一种电芯制成压膜装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子动力电池制造领域，特别指用于自动化电芯叠片制成的一种电芯制成压膜装置。


背景技术：

2.锂电池lithium battery是指电化学体系中含有锂包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。随着国家大力推动新能源发展，各行各业对锂离子动力电池的需求日益增长，锂离子动力电池的组成结构中电芯是其核心部件，电芯一般由正负极片相互交错叠合而成。电芯组成结构包括上下交错叠合的多片正负极片，正负极片之间通过隔膜进行隔离绝缘。目前国内技术比较先进的锂电池设备主要掌握在国外设备供应商手中，国内高端锂电叠片设备目前主要依靠进口。
3.锂离子电池的电芯一般由正负极片交错叠合后形成，同时在正负极片之间还需要插入绝缘隔膜。目前电芯的制成工艺根据隔膜插入工艺不同包括带状叠片和单片叠两种方式，即叠片时采用连续的隔膜和单片隔膜叠片。对于带状叠片工艺，叠片时正负极片轮换地放置在叠片平台上，带状的隔膜在叠片平台上方来回循环拉动，在正极片或负极片叠好后覆盖在正极片或负极片的表面，再将隔膜裁断；该种叠片方式，叠片过程中带状隔膜张紧并被来回拉动，内部存在应力，在裁断后隔膜表面会出现起皱等情况，影响电芯质量。对于单片叠工艺，叠片前先将隔膜裁断为单片结构，正负极片叠放后将单片的隔膜叠放在正极片或负极片表面实现叠片，该种叠片工艺需要多次取隔膜叠隔膜，导致叠片效率低下，为保证每次叠片位置精度，叠合前还需对隔膜进行对位，叠片位置精度难以有效保证。
4.针对上述带状叠片工艺，在进行自动化叠片设计过程中，存在以下技术难点问题需要解决：在叠片过程中，连续的隔膜带拉开后将正极片或负极片叠合在其上，然后隔膜反向拉开至上述正极片或负极片上，隔膜带沿着z字形路径左右来回覆膜，并将不同极性的极片逐次叠放在隔膜上；基于以上叠片原理，在隔膜左右覆膜过程中需要将已覆盖在叠片平台上的水平隔膜压紧，以避免后续拉膜时将其带起。传统的压膜机构一般通过气缸驱动悬空状态的压片从叠片平台外侧压住隔膜，且由于压膜过程中还需要避免与覆膜运动干涉，因此压膜过程中不能仅从竖直方向下压，还需压片具备在水平方向的回缩力；为实现该要求，现有的压膜装置采用凸轮传动方式实现竖直方向和水平方向的驱动，传动不稳定，且影响压片压膜时的平整度，其结构设计非常复杂，力传动路径长，传动误差大。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用滑道式导向压膜，减少压膜传动误差，保证了压膜的稳定性、运动精准度及平整度的电芯制成压膜装置。
6.本实用新型采取的技术方案如下：一种电芯制成压膜装置，包括压膜支板、水平动力部件、压膜部件、换滑道部件及滑道部件，其中，上述压膜支板水平设置在叠片支台的左侧或右侧；上述水平动力部件设置于压膜支板上，且动力输出方向沿垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向水平设置；上述压膜部件连接于水平动力部件的输出端上，且在竖直方向上与水平动力部件的输出端可活动地连接；上述换滑道部件设置在水平动力部件上，且输出端沿竖直方向设置，并连接在压膜部件上；上述滑道部件设置在压膜支板上，滑道部件包括沿水平动力部件的动力输出方向水平延伸的上滑道及下滑道；压膜部件经水平动力部件驱动沿上滑道或下滑道水平直线运动，并经换滑道部件驱动而在上滑道及下滑道之间转移。
7.优选的，所述水平动力部件包括直线电机、电机滑座及水平驱动滑座，其中，上述直线电机水平设置在压膜支板上；上述电机滑座沿垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向水平可活动地设置在直线电机上，并经直线电机驱动而直线运动；上述水平驱动滑座连接在电机滑座上。
8.优选的，所述压膜部件包括竖滑轨、升降滑座、压膜片及导轮，其中，上述竖滑轨沿竖直方向设置在水平驱动滑座的侧壁上；上述升降滑座可滑动地嵌设在竖滑轨上；上述压膜片水平连接在升降滑座的侧壁上，并朝垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向延伸；上述导轮通过连接块连接在升降滑座上，且导轮在上滑道或下滑道上自由滚动，并经上滑道或下滑道限位导向。
