连续往复移动叠片机构及叠片方法与流程

1.本发明属于电池或电容的制造技术领域，具体的为一种连续往复移动叠片机构及叠片方法。


背景技术：

2.公开号为cn202067866u的中国专利公开了一种锂电池半自动叠片机，包括隔膜卷、叠片台、左料盒、右料盒和机架台，所述叠片台安装在所述机架台的台面上，所述左料盒和右料盒以所述叠片台为中心对称配置，所述左料盒与右料盒内均放置有待叠片的锂电池极片，所述待处理的锂电池极片通过吸盘装置从所述左料盒或右料盒内取出并压装在所述叠片台上，所述隔膜卷设置在所述机架台的上方，通过传动导辊的传动将所述隔膜卷上卷装的隔膜夹持并压装在两相邻锂电池极片之间，所述两相邻锂电池极片分别依次取自所述左料盒和右料盒。即现有的叠片机采用吸盘装置依次将锂电池极片从左右两个料盒内吸取到叠片台上，并通过隔膜将锂电池极片隔开，从而形成电池结构。
3.现有的叠片机通过叠片的方式虽然在一定程度上能够满足电池生产的要求，但是仍存在以下不足：
4.1)需要将电池极片预先存放在对应的料盒内，无法实现连续生产，生产效率较低；
5.2)仅能够适用于尺寸较小的电池极片，当电池极片较大时，由于电池极片厚度较薄的特点，吸盘吸取大尺寸的电池极片时容易导致电池极片弯曲甚至折断等缺陷，同时也难以实现大尺寸电池极片叠片时所要求的定位精度要求。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连续往复移动叠片机构及叠片方法，能够实现连续叠片，且通用性更好、叠片效率更高。
7.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.本发明首先提出了一种连续往复移动叠片机构，包括：
9.叠片台；
10.带料输送机构，用于连续输送呈带状的带料、并使带料在叠片台上往返折叠；
11.片料输送机构，用于输送呈片状的片料、并使所述片料在所述带料每次折叠后依次叠放在所述带料上；
12.折叠定位机构，用于控制所述带料往返折叠的两端位置；
13.所述带料输送机构包括叠片辊组和折叠驱动机构；所述叠片辊组包括用于导向带料的两根叠片辊；所述折叠驱动机构用于驱动所述叠片辊组与叠片台之间相对移动并使所述带料在所述叠片台上往返折叠。
14.进一步，所述折叠定位机构包括分别位于所述带料往返折叠的两端位置处的定位杆、定位压针或定位压块。
15.进一步，还包括叠片压紧机构，所述叠片压紧机构用于将位于最上方的一片所述
片料压紧固定在对应的所述带料上。
16.进一步，所述叠片压紧机构包括分别位于所述片料两端的叠片压杆、叠片压针或叠片压块。
17.进一步，所述带料输送机构还包括导向辊组，所述导向辊组包括用于导向所述带料的两根导向辊。
18.进一步，还包括带料缓存机构，所述带料缓存机构包括固定辊，所述固定辊与所述导向辊组之间设有动辊和用于驱动所述动辊移动以控制所述带料张力的张力机构。
19.进一步，所述片料输送机构设为两个并分别位于所述叠片台与所述叠片辊轴线垂直的两端或分别位于所述叠片台与所述叠片辊的轴线平行的两侧；或所述片料输送机构设为一个并位于所述叠片台与所述叠片辊的轴线平行的其中一侧。
20.进一步，所述折叠驱动机构包括用于驱动所述叠片辊组与叠片台之间沿着与所述叠片台台面平行的第一方向相对移动的第一移动驱动机构和用于驱动所述叠片辊组与叠片台之间沿着与所述叠片台台面垂直的第二方向相对移动的第二移动驱动机构。
21.进一步，所述第一移动驱动机构驱动所述叠片辊组和/或所述叠片台沿着第一方向移动。
22.进一步，所述第二移动驱动机构包括用于分别驱动所述叠片辊组和所述叠片台沿着第二方向移动的辊组移动驱动机构和叠片台移动驱动机构。
23.进一步，所述第二移动驱动机构用于驱动所述叠片辊组沿着第二方向移动；还包括用于驱动所述片料输送机构沿着第二方向移动的叠片驱动机构。
24.本发明还提出了一种连续往复移动叠片方法，其特征在于：包括如下步骤：
