一种高效叠片装置的制作方法

1.本实用新型涉及叠片装置技术领域，具体涉及一种高效叠片装置。


背景技术：

2.锂离子电池具有比能量高、循环次数多、存储时间长、单体电芯容量大等优点，不仅在便携式电子设备上得到了广泛应用，如移动电话、数码相机以及手提电脑等；而且也扩展应用在电动自行车、电动汽车、移动基站和储能电站等领域。可见，锂离子电池拥有广阔的市场空间。在这种情况下，电池在生产过程中的产品质量与生产效率就显得尤为重要。
3.现有锂离子电池在生产过程中，主要以卷绕及叠片两种工艺为主导。相比较而言，叠片工艺电芯比卷绕工艺具有更低的内阻，更高的放电平台，高容量密度与高能量密度的优势，适用的范围也相对较广。然而，叠片工艺存在如下缺陷：1)叠片主要靠叠片台或上料机构左右往复运动进行叠片，机械动作不连贯，造成多余工步的浪费；2)为保证叠片对齐度，每次正负极上料落片，叠片台与上料机构间都要用固定的停顿时间，造成产能浪费。上述两缺陷限制了叠片工艺的生产效率。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中锂离子电池叠片工艺生产效率低的缺陷，从而提供一种高效叠片装置。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种高效叠片装置，包括：
6.叠片台；
7.两组同步带输送机构，分别位于所述叠片台的前后两侧，所述同步带输送机构竖直布置且其驱动轴左右方向布置，两组所述同步带输送机构相对分布；
8.多个夹爪，均匀分布于所述同步带输送机构的同步带外表面，且每个夹爪皆与所述同步带外表面垂直固定，两组同步带输送机构上的夹爪竖直错位分布，所述夹爪适于夹取极片，所述夹爪可前后伸缩或左右滑动以在循环时避让所述叠片台。
9.可选的，每组同步带输送机构包括两个同步带输送机构且左右分布，同组的两个同步带输送机构上的夹爪竖直方向上位置相同且分别适于夹取极片的左右两边缘。
10.可选的，还包括：
11.条形安装板，其水平布置且两端分别固定在同组的两个同步带输送机构的同步带外表面上，所述夹爪安装在所述条形安装板上。
12.可选的，所述夹爪可沿所述条形安装板左右移动。
13.可选的，所述夹爪和所述条形安装板皆为中空板状结构且内部相连通，所述夹爪上设有适于吸附极片的吸附孔，所述条形安装板的左右两端面开设有与其内部连通的连接孔，所述连接孔适于连接外部真空机。
14.可选的，还包括：
15.正极片上料机构，适于将正极片输送至所述夹爪的夹取范围内；
16.负极片上料机构，适于将负极片输送至所述夹爪的夹取范围内；
17.极片放卷机构，位于所述叠片台的正上方，且其收卷轴沿左右方向布置。
18.可选的，所述正极片上料机构和/或负极片上料机构为传送带。
19.可选的，所述叠片台为升降台。
20.可选的，所述叠片台设有两个且皆可左右滑动设置。
21.可选的，还包括：
22.控制器；
23.传感器，适于检测夹爪位置；
24.所述控制器根据传感器检测信号控制所述夹爪开合以及夹爪伸缩或移动。
25.本实用新型技术方案，具有如下优点：
26.1.本实用新型提供的高效叠片装置，夹爪安装在竖直布置的同步带输送机构上，同步带输送机构设有两组且其上的夹爪竖直错位分布，使用时通过两组同步带输送机构上的夹爪挤推隔膜实现z字叠片。夹爪跟随同步带输送机构进行竖直方向的环形循环运动，可以改善机械动作，消除多余的机械指令，减少往复动作存在的产生浪费，提高了叠片效率。
27.2.本实用新型提供的高效叠片装置，每组同步带输送机构包括两个同步带输送机构，且分别适于夹取极片的左右两边缘，能够保持极片的稳定，从而提高叠片质量。
28.3.本实用新型提供的高效叠片装置，设有正极片上料机构、负极片上料机构及极片放卷机构，实现了上料的机械化，提高了装置的自动化程度，减少了人力。
29.4.本实用新型提供的高效叠片装置，叠片台为升降台，能够根据叠片的厚度进行下移调整，使得叠片位置保持在一定的范围内，避免叠片位置过偏影响叠片质量。
