间距可调。

在制片台102上制备形成多片极片后，直接通过转轴101带动制片台102转动，从而将制片完成的多片极片朝向叠片台301进行输送叠片，因此，无需对极片进行多次转运，简化了极片的输送过程，提高生产效率，并且无需对极片进行旋转，保证极片的位置精度。

需要说明的是，请参阅图3，转轴101的轴向(也即制片台102的延伸方向)为图3所示的左右方向。

在一个实施例中，如图4所示，制片上料机构1包括若干个制片台102，若干个制片台102沿转轴101的周向间隔设置。将制片台102设置为若干个，在转轴101带动若干个制片台102转动的过程中，若干个制片台102能够将极片依次叠放于叠片台301上，减小了叠片的间隔时间，提高生产效率。

值得说明的是，请参阅图4，制片台102设置有四个，四个制片台102均匀间隔设置，也即相邻两个制片台102之间的夹角均为90°，因此，当其中一个制片台102在叠片位置20完成叠片后，转轴101旋转90°，即可带动另外一个制片台102移动至叠片位置20进行叠片。在其他可替代的实施方式中，当制片台102设置有两个，两个制片台102均匀间隔设置，也即两个制片台102之间的夹角为180°，则当其中一个制片台102在叠片位置20完成叠片后，转轴101需要旋转180°，将另外一个制片台102移动至叠片位置20进行叠片。

因此，制片台102的数量可以根据实际的生产需求(例如生产节拍)具体设置。

在一个实施例中，如图1、图2和图4所示，制片台102还具有检测位置30，检测位置30位于制片位置10的下游以及叠片位置20的上游，制片上料机构1还包括检测结构4，检测结构4适于对处于检测位置30的制片台102上的多片极片进行检测。在制片台102由制片位置10朝向叠片位置20转移的过程中对极片进行检测，保证电芯的生产质量，并且检测结构4布置位置合理，便于检测。

在一个实施例中，检测结构4为CCD相机。

在一个实施例中，如图4所示，制片台102还具有排废位置40，排废位置40位于检测位置30的下游，制片上料机构1根据检测结构4的检测结果，可选择地将制片台102转动至叠片位置20或者是排废位置40。

当检测结构4检测极片为合格极片，传递信号于制片上料机构1，使制片上料机构1的制片台102转动至叠片位置20，将合格极片供叠片台301叠片使用；当检测结构4检测极片为不合格极片，传递信号于制片上料机构1，使制片上料机构1的制片台102转动至排废位置40，将不合格极片剔除。

值得说明的是，制片上料机构1还包括旋转驱动结构，旋转驱动结构适于驱动转轴101转动，检测结构4与旋转驱动结构电性连接。

需要说明的是，请参阅图4，在本实施例中，排废位置40位于叠片位置20的下游，并且位于叠片位置20和制片位置10之间。也即，当检测结构4检测极片为不合格极片，制片台102转动越过叠片位置20后到达排废位置40。

当然，在其他可替代的实施方式中，排废位置40也可以设置于检测位置30的下游以及叠片位置20的上游。

在一个实施例中，如图4所示，制片台102设置有四个，四个制片台102依次在制片位置10、检测位置30、叠片位置20以及排废位置40流转。

在一个实施例中，如图1和图2所示，制片上料机构1还包括料带驱动组件103，料带驱动组件103位于制片台102的上游，料带驱动组件103适于将极片料带输送至制片台102上。具体的，料带驱动组件103可以为驱动辊结构。

在一个实施例中，如图3和图4所示，制片台102包括安装板1021、吸盘1022和变距组件，安装板1021与转轴101连接并沿转轴101的轴向延伸设置，吸盘1022设置有若干个，若干个吸盘1022沿安装板1021的延伸方向排列设置于安装板1021上，吸盘1022可移动设置，变距组件适于调节相邻吸盘1022之间的间距。

通过变距组件驱动若干个吸盘1022移动，使吸盘1022带动对应的极片移动，从而增大相邻极片的间距，满足叠片使用；并且，相邻极片间距的增大直接在制片台102上完成，无需对极片进行转运，操作方式简单，且不会影响极片的位置精度。

值得说明的是，吸盘1022的数量与切割形成的多片极片的数量相同，请参阅图3，吸盘1022设置有八个，切割形成的极片的数量也为八片，每个吸盘1022上对应设置有一片极片。