25.1)使叠片辊组位于带料往返折叠的第一端的端部位置处，并利用折叠定位机构将第一端的带料压紧固定；
26.2)利用片料输送机构将呈片状的片料叠放在带料上；
27.3)利用折叠驱动机构驱动叠片辊组与叠片台之间相对移动，使叠片辊组相对于所述叠片台移动至所述带料往返折叠的第二端的端部位置处，并利用折叠定位机构将第二端的带料压紧固定；
28.4)利用片料输送机构将呈片状的片料叠放在带料上；
29.5)利用折叠驱动机构驱动叠片辊组与叠片台之间相对移动，使叠片辊组相对于所述叠片台移动至所述带料往返折叠的第一端的端部位置处，并利用折叠定位机构将第一端的带料压紧固定；
30.6)循环步骤2)至步骤5)，直至叠片完成。
31.进一步，所述步骤1)中，当利用折叠定位机构将第一端的带料压紧固定后，驱动叠片辊组与叠片台沿着第二方向相对移动设定距离，增大叠片辊组与叠片台台面之间的间距；驱动叠片台与片料输送机构之间沿着第二方向相对移动，使叠片台与片料输送机构之间的间距增大至少一个叠片单元的厚度的距离。
32.进一步，所述步骤2)中，当片料叠放在带料上后，将该片料压紧固定。
33.进一步，所述步骤3)中，当叠片辊组相对于所述叠片台移动至所述带料往返折叠的第二端的端部位置处后，驱动叠片辊组与叠片台沿着第二方向相对移动设定距离，减小叠片辊组与叠片台台面之间的间距，使位于最上层的带料与位于其下方的片料贴合，而后
利用折叠定位机构将第二端的带料压紧固定。
34.进一步，当利用折叠定位机构将第二端的带料压紧固定后，驱动叠片辊组与叠片台沿着第二方向相对移动设定距离，增大叠片辊组与叠片台台面之间的间距；驱动叠片台与片料输送机构之间沿着第二方向相对移动，使叠片台与片料输送机构之间间距增大至少一个叠片单元的厚度的距离。
35.进一步，所述步骤4)中，当片料叠放在带料上后，将该片料压紧固定。
36.进一步，所述步骤5)中，当叠片辊组相对于所述叠片台移动至所述带料往返折叠的第一端的端部位置处后，驱动叠片辊组与叠片台沿着第二方向相对移动设定距离，减小叠片辊组与叠片台台面之间的间距，使位于最上层的带料与位于其下方的片料贴合，而后利用折叠定位机构将第一端的带料压紧固定。
37.进一步，当利用折叠定位机构将第一端的带料压紧固定后，驱动叠片辊组与叠片台沿着第二方向相对移动设定距离，增大叠片辊组与叠片台台面之间的间距；驱动叠片台与片料输送机构之间沿着第二方向相对移动，使叠片台与片料输送机构之间间距增大至少一个叠片单元的厚度的距离。
38.本发明的有益效果在于：
39.本发明的连续往复移动叠片机构，通过设置带料输送机构连续输送带料，并使带料在叠片台上往返折叠，从而可以实现连续叠片的目的，通过将片状的片料依次叠放哎带料上，从而在相邻的带料和片料之间形成了电池或电容的结构，即本发明的连续往复移动叠片机构能够满足电池或电容的叠片生产要求，特别的，通过控制叠片辊组与叠片台相对移动的距离范围，即可控制带料往返折叠的第一端与第二端的位置，即控制带料往返折叠的第一端与第二端之间的长度，以满足不同尺寸的极片的叠片要求，特别适用于大尺寸极片的叠片要求，通用性更好、叠片效率更高。
40.本发明的带料可以为隔膜，片料可以为第一极片和第二极片，在隔膜往返折叠的过程中，利用片料输送机构依次将呈片状的第一极片和第二极片叠在隔膜上，从而在相邻的第一极片和第二极片之间具有隔膜，形成电池或电容结构。
41.本发明的带料还可以为第一极片，在第一极片往返折叠的过程中，利用片料输送机构依次将呈片状的第二极片叠在隔膜上；此时可以在第一极片的两侧分别复合有隔膜或固态电解质层；或，在第二极片的两侧分别复合有隔膜或固态电解质层；或，在第一极片和第二极片相应的一侧复合有隔膜或固态电解质层，从而使叠片后相邻的第一极片和第二极片之间具有一层隔膜或固态电解质层，以形成电池或电容结构。
42.当然，带料还可以为第二极片，片料为第一极片，其原理相同，不再累述。
附图说明
43.为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
