CN209374600U - 一种组合式叠片设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式叠片设备，包括：叠片单元制作装置，用于制作叠片单元；其包括：依次设置的第一极片制作机构和隔膜静电复合机构；第一极片制作机构用于将第一极片卷料制作成第一极片；隔膜静电复合机构用于使第一隔膜产生静电、并将产生静电的第一隔膜复合在第一极片的一个表面上，使第二隔膜产生静电、并将产生静电的第二隔膜复合在第一极片的另一个表面上，形成叠片单元；第二极片制作机构，用于制作第二极片；第二极片和第一极片的极性相反；以及叠放装置，用于交替叠放叠片单元和第二极片以形成叠片电芯。本设备所生产出的叠片电芯，隔膜平整的复合在极片表面，且设备集成度高，减少了劳动力，进一步的降低了生产成本。

Description

一种组合式叠片设备

技术领域

本申请涉及锂离子电池叠片电芯生产领域，具体涉及一种组合式叠片设备。

背景技术

目前，在制作叠片单元时，采用点胶机构将胶点到极片上，然后使隔膜与极片复合在一起，胶存在一定厚度，在多层叠片过程中，局部后度会逐渐增大，影响电芯整体厚度的一致性，电芯在热压和充放电的过程中容易出现局部压力集中和析锂的现象，存在安全隐患，并且胶的存在会引起一系列副反应的发生，引起电芯首次效率低、电芯容量低和电芯膨胀等问题。

因此，现有技术有待改进和提高。

实用新型内容

本申请旨在提供一种组合式叠片设备，以提高叠片电芯的生产效率和产品的良品率。

本申请提供了一种组合式叠片设备，包括：

叠片单元制作装置，用于制作叠片单元；其包括：依次设置的第一极片制作机构和隔膜静电复合机构；所述第一极片制作机构用于将第一极片卷料制作成第一极片；所述隔膜静电复合机构用于使第一隔膜产生静电、并将产生静电的第一隔膜复合在第一极片的一个表面上，使第二隔膜产生静电、并将产生静电的第二隔膜复合在第一极片的另一个表面上，形成所述叠片单元；

第二极片制作机构，用于制作第二极片；所述第二极片和所述第一极片的极性相反；以及

叠放装置，用于交替叠放所述叠片单元和所述第二极片以形成叠片电芯。

所述的组合式叠放设备，其中，所述第一极片制作机构包括依次设置的：

第一极片放卷组件，用于放卷出第一极片卷料；

第一切极耳组件，用于对所述第一极片卷料切极耳；

第一裁切组件，用于将切极耳后的第一极片卷料定长裁切成第一极片。

所述的组合式叠片设备，其中，所述隔膜静电复合机构包括：第一隔膜放卷组件，第二隔膜放卷组件，第一静电发生器，第二静电发生器，辊压组件和隔膜裁切组件；所述第一隔膜放卷组件用于将产生静电的第一隔膜卷料释放到第一极片的一个表面上；所述第二隔膜放卷组件用于将产生静电的第二隔膜卷料释放到第一极片的另一个表面上；所述第一静电发生器用于使所述第一隔膜卷料产生静电；所述第二静电发生器用于使所述第二隔膜卷料产生静电；所述辊压组件用于通过辊压将产生静电的第一隔膜卷料、第一极片和产生静电的第二隔膜卷料复合；所述隔膜裁切组件用于在复合前或者复合后对产生静电的第一隔膜卷料和产生静电的第二隔膜卷料进行定长裁切，以形成产生静电的第一隔膜和产生静电的第二隔膜。

所述的组合式叠片设备，其中，所述辊压组件包括一对辊轮，用于对层叠设置的第一隔膜、第一极片和第二隔膜进行辊压复合。

所述的组合式叠片设备，其中，所述第二极片制作机构包括依次设置的：

第二极片放卷组件，用于放卷出第二极片卷料；

第二切极耳组件，用于对所述第二极片卷料切极耳；

第二裁切组件，用于将切极耳后的第二极片卷料定长裁切成第二极片。

所述的组合式叠片设备，其中，所述叠放装置具体用于:以先叠放所述叠片单元后叠放所述第二极片的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个叠片单元形成叠片电芯；或者，以先叠放所述第二极片后叠放所述叠片单元的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个第二极片形成叠片电芯。

所述的组合式叠片设备，其中，所述叠放装置包括：设置在同一圆周上的第一上料工位，第二上料工位、第一叠片工位和第二叠片工位；第一上料工位用于所述叠片单元的上料，第二上料工位用于所述第二极片的上料；第一叠片工位和第二叠片工位均用于交替叠放所述叠片单元和第二极片以形成叠片电芯。