30.5.本实用新型提供的高效叠片装置，设有两个叠片台，能够交替作业以完成不同极组的叠片，进一步提高了加工效率。
31.6.本实用新型提供的高效叠片装置，夹爪采用真空吸附结构，对极片的吸附更加牢固，能够保证极片不会掉落。
附图说明
32.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。
33.图1为本实用新型实施例高效叠片装置的结构示意图；
34.图2为图1中a处的局部放大图。
35.附图标记说明：
36.1、叠片台；2、同步带输送机构；3、夹爪；31、吸附孔；4、条形安装板；41、连接孔；5、正极片上料机构；6、负极片上料机构；7、极片放卷机构。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本实用新型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
领域普通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。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
40.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
41.实施例
42.结合图1所示，本实施例提供的高效叠片装置包括叠片台1、同步带输送机构2及夹爪3。
43.叠片台1即用以完成叠片动作的平台。使用时为避免夹爪3与地面干涉，可将叠片台1设置一定高度。
44.同步带输送机构2，设有两组且分别位于叠片台1的前后两侧，同步带输送机构2竖直布置且其驱动轴左右方向布置，两组同步带输送机构2相对分布。同步带输送机构2即能够实现同步运动的机械机构，可以是皮带传送机构，或是链条传动机构，或是其他常见同步结构。同步带输送机构2包括驱动轮、从动轮及同步带，同步带绕装在两个轮上，驱动轮的轴即驱动轴。两组同步带输送机构2分别用以运输正极片和负极片设置。两组同步带输送机构2相对分布，即在左右方向上没有错位。
45.夹爪3，设有多个且均匀分布于同步带输送机构2的同步带外表面，每个夹爪3皆与同步带外表面垂直固定，两组同步带输送机构2上的夹爪3竖直错位分布，夹爪3适于夹取极片，夹爪3可前后伸缩或左右滑动以在循环时避让叠片台1。夹爪3完成夹取极片的动作，必需与极片接触，而极片要完成叠片动作需能完全置于叠片台1上，这样夹爪3随同步带输送机构2运动时，夹爪3便会与叠片台1干涉，所以两种解决方式：第一，夹爪3能沿前后方向伸缩，当夹爪3到达叠片台1位置时缩回以避让叠片台1；第二种，夹爪3能沿左右方向滑动，当夹爪3到达叠片台1位置时向外滑动以避让叠片台。具体伸缩结构或滑动结构属于本领域人员容易设计的。
46.本实施例的高效叠片装置，正极片和负极片在夹爪3的作用下从叠片台1的前后两侧进入叠片台1，隔膜从叠片台1正上方落下，通过两个极片挤压成z字型，完成叠片。本装置的夹爪3的运动轨迹为竖向环状，叠片动作可不间断持续进行，相对于现有的叠片工艺，避免了多余的机械动作，提高了生产效率，从而提高了产能。
47.作为上述技术方案的进一步改进方案，每组同步带输送机构2包括两个同步带输送机构2且左右分布，同组的两个同步带输送机构2上的夹爪3竖直方向上位置相同且分别
适于夹取极片的左右两边缘。两个同步带输送机构2能够更加稳固的夹取极片，避免极片倾斜，利于保证叠片质量。
48.作为上述技术方案的进一步改进方案，同组的两个同步带输送机构2采用同一驱动轴。具体实施时，通过同一电机即可实现两个同步带输送机构2的动作，节省了设备成本，且更能保证两个同步带输送机构2运动的同步性，以避免两个同步带输送机构2运动不同步导致的极片拉扯甚至损坏。
49.作为夹爪3的一种优选安装方式，还包括：
50.条形安装板4，其水平布置且两端分别固定在同组的两个同步带输送机构2的同步带外表面上，夹爪3安装在条形安装板4上。相对于直接安装在同步带表面，安装更加容易，并且由于条形安装板4为硬质结构，也利于保持夹爪3的稳定。