44.图1为本发明连续往复移动叠片机构实施例的结构示意图；
45.图2为图1的a详图；
46.图3为叠片辊组位于第一端且带料被压紧固定时的结构示意图；
47.图4为将片料叠在带料上后的结构示意图；
48.图5为叠片辊组向第二端移动时的第一状态结构示意图；
49.图6为叠片辊组向第二端移动时的第二状态结构示意图；
50.图7为叠片辊组向第二端移动时的第三状态结构示意图；
51.图8为叠片辊组与叠片台距离减小使带料与片料贴合时的结构示意图；
52.图9为叠片辊组位于第二端且带料被压紧固定时的结构示意图；
53.图10为将片料叠在带料上后的结构示意图；
54.图11为叠片辊组向第一端移动时的第一状态结构示意图；
55.图12为叠片辊组向第一端移动时的第二状态结构示意图；
56.图13为叠片辊组向第一端移动时的第三状态结构示意图；
57.图14为叠片辊组与叠片台距离减小使带料与片料贴合时的结构示意图；
58.图15为叠片辊组位于第一端且带料被压紧固定时的结构示意图；
59.图16为增大叠片辊组与叠片台之间的间距的结构示意图。
60.附图标记说明：
61.1-带料；2-片料；
62.10-叠片台；11-叠片辊；12-定位压块；13-叠片压块；14-导向辊；15-固定辊；16-动辊；17-片料输送机构。
具体实施方式
63.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
64.如图1所示，本发明连续往复移动叠片机构实施例的结构示意图。本实施例的连续往复移动叠片机构，包括：
65.叠片台10；
66.带料输送机构，用于连续输送呈带状的带料1、并使带料1在叠片台10上往返折叠；
67.片料输送机构，用于输送呈片状的片料2、并使片料2在带料1每次折叠后依次叠放在带料1上；
68.折叠定位机构，用于控制带料1往返折叠的两端位置。
69.具体的，本实施例的带料输送机构包括叠片辊组和折叠驱动机构。本实施例的叠片辊组包括用于导向带料1的两根叠片辊11。本实施例的折叠驱动机构用于驱动叠片辊组与叠片台10之间相对移动并使带料1在叠片台10上往返折叠。
70.进一步，折叠定位机构包括分别位于带料1往返折叠的两端位置处的定位杆、定位压针或定位压块。本实施例的折叠定位机构包括分别位于带料1往返折叠的两端位置处定位压块12，通过设置定位压块12压在带料1折叠的端部位置处，从而可以使带料1实现定位折叠，具体的，定位压块12压在位于最上一层带料1上。当然，叠定位机构采用定位杆和定位压针的方式也可实现同样的技术目的，不再累述。
71.进一步，本实施例的连续往复移动叠片机构还包括叠片压紧机构，具体的，叠片压紧机构用于将位于最上方的一片片料2压紧固定在对应的带料1上，防止片料2在带料1往返折叠的过程中发生位移错位。叠片压紧机构包括分别位于片料2两端的叠片压杆、叠片压针或叠片压块。本实施例的叠片压紧机构包括分别位于片料2两端的叠片压块13。
72.进一步，带料输送机构还包括导向辊组，导向辊组包括用于导向带料1的两根导向辊14，通过设置两根导向辊14对带料1进行导向，在叠片辊组带动带料1往复移动的过程中，均可实现对带料1的导向目的。本实施例的连续往复移动叠片机构还包括带料缓存机构，带料缓存机构包括固定辊15，固定辊15与导向辊组之间设有动辊16和用于驱动动辊16移动以控制带料1张力的张力机构。通过设置张力机构驱动动辊16移动，从而可使带料1的张力保持稳定，也可以在固定辊15、动辊16和导向辊组之间存储一定长度的带料1，以满足带料1叠片的要求，同时还起到缓冲作用。具体的，张力机构可以采用现有的多种张力稳定机构实现，不再累述。