所述的组合式叠片设备，其中，所述第一上料工位和第二上料工位之间的连线经过圆心，所述第一叠片工位和第二叠片工位之间的连线经过圆心；第一上料工位和第二上料工位之间的连线与第一叠片工位和第二叠片工位之间的连线垂直。

所述的组合式叠片设备，其中，所述叠放装置还包括叠片机械臂，所述叠片机械臂的两端均设置有夹持机构；两端的所述夹持机构分别夹持第一上料工位上的叠片单元和第二上料工位上的第二极片，所述叠片机械臂顺时针旋转90°后，两端的所述夹持机构分别释放叠片单元到第一叠片工位和释放第二极片到第二叠片工位；所述叠片机械臂逆时针旋转90°复位，两端的所述夹持机构分别夹持第一上料工位上的叠片单元和第二上料工位上的第二极片，所述叠片机械臂逆时针旋转90°后，两端的所述夹持机构分别释放叠片单元到第二叠片工位和释放第二极片到第一叠片工位；所述叠片机械臂顺时针旋转90°复位，从而完成一次叠片。

所述的组合式叠片设备，其中，所述叠放装置还包括：第一取料机械手和第二取料机械手；第一取料机械手用于从叠片单元制作装置抓取叠片单元，并放置在第一上料工位上；第二取料机械手用于从第二极片制作机构抓取第二极片，并放置在第二上料工位上。

本实用新型的有益效果是：

本申请提供了一种组合式叠片设备，包括：叠片单元制作装置，用于制作叠片单元；其包括：依次设置的第一极片制作机构和隔膜静电复合机构；所述第一极片制作机构用于将第一极片卷料制作成第一极片；所述隔膜静电复合机构用于使第一隔膜产生静电、并将产生静电的第一隔膜复合在第一极片的一个表面上，使第二隔膜产生静电、并将产生静电的第二隔膜复合在第一极片的另一个表面上，形成所述叠片单元；第二极片制作机构，用于制作第二极片；所述第二极片和所述第一极片的极性相反；以及叠放装置，用于交替叠放所述叠片单元和所述第二极片以形成叠片电芯。本设备集成度高，减少了劳动力，进一步的降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的组合式叠片装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的组合式叠片装置中叠放装置的结构示意图；

图3为本实用新型提供的叠片电芯的一种结构示意图；

图4为本实用新型提供的叠片电芯的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

本实施例提供了一种组合式叠片设备，具体用于生产锂电池叠片电芯的生产设备。

参见图1所示，本实施例所提供的组合式叠片设备包括：叠片单元制作装置10、第二极片制作机构20以及叠放装置30。叠片单元制作装置10用于制作叠片单元a，第二极片制作机构20用于制作第二极片b，叠放装置30用于交替叠放叠片单元制作装置10制作的叠片单元a和第二极片制作机构20制作的第二极片b以形成叠片电芯。本实施例中，第二极片和第一极片的极性相反。

应当说明的是，叠片单元制作装置10将所制作的叠片单元a输出给叠片装置30，第二极片制作机构20将制作的第二极片b输出给叠片装置30，叠片装置30再根据一定的顺序叠放叠片单元a和第二极片b，从而形成叠片电芯。可以理解的是，叠片装置30在叠片单元制作装置10和第二极片制作机构20的输出端，在实际生产中，为节省设备占用空间，提高生产效率，将叠放装置30设置在叠片单元制作装置10和第二极片制作机构20之间。

叠片单元制作装置10包括依次设置的：第一极片制作机构和隔膜静电复合机构。第一极片制作机构用于将第一极片卷料制作成第一极片；隔膜静电复合机构用于使第一隔膜产生静电、并将产生静电的第一个隔膜复合在第一极片的一个表面上，和用于使第二隔膜产生静电、并将产生静电的第二隔膜复合在第一极片的另一个表面上，异形成叠片单元a。本实施例中，第一极片的一个表面和第一极片的另一个表面分别为第一极片的上表面和下表面，即产生静电的第一隔膜负载在第一极片的上表面，产生静电的第二隔膜复合在第一极片的下表面，从而形成叠片单元a，此种方式所生产出的叠片单元a中，极片和隔膜不存在厚度不均的问题，保证了隔膜平整的复合在第一极片的上、下表面，提高了生产效率，并提高了产品质量。

具体的，第一极片制作机构包括依次设置的：第一极片放卷组件11、第一极片切极耳组件12和第一裁切组件13。第一极片放卷组件11用于放卷出第一极片卷料，具体是以放卷出料的方式放卷出第一极片卷料；第一切极耳组件12设置在第一极片放卷组件11的输出端，其用于对第一极片放卷组件11放卷出的第一极片卷料切极耳，优选的，第一切极耳组件12是以激光切极耳的方式切极耳，其具有精度高，所切得的极耳的毛刺少等优点；第一裁切组件13设置在第一切极耳组件12的输出端，其用于将第一切极耳组件12切极耳后的第一极片卷料定长裁切以形成第一极片。