9.优选的，所述换滑道部件包括换滑道气缸，其中，上述换滑道气缸连接在水平驱动滑座上，且输出端朝竖直方向设置，并与升降滑座连接，以便驱动升降滑座带动压膜片克服重力影响从下滑道移动至上滑道。
10.优选的，所述滑道部件包括滑道支板、上滑道、下滑道及柔性封口件，其中，上述滑道支板竖直设置在压膜支板上，且沿垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向延伸；上述上滑道及下滑道上下间隔地设置在滑道支板的一侧壁上，且与滑道支板的延伸方向相同；上述上滑道水平延伸，且远离叠片支台的一端开设有柔性开口；上述下滑道的两端设有过渡斜面，过渡斜面朝靠近叠片支台方向倾斜向下延伸；上述柔性封口件设置在柔性开口处。
11.优选的，所述柔性封口件包括封口支座、封口摆块、封口弹簧及封口板，其中，上述封口支座设置在滑道支板的另一侧壁上；上述封口摆块的一端可转动地连接在封口支座上，另一端延伸至柔性开口处，并与设置在滑道支板上的封口弹簧连接；上述封口板水平连接在封口摆块上，并位于柔性开口内，自然状态下封口弹簧的弹力通过封口摆块驱动封口板下压，使封口板维持水平状态，并扣合在柔性开口上，将柔性开口封合，在柔性封口处，滑道气缸驱动升降滑座向上运动，升降滑座带动导轮向上顶推封口板，使导轮从下滑道经柔性开口进入上滑道，导轮完全进入上滑道后，封口板经封口弹簧自动拉至水平，以便导轮在上滑道上直线滚动。
12.本实用新型的有益效果在于：
13.本实用新型针对现有技术存在的缺陷和不足自主研发设计了一种采用滑道式导向压膜，减少压膜传动误差，保证了压膜的稳定性、运动精准度及平整度的电芯制成压膜装置。本实用新型通过上下间隔水平设置的上滑道和下滑道作为压膜运动过程中的承载及导向载体，压片沿着上滑道和下滑道形成的运动路径循环运动过程中实现了从水平方向及竖
直方向运动，既保证了压膜时对竖直向下压力的要求，同时还实现了在水平方向向外回缩，以避免与叠片运动干涉的目的，且通过该种滑道导向式结构形成了压片稳定的运动路径，相比于现有压膜工艺，减少了传动路径，减少了传递误差，且稳定的运动导向结构，保证了压片运动过程中的稳定性，实现了压膜精度的有效提升。具体地，本实用新型包括压膜支板、水平动力部件、压膜部件、换滑道部件及滑道部件，压膜支板水平设置在叠片支台的前侧或后侧；水平动力部件设置于压膜支板上，且动力输出方向沿垂直于叠片支台的前侧边或后侧边方向水平设置；压膜部件连接于水平动力部件的输出端上，且在竖直方向上与水平动力部件的输出端可活动地连接；换滑道部件设置在水平动力部件上，且输出端沿竖直方向设置，并连接在压膜部件上；滑道部件设置在压膜支板上，滑道部件包括沿水平动力部件的动力输出方向水平延伸的上滑道及下滑道；压膜部件经水平动力部件驱动沿上滑道或下滑道水平直线运动，并经换滑道部件驱动而在上滑道及下滑道之间转移。
附图说明
14.图1为本实用新型的立体结构示意图之一。
15.图2为本实用新型的立体结构示意图之二。
16.图3为本实用新型的立体结构示意图之三。
17.图4为本实用新型的部件结构示意图之一。
18.图5为本实用新型的部件结构示意图之二。
19.图6为本实用新型的部件结构示意图之三。
20.图7为本实用新型的部件结构示意图之四。
21.图8为本实用新型的部件结构示意图之五。
22.图9为本实用新型的部件结构示意图之六。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本实用新型作进一步描述：
24.如图1至图9所示，本实用新型采取的技术方案如下：一种电芯制成压膜装置，包括压膜支板921、水平动力部件、压膜部件、换滑道部件及滑道部件，其中，上述压膜支板921水平设置在叠片支台的左侧或右侧；上述水平动力部件设置于压膜支板921上，且动力输出方向沿垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向水平设置；上述压膜部件连接于水平动力部件的输出端上，且在竖直方向上与水平动力部件的输出端可活动地连接；上述换滑道部件设置在水平动力部件上，且输出端沿竖直方向设置，并连接在压膜部件上；上述滑道部件设置在压膜支板921上，滑道部件包括沿水平动力部件的动力输出方向水平延伸的上滑道及下滑道；压膜部件经水平动力部件驱动沿上滑道或下滑道水平直线运动，并经换滑道部件驱动而在上滑道及下滑道之间转移。