需要说明的是，变距组件可以采用直线电机，也可以采用电机和变距轴模组。

在一个实施例中，如图2所示，制片上料机构还包括切割结构2，切割结构2适于将处于制片位置10的制片台102上的极片料带切割为多片极片。

值得说明的是，当在制片台102上将极片料带切割形成多片极片后，转轴101即可带动制片台102转动，在转动的过程中变距组件进行极片变距。

在一个实施例中，如图2所示，切割结构2包括激光切割器。进一步的，切割结构2设置在制片台102的上方。使用激光切割器切割极片，减少极片毛刺，提高切割质量。

当然，在其他可替代的实施方式中，切割结构2也可以包括五金刀具。

值得说明的是，在相关技术中，通常采用五金刀具裁切制作极片，并在制片后采用皮带输送极片并将极片进行变距分离。然而，采用刀具裁切每次只能制单片极片，制片效率低，导致生产过程整体节拍较慢；若是要达到高效率制片，刀具的制片频次需要提高，然而，刀具易于磨损、堵料，并且需要按时维护、更换，不利于效率的提升。并且，采用皮带进行输送和变距，存在变距不准确的问题，并且在使用极片进行叠片前，需要使用机械手在皮带上吸取极片，将极片放置于纠偏机构上完成纠偏后，再从纠偏机构吸取极片进行叠片，进一步导致了生产效率的降低。

而在本申请中，采用激光切割器进行制片，每个激光切割器具有若干个激光头，可以同时切割形成若干个极片，极大的提升了制片效率，并且保证了极片质量。并且，在切割完成后，直接在制片台102上进行变距与输送以进行叠片，无需对极片进行转运与纠偏，简化生产过程，提高生产效率。

需要进一步说明的是，在本实施例中，在一个制片台102上需要切割形成八片极片，每个激光切割器具有四个激光头，因此每个制片上料机构1的上方对应设置两个激光切割器。

根据本实用新型的实施例，另一方面，提供了一种叠片装置，包括上述的制片上料机构1。

在一个实施例中，如图1和图2所示，叠片装置还包括叠台机构3，叠台机构3包括叠片台301，处于叠片位置20的制片台102上的多片极片适于转运至叠片台301上进行叠片。进一步的，叠片台301设置在制片上料机构1的下方，叠片台301适于接取处于叠片位置20的制片台102上的多片极片。

值得说明的是，在相关技术中，通常采用多个叠片台301，在每个叠片台301上进行单个电芯的叠片，导致生产效率低；或者是，采用多个叠片台301，在每个叠片台301上进行多个电芯的叠片，虽然提高了生产效率，但是设备成本较高。而在本实施例中，在一个叠片台301上同时进行多片极片的叠片，因此，能够同时生产多个电芯，在不增加设备成本的同时，提高生产效率以及设备的利用率。

在一个实施例中，如图1和图2所示，制片上料机构1设置有两个，两个制片上料机构1间隔设置，叠片台301可移动设置，叠片台301适于在两个制片上料机构1的下方往复移动。利用两个制片上料机构1分别对正极片和负极片进行制片与上料，叠片台301往复移动分别接取正极片和负极片，实现正极片和负极片的层叠设置。

值得说明的是，请参阅图2，叠片台301在位于右侧的制片上料机构1的下方接取负极片后，叠片台301向左运动，在位于左侧的制片上料机构1的下方接取正极片。

需要进一步说明的是，叠片台301在两个制片上料机构1处每次接取的正极片的片数与负极片的片数相同，也即，两个制片上料机构1的制片台102上切割形成的极片的片数相同。例如，请参阅图2和图3，在每个制片台102上能够制备八片极片。

当然，在其他可替代的实施方式中，也可以设置搬运机械手，将处于叠片位置20的制片台102上的多片极片搬运至叠片台301上。

在一个实施例中，如图1和图2所示，叠台机构3还包括隔膜放卷组件302，隔膜放卷组件302位于叠片台301的上方，隔膜放卷组件302设置于两个制片上料机构1之间。在叠片台301往复移动的过程中，通过隔膜放卷组件302将隔膜铺设于极片上，从而在正极片和负极片之间能够设置一层隔膜。

值得说明的是，由于叠片台301是能够往复移动的，因此，隔膜放卷组件302无需进行摆动放料，可使位置保持不变。

在一个实施例中，如图1和图2所示，叠片装置还包括下料机构5，下料机构5适于将叠片台301上叠片完成的电芯转移。具体的，下料机构5可以为夹爪结构。

在使用本实施例的叠片装置时，对于一个制片台102，首先，制片台102在制片位置10处，料带驱动组件103将极片料带输送至制片台102上，激光切割器将极片料带切割形成多片极片；然后，转轴101带动制片台102转动至检测位置30，使用CCD相机检测极片是否合格；若是极片合格，转轴101带动制片台102转动至叠片位置20，叠片台301移动至制片台102的下方，吸盘1022破真空，叠片台301上的压刀将极片按压至叠片台301上，之后叠片台301即可移动至另一侧的制片上料机构1下方进行叠片，如此往复，直至叠片层数满足设定要求，叠片台301下降，使用下料机构5进行下料。若是极片不合格，转轴101带动制片台102转动至排废位置40，将极片剔除。

根据本实用新型的实施例，再一方面，还提供了一种电池生产线，包括上述的叠片装置。

在一个实施例中，电池生产线还包括料带加工工位、隔膜热切工位、贴胶工位和热压工位，其中，料带加工工位设置在叠片装置的上游，隔膜热切工位、贴胶工位和热压工位依次设置在叠片装置的下游。