隔膜静电复合机构包括：第一隔膜放卷组件14、第二隔膜放卷组件15、第一静电发生器16、第二静电发生器17、辊压组件18和隔膜裁切组件19。第一隔膜放卷组件14用于将产生静电的第一隔膜卷料释放到第一极片的一个表面上，即第一极片的上表面上；第二隔膜放卷组件15用于将产生静电的第二隔膜卷料释放到第一极片的另一个表面上，即第一极片的下表面；第一静电发生器16用于使第一隔膜卷料产生静电，第二静电发生器17用于使第二隔膜卷料产生静电，具体的是，静电发生器向隔膜卷料发生正离子或负离子，使得隔膜卷料表面产生电荷，从而使得隔膜卷料产生静电。辊压组件18用于通过辊压将产生静电的第一隔膜、第一极片和产生静电的第二隔膜复合在一起，在辊压时，辊压组件18将第一隔膜和第二隔膜展平，保证了产品质量；隔膜裁切组件19用于在复合前或者复合后对产生静电的第一隔膜卷料和产生静电的第二隔膜卷料进行定长裁切，以形成产生静电的第一隔膜和产生静电的第二隔膜，再在辊压组件18的作用下形成叠片单元a。优选的，第一隔膜放卷组件14和第二隔膜放卷组件15的输出端均设置有隔膜裁切组件19，两个隔膜裁切组件19同时分别对第一隔膜卷料和第二隔膜卷料定长裁切，形成第一隔膜和第二隔膜。换言之，隔膜裁切组件19可以设置在辊压组件18的上游或下游，当隔膜裁切组件19设置在辊压组件18的上游时，对复合前的第一隔膜卷料和第二隔膜卷料定长裁切；当隔膜裁切组件19设置在辊压组件18的下游时，对复合后的第一隔膜卷料和第二隔膜卷料定长裁切。

本实施例中，辊压组件18包括一对辊轮，一对辊轮分别设置在复合在一起的第一隔膜、第一极片和第二隔膜的上方和下方，一对辊轮分别向靠近叠片单元a的方向移动，挤压层叠设置的第一隔膜、第一极片和第二隔膜并带动其一起向前移动，以将第一隔膜、第一极片和第二隔膜辊压复合在一起，形成叠片单元a。

第二极片制作机构20包括依次设置的：第二极片放卷组件21、第二切极耳组件22和第二裁切组件23。第二极片放卷组件21用于放卷出第二极片卷料，具体是以放卷出料的方式放卷出第二极片卷料；第二切极耳组件22设置在第二极片放卷组件21的输出端，其用于对第二极片放卷组件21放卷出的第二极片卷料切极耳，优选的，第二切极耳组件22是以激光切极耳的方式切极耳，其具有精度高，所切得的极耳的毛刺少等优点；第二裁切组件23设置在第二切极耳组件22的输出端，其用于将第二切极耳组件22切极耳后的第二极片卷料定长裁切成第二极片b。

叠放装置30具体用于:以先叠放叠片单元a后叠放第二极片b的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个叠片单元a形成叠片电芯；或者，以先叠放第二极片b后叠放叠片单元a的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个第二极片b形成叠片电芯。

具体的，第一极片和第二极片的极性相反，参见图3所示，若第一极片为负极极片，第二极片为正极极片时，叠放装置30以先叠放叠片单元a后叠放第二极片b的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个叠片单元a形成叠片电芯；参见图4所示，若第一极片为正极极片，第二极片为负极极片时，叠放装置30以先叠放第二极片b后叠放叠片单元a的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个第二极片b形成叠片电芯。不同的是，当第一极片为正极极片，第二极片为负极极片时，在第一次叠放第二极片时需先叠放一层隔膜，在最后叠放第二极片时需再叠放一层隔膜，两种叠放顺序所生产出的叠片电芯的最上面和最下面的极片的极性均为负极极片。因此，可根据实际生产的需要设置第一极片和第二极片的极性，以确定叠放装置30叠放叠片单元a和第二极片b的顺序。