73.进一步，片料输送机构17设为两个并分别位于叠片台10与叠片辊11轴线垂直的两端或分别位于叠片台10与叠片辊11的轴线平行的两侧；或片料输送机构17设为一个并位于叠片台10与叠片辊11的轴线平行的其中一侧。具体的，若片料为两种，如片料分别为第一极片和第二极片时，片料输送机构17需设为两个；若片料仅为一种，如片料为第一极片或第二极片时，片料输送机构17可仅设为一个；当然，若片料仅为一种，如片料为第一极片或第二极片时，片料输送机构17也可为两个。本实施例的片料输送机构17设为两个并分别位于叠片台10与叠片辊11轴线垂直的两端，两个片料输送机构17分别依次将片状的片料2叠在最上层的带料1上。具体的，片料输送机构17可以采用现有的多种片料输送机构17实现，如输送带机构、输送辊机构以及机械手装置等，不再累述。
74.进一步，折叠驱动机构包括用于驱动叠片辊组与叠片台10之间沿着与叠片台10台面平行的第一方向相对移动的第一移动驱动机构和用于驱动叠片辊组与叠片台10之间沿着与叠片台台面垂直的第二方向相对移动的第二移动驱动机构。本实施例所述的第一方向与叠片辊11的轴线垂直。第一移动驱动机构和第二移动驱动机构均可采用现有的多种方式实现，如螺纹丝杆机构、齿轮齿条机构等，不再累述。
75.进一步，第一移动驱动机构驱动叠片辊组和/或叠片台沿着第一方向移动。即第一移动驱动机构可以驱动叠片辊组沿着第一方向移动，也可以驱动叠片台沿着第一方向移动，还可以同时驱动叠片辊组和叠片台沿着第一方向移动，只要能够满足叠片辊组可相对于叠片台10在带料1往返折叠的第一端和第二端之间往复移动即可。
76.进一步，第二移动驱动机构包括用于分别驱动叠片辊组和叠片台沿着第二方向移动的辊组移动驱动机构和叠片台移动驱动机构，即通过辊组移动驱动机构可单独驱动叠片辊组相对于叠片台10沿着第二方向移动，从而可以调节带料1在折叠过程中与已经折叠完成的最上一层带料1之间的间距，避免叠片辊组与该已经折叠完成的最上一层带料1之间产生干涉。通过叠片台移动驱动机构可单独控制叠片台10沿着第二方向移动，从而在带料1和片料2叠片完成时，可控制叠片台10移动以叠片台10与片料输送机构17之间在垂直于叠片台10台面方向上的间距，叠片台10每次步进移动的距离等于至少一个叠片单元的厚度，本文所述“一个叠片单元的厚度”指叠在一起的一层带料1和一层片料2的总厚度。具体的，辊组移动驱动机构和叠片台移动驱动机构均可采用现有的多种驱动机构实现，如螺纹丝杆机构和齿轮齿条机构等，不再累述。当然，在一些实施例中，第二移动驱动机构用于驱动叠片辊组沿着第二方向移动，还可以设置用于驱动片料输送机构17沿着第二方向移动的叠片驱动机构，即可采用驱动片料输送机构17相对于叠片台10移动的方式来调节片料输送机构17与叠片台10之间的间距，以满足片料2的叠片要求。
77.本实施例的连续往复移动叠片机构，通过设置带料输送机构连续输送带料1，并使带料1在叠片台10上往返折叠，从而可以实现连续叠片的目的，通过将片状的片料2依次叠放哎带料1上，从而在相邻的带料1和片料2之间形成了电池或电容的结构，即本实施例的连续往复移动叠片机构能够满足电池或电容的叠片生产要求，特别的，通过控制叠片辊组与叠片台相对移动的距离范围，即可控制带料往返折叠的第一端与第二端的位置，即控制带料往返折叠的第一端与第二端之间的长度，以满足不同尺寸的极片的叠片要求，特别适用于大尺寸极片的叠片要求，通用性更好、叠片效率更高。
78.本实施例的带料可以为隔膜，片料可以为第一极片和第二极片，在隔膜往返折叠的过程中，利用片料输送机构依次将呈片状的第一极片和第二极片叠在隔膜上，从而在相邻的第一极片和第二极片之间具有隔膜，形成电池或电容结构。
79.本实施例的带料还可以为第一极片，在第一极片往返折叠的过程中，利用片料输送机构依次将呈片状的第二极片叠在隔膜上；此时可以在第一极片的两侧分别复合有隔膜或固态电解质层；或，在第二极片的两侧分别复合有隔膜或固态电解质层；或，第一极片和第二极片相应的一侧复合有隔膜或固态电解质层，从而使叠片后相邻的第一极片和第二极片之间具有一层隔膜或固态电解质层，以形成电池或电容结构。
80.当然，带料还可以为第二极片，片料为第一极片，其原理相同，不再累述。