25.水平动力部件包括直线电机922、电机滑座923及水平驱动滑座924，其中，上述直线电机922水平设置在压膜支板921上；上述电机滑座923沿垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向水平可活动地设置在直线电机922上，并经直线电机922驱动而直线运动；上述水平驱动滑座924连接在电机滑座923上。
26.压膜部件包括竖滑轨925、升降滑座926、压膜片927及导轮929，其中，上述竖滑轨
925沿竖直方向设置在水平驱动滑座924的侧壁上；上述升降滑座926可滑动地嵌设在竖滑轨925上；上述压膜片927水平连接在升降滑座926的侧壁上，并朝垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向延伸；上述导轮929通过连接块连接在升降滑座926上，且导轮929在上滑道或下滑道上自由滚动，并经上滑道或下滑道限位导向。
27.换滑道部件包括换滑道气缸928，其中，上述换滑道气缸928连接在水平驱动滑座924上，且输出端朝竖直方向设置，并与升降滑座926连接，以便驱动升降滑座926带动压膜片927克服重力影响从下滑道移动至上滑道。
28.滑道部件包括滑道支板9210、上滑道9215、下滑道9216及柔性封口件，其中，上述滑道支板9210竖直设置在压膜支板921上，且沿垂直于叠片支台的左侧边或右侧边方向延伸；上述上滑道9215及下滑道9216上下间隔地设置在滑道支板9210的一侧壁上，且与滑道支板9210的延伸方向相同；上述上滑道9215水平延伸，且远离叠片支台的一端开设有柔性开口；上述下滑道9216的两端设有过渡斜面，过渡斜面朝靠近叠片支台方向倾斜向下延伸；上述柔性封口件设置在柔性开口处。
29.柔性封口件包括封口支座9211、封口摆块9212、封口弹簧9213及封口板9214，其中，上述封口支座9211设置在滑道支板9210的另一侧壁上；上述封口摆块9212的一端可转动地连接在封口支座9211上，另一端延伸至柔性开口处，并与设置在滑道支板9210上的封口弹簧9213连接；上述封口板9214水平连接在封口摆块9212上，并位于柔性开口内，自然状态下封口弹簧9213的弹力通过封口摆块9212驱动封口板9214下压，使封口板9214维持水平状态，并扣合在柔性开口上，将柔性开口封合，在柔性封口处，滑道气缸928驱动升降滑座926向上运动，升降滑座926带动导轮929向上顶推封口板9214，使导轮929从下滑道9216经柔性开口进入上滑道9215，导轮929完全进入上滑道9215后，封口板9214经封口弹簧9213自动拉至水平，以便导轮929在上滑道9215上直线滚动。
30.进一步，本实用新型设计了一种采用滑道式导向压膜，减少压膜传动误差，保证了压膜的稳定性、运动精准度及平整度的电芯制成压膜装置。本实用新型通过上下间隔水平设置的上滑道和下滑道作为压膜运动过程中的承载及导向载体，压片沿着上滑道和下滑道形成的运动路径循环运动过程中实现了从水平方向及竖直方向运动，既保证了压膜时对竖直向下压力的要求，同时还实现了在水平方向向外回缩，以避免与叠片运动干涉的目的，且通过该种滑道导向式结构形成了压片稳定的运动路径，相比于现有压膜工艺，减少了传动路径，减少了传递误差，且稳定的运动导向结构，保证了压片运动过程中的稳定性，实现了压膜精度的有效提升。具体地，本实用新型包括压膜支板、水平动力部件、压膜部件、换滑道部件及滑道部件，压膜支板水平设置在叠片支台的前侧或后侧；水平动力部件设置于压膜支板上，且动力输出方向沿垂直于叠片支台的前侧边或后侧边方向水平设置；压膜部件连接于水平动力部件的输出端上，且在竖直方向上与水平动力部件的输出端可活动地连接；换滑道部件设置在水平动力部件上，且输出端沿竖直方向设置，并连接在压膜部件上；滑道部件设置在压膜支板上，滑道部件包括沿水平动力部件的动力输出方向水平延伸的上滑道及下滑道；压膜部件经水平动力部件驱动沿上滑道或下滑道水平直线运动，并经换滑道部件驱动而在上滑道及下滑道之间转移。
31.本实用新型的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本实用新型专利范围所做的
等效变化或修饰，均属于本实用新型专利权利要求范围内。