具体的，料带加工工位可以包括料带放卷机构、辊压机构以及极耳切割机构等，加工完成的极片料带通过料带驱动组件103输送至处于制片位置10的制片台102上。

当叠片装置叠片完成后，通过机械手将电芯转运至隔膜热切工位。由于在本实施例中采用多片极片同时进行叠片，因此，在叠片后电芯为连接设置的多个，相邻电芯之间通过隔膜连接。因此，在隔膜热切工位将相邻电芯之间的隔膜切断，从而形成单个电芯。

之后，单个电芯继续流转至贴胶工位，从而将电芯的四周进行贴胶固定，避免电芯散开。贴胶后的电芯继续流转至热压工位，将正极片、隔膜和负极片紧密压实。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (16)

1.一种制片上料机构，其特征在于，包括：

转轴(101)，所述转轴(101)可转动设置；

制片台(102)，所述制片台(102)与所述转轴(101)连接，所述制片台(102)沿所述转轴(101)的轴向延伸设置，所述制片台(102)上适于制备并列设置的多片极片，所述制片台(102)具有制片位置(10)和叠片位置(20)，所述转轴(101)适于带动所述制片台(102)在所述制片位置(10)和所述叠片位置(20)转换，所述制片台(102)由所述制片位置(10)至所述叠片位置(20)过程中相邻极片之间的间距可调。

2.根据权利要求1所述的制片上料机构，其特征在于，所述制片上料机构(1)包括若干个所述制片台(102)，若干个所述制片台(102)沿所述转轴(101)的周向间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的制片上料机构，其特征在于，所述制片台(102)还具有检测位置(30)，所述检测位置(30)位于所述制片位置(10)的下游以及所述叠片位置(20)的上游，所述制片上料机构还包括检测结构(4)，所述检测结构(4)适于对处于所述检测位置(30)的所述制片台(102)上的多片极片进行检测。

4.根据权利要求3所述的制片上料机构，其特征在于，所述制片台(102)还具有排废位置(40)，所述排废位置(40)位于所述检测位置(30)的下游，所述制片上料机构(1)根据所述检测结构(4)的检测结果，可选择地将所述制片台(102)转动至所述叠片位置(20)或者是所述排废位置(40)。

5.根据权利要求1或2所述的制片上料机构，其特征在于，所述制片上料机构(1)还包括料带驱动组件(103)，所述料带驱动组件(103)位于所述制片台(102)的上游，所述料带驱动组件(103)适于将极片料带输送至所述制片台(102)上。

6.根据权利要求1或2所述的制片上料机构，其特征在于，所述制片台(102)包括安装板(1021)、吸盘(1022)和变距组件，所述安装板(1021)与所述转轴(101)连接并沿所述转轴(101)的轴向延伸设置，所述吸盘(1022)设置有若干个，若干个所述吸盘(1022)沿所述安装板(1021)的延伸方向排列设置于所述安装板(1021)上，所述吸盘(1022)可移动设置，所述变距组件适于调节相邻所述吸盘(1022)之间的间距。

7.根据权利要求1或2所述的制片上料机构，其特征在于，所述制片上料机构(1)还包括切割结构(2)，所述切割结构(2)适于将处于所述制片位置(10)的所述制片台(102)上的极片料带切割为多片极片。

8.根据权利要求7所述的制片上料机构，其特征在于，所述切割结构(2)包括激光切割器或者是五金刀具。

9.一种叠片装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的制片上料机构(1)。

10.根据权利要求9所述的叠片装置，其特征在于，所述叠片装置还包括叠台机构(3)，所述叠台机构(3)包括叠片台(301)，处于所述叠片位置(20)的所述制片台(102)上的多片极片适于转运至所述叠片台(301)上进行叠片。

11.根据权利要求10所述的叠片装置，其特征在于，所述叠片台(301)设置在所述制片上料机构(1)的下方，所述叠片台(301)适于接取处于所述叠片位置(20)的所述制片台(102)上的多片极片。

12.根据权利要求11所述的叠片装置，其特征在于，所述制片上料机构(1)设置有两个，两个所述制片上料机构(1)间隔设置，所述叠片台(301)可移动设置，所述叠片台(301)适于在两个所述制片上料机构(1)的下方往复移动。

13.根据权利要求12所述的叠片装置，其特征在于，所述叠台机构(3)还包括隔膜放卷组件(302)，所述隔膜放卷组件(302)位于所述叠片台(301)的上方，所述隔膜放卷组件(302)设置于两个所述制片上料机构(1)之间。

14.根据权利要求10所述的叠片装置，其特征在于，所述叠片装置还包括下料机构(5)，所述下料机构(5)适于将所述叠片台(301)上叠片完成的电芯转移。

15.一种电池生产线，其特征在于，包括权利要求9至14中任一项所述的叠片装置。

16.根据权利要求15所述的电池生产线，其特征在于，所述电池生产线还包括料带加工工位、隔膜热切工位、贴胶工位和热压工位，其中，所述料带加工工位设置在所述叠片装置的上游，所述隔膜热切工位、所述贴胶工位和所述热压工位依次设置在所述叠片装置的下游。