81.具体的，当生产电池时，第一极片可以为电池的正极，第二极片可以为电池的负极；当然，也可以使第一极片为电池负极，第二极片为电池正极。当生产电容时，第一极片和第二极片均为电容电极。
82.下面结合上述连续往复移动叠片机构对本发明的移动式叠片方法的具体实施方式进行详细说明。
83.本实施例连续往复移动叠片方法，包括如下步骤：
84.1)使叠片辊组位于带料1往返折叠的第一端的端部位置处，并利用折叠定位机构将第一端的带料1压紧固定，如图3所示。具体的，当利用折叠定位机构将第一端的带料压紧固定后，驱动叠片辊组与叠片台10沿着第二方向相对移动设定距离，增大叠片辊组与叠片台10台面之间的间距，如图4所示。驱动叠片台20与片料输送机构17之间沿着第二方向相对移动，使叠片台10与片料输送机构17之间的间距增大至少一个叠片单元的厚度的距离，一个叠片单元的厚度等于叠在一起的一层带料1和一层片料2的总厚度。
85.2)利用片料输送机构17将呈片状的片料2叠放在带料1上，如图4所示。具体的，当片料2叠放在带料1上后，利用叠片压紧机构将该片料压紧固定。
86.当带料1为隔膜时，此时可将呈片状的第一极片或第二极片叠放在带料1上；
87.当带料1为第一极片时，则此时将呈片状的第二极片叠放在第一极片上；
88.当带料1为第二极片时，则此时将呈片状的第一极片叠放在第一极片上。
89.3)利用折叠驱动机构驱动叠片辊组与叠片台10之间相对移动，使叠片辊组相对于叠片台10移动至带料1往返折叠的第二端的端部位置处，并利用折叠定位机构将第二端的带料1压紧固定，如图5-8所示。
90.具体的，当叠片辊组相对于叠片台10移动至带料1往返折叠的第二端的端部位置处后，驱动叠片辊组与叠片台10沿着第二方向相对移动设定距离，减小叠片辊组与叠片台10台面之间的间距，使位于最上层的带料1与位于其下方的片料2贴合，而后利用折叠定位
机构将第二端的带料1压紧固定，如图8-9所示。
91.当利用折叠定位机构将第二端的带料1压紧固定后，驱动叠片辊组与叠片台10沿着第二方向相对移动设定距离，增大叠片辊组与叠片台10台面之间的间距，如图10所示。驱动叠片台10与片料输送机构17之间沿着第二方向相对移动，使叠片台10与片料输送机构17之间间距增大至少一个叠片单元的厚度的距离。
92.4)利用片料输送机构17将呈片状的片料2叠放在带料1上。当片料2叠放在带料1上后，叠片压紧机构将该片料2压紧固定，如图10所示。
93.当带料1为隔膜时，若步骤2)中将第一极片叠放在隔膜上时，则步骤4)中将第二极片叠放在隔膜上；若步骤2)中将第二极片叠放在隔膜上时，则步骤4)中将第一极片叠放在隔膜上；
94.当带料为第一极片时，则此时将呈片状的第二极片叠放在第一极片上；
95.当带料为第二极片时，则此时将呈片状的第一极片叠放在第一极片上。
96.5)利用折叠驱动机构驱动叠片辊组与叠片台之间相对移动，使叠片辊组相对于叠片台移动至带料往返折叠的第一端的端部位置处，并利用折叠定位机构将第一端的带料压紧固定，如图11-14所示。
97.当叠片辊组相对于叠片台10移动至带料1往返折叠的第一端的端部位置处后，驱动叠片辊组与叠片台10沿着第二方向相对移动设定距离，减小叠片辊组与叠片台10台面之间的间距，使位于最上层的带料1与位于其下方的片料2贴合，而后利用折叠定位机构将第一端的带料1压紧固定，如图15所示。
98.当利用折叠定位机构将第一端的带料1压紧固定后，驱动叠片辊组与叠片台10沿着第二方向相对移动设定距离，增大叠片辊组与叠片台10台面之间的间距，如图16所示；驱动叠片台10与片料输送机构17之间沿着第二方向相对移动，使叠片台10与片料输送机构17之间间距增大至少一个叠片单元的厚度的距离。
99.6)循环步骤2)至步骤5)，直至叠片完成。
100.本文所述“一个叠片单元的厚度”指叠在一起的一层带料1和一层片料2的总厚度。
101.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。