51.作为夹爪3的一种优选运动方式，夹爪3可沿条形安装板4左右移动。相对于前后伸缩而言，一方面所需移动的行程更小，结构设计更加简便；另一方面，当极片上料采用传送带时，本结构更能适配，只需将极片两端外伸于传送带宽度方向，夹取时，让夹爪3以开爪状态从极片的左右两侧划入极片，然后合爪即可完成夹取。如果采用前后伸缩结构，则极片在前后方向上需有部分区域外伸于传送带的长度方向，夹爪3夹取极片的面积较小，稳定性差。
52.参照图2，作为夹爪3的一种优选夹取结构，夹爪3和条形安装板4皆为中空板状结构且内部相连通，夹爪3上设有适于吸附极片的吸附孔31，条形安装板4的左右两端面开设有与其内部连通的连接孔41，连接孔41适于连接外部真空机。使用时，连接孔41与外部真空机连接，使夹爪3和条形安装板4产生负压，从而在吸附孔31位置通过负压将极片吸附，保证极片不会掉落。具体的，真空施加范围为夹爪3上升至同步带位置准备取片时接入真空，完成叠片抽出夹爪3时破除真空。当然，其他实施例中，夹爪也可以采用可相互靠近或远离的两爪瓣结构，或者采用其他可以实现夹取动作的结构。细节的，夹爪3与条形安装板4之间设有滑动密封结构，以保证两者内部的密封性，为真空吸附提供硬件保障。
53.作为上述技术方案的进一步改进，还包括：
54.正极片上料机构5，适于将正极片输送至夹爪3的夹取范围内；
55.负极片上料机构6，适于将负极片输送至夹爪3的夹取范围内；
56.极片放卷机构7，位于叠片台1的正上方，且其收卷轴沿左右方向布置。
57.本改进结构中，正极片、负极片及隔膜的上料皆采用机械操作，减少了人工成本，并且提高了装置的自动化程度，利于满足现有企业自动化生产的需求。当然，其他实施例中，采用人工上料亦可。
58.作为上料机构的一种优选结构，正极片上料机构5和/或负极片上料机构6为传送带。传送带所在方向为前后方向，上料时，极片放置在传送带上，跟随其同步运动，当运动至夹爪3的夹取范围时被夹爪3取下，如此可实现极片的不间断上料，并且将极片的间隔对应夹爪3间距设置，即可满足夹爪3不间断动作的不间断上料需求。
59.作为叠片台1的一种优选结构，叠片台1为升降台。升降台能够根据叠片的厚度进行下移调整，以使得叠片的位置保持在一定范围内，避免叠片位置过偏影响叠片质量。
60.作为叠片台1的一种优选结构，叠片台1设有两个且皆可左右滑动设置。当一个极组的叠片完成后，对应的叠片台1从叠片区域滑出，切断薄膜后另一叠片台1滑入叠片区域
进行叠片，如此交替作业，加工效率更高。
61.作为上述技术方案的改进方案，还包括：
62.控制器；
63.传感器，适于检测夹爪3位置；
64.控制器根据传感器检测信号控制夹爪3开合以及夹爪3伸缩或移动。
65.具体控制过程如下：当夹爪3运动至极片放置位置时，夹爪3伸缩或滑动使极片进入夹爪3的夹取范围内，此时合爪将极片取下；当夹爪3运动至叠片台1位置时，夹爪3开爪，且同时伸缩或滑动，使夹爪3避让叠片台1同时极片落至叠片台1上进行叠片。
66.作为具体的实现形式，本技术的高效叠片装置工作过程如下：
67.首先，将隔膜从极片放卷机构7上扯下并将下端固定在叠片台1上，向叠片台1前后两侧的两个传送带上分别放置正极片和负极片，并使得极片的左右两端外伸于传动带；启动两组同步带输送机构2和传送带，当夹爪3随同步带输送机构2运动至传送带上表面位置时，同组同步带输送机构2的夹爪3沿左右方向相互靠近，直至使得极片置于夹爪3的夹取范围内，此时夹爪3合爪将极片夹取；夹爪3取上极片后随同步带输送机构2先上移后下移，由于两组同步带输送机构2的夹爪3错位分布，所以夹取有极片的夹爪3接触到隔膜时便会将隔膜挤推成z字型，直至快接触叠片台1时，夹爪3开爪并且沿左右方向向外滑动，避让叠片台1同时使极片落至叠片台1上进行叠片，如此循环动作。
68.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。