参见图2所示，叠放装置30包括：设置在同一圆周上的第一上料工位31、第二上料工位32、第一叠片工位33和第二叠片工位34。第一上料工位31用于叠片单元a的上料，第二上料工位32用于第二极片b的上料；第一叠片工位33和第二叠片工位34均用于交替叠放叠片单元a和第二极片b以形成叠片电芯。换而言之，当第一极片为负极极片、第二极片为正极极片时，第一叠片工位33和第二叠片工位34按照先叠放叠片单元a、后叠放第二极片b的顺序交替叠放以形成叠片电芯；当第一极片为正极极片、第二极片为负极极片时，第一叠片工位33和第二叠片工位34按照先叠放第二极片b、后叠放叠片单元a的顺序叠放以形成叠片单元。第一上料工位31和第二上料工位32之间的连线经过该圆周的圆心，第一叠片工位33和第二叠片工位34之间的连线也经过该圆周的圆心，且第一上料工位31和第二上料工位32之间的连线与第一叠片工位33和第二叠片工位34之间的连线垂直，使得第一上料工位31、第一叠片工位33、第二上料工位32和第二叠片工位34等分阵列的位于同一圆周上，提高了叠片装置的叠片效率。

进一步的，叠放装置30还包括叠片机械臂35，叠片机械臂35的两端均设置有夹持机构，分别为第一夹持组件351和第二夹持组件352，第一夹持组件351和第二夹持组件352分别用于夹持第一上料工位31上的叠片单元a和第二上料工位32上的第二极片b。可以理解的是，在同一圆周上的第一上料工位31，第二上料工位32、第一叠片工位33和第二叠片工位34形成一个圆，该圆的直径长度等于叠片机械臂35的长度，并且叠片机械臂35的中点位于该圆的圆心上，位于叠片机械臂35两端的第一夹持组件351和第二夹持组件352的中点位于该圆的圆弧上。

参见图2所示，当叠片机械臂35位于水平方向上时，第一夹持组件351和第二夹持组件352分别夹持第一上料工位31上的叠片单元a和第二上料工位32上的第二极片b，此时叠片机械臂35顺时针旋转90°后，第一夹持组件351和第二夹持组件352分别释放叠片单元a到第一叠片工位33和释放第二极片b到第二叠片工位34；叠片机械臂35再逆时针旋转90°复位，第一夹持组件351和第二夹持组件352再分别夹持第一上料工位31上的叠片单元a和第二上料工位32上的第二极片b，叠片机械臂35逆时针旋转90°后，第一夹持组件351和第二夹持组件352分别释放叠片单元a到第二叠片工位34和释放第二极片b到第一叠片工位33；叠片机械臂35顺时针旋转90°复位，从而完成一次叠片。依次往复循环叠放叠片单元a和第二极片b。叠片机械臂35只是在同一个圆内往复正反转实现叠放动作，提高了叠放叠片单元a和第二极片b的效率，进而提高了生产叠片电芯的生产效率。

本实施例中，第一叠片工位33和第二叠片工位34上均设置有用于对叠片单元和第二极片进行定位的定位机构(图中未示出)，在第一夹持组件351和第二夹持组件352分别在第一叠片工位33和第二叠片工位35叠放上一个叠片单元和第二极片或第二极片和叠片单元后，定位机构分别将叠片单元和第二极片固定，以免在叠放下一个叠片单元和第二极片时，分别位于第一叠片工位33和第二叠片工位34上的上一个叠片单元和上一个第二极片跑偏，影响到后工序加工成成品电芯的质量。关于定位机构的结构，可通过任何对叠片单元和第二极片定位的机械结构实现，在此不再赘述。

叠片单元制作装置10制作叠片单元a的过程和第二极片制作机构20制作第二极片b的过程均是连续性生产的，需要将所生产的叠片单元a和第二极片b放在第一上料工位31和第二上料工位32上进行暂存，因此，本实施例所提供的组合式叠片装置中，叠放装置30还包括：第一取放料机械手和第二取放料机械手。第一取放料机械手用于从叠片单元制作装置10抓取叠片单元a，并放置在第一上料工位31上；第二取放料机械手用于从第二极片制作机构20抓取第二极片b，并放置在第二上料工位32上。

参见图3和图4所示，在叠放装置30依次层叠好叠片单元a和第二极片b后，在所形成的叠片结构的四周贴胶，再通过热复合的方式将其复合在一起，形成叠片电芯，完成叠片电芯的制作。

综上所述，本申请所提供的组合式叠片装置所生产出的叠片电芯，隔膜平整的复合在极片表面，隔膜不易起皱，对极片和隔膜的柔韧性要求不高，不易发生因极片和隔膜存在内应力而导致叠片电芯析锂、短路的发生，提高了产品的安全性，并且设备集成度高，减少了劳动力，进一步的降低了生产成本。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种组合式叠片设备，其特征在于，包括：

叠片单元制作装置，用于制作叠片单元；其包括：依次设置的第一极片制作机构和隔膜静电复合机构；所述第一极片制作机构用于将第一极片卷料制作成第一极片；所述隔膜静电复合机构用于使第一隔膜产生静电、并将产生静电的第一隔膜复合在第一极片的一个表面上，使第二隔膜产生静电、并将产生静电的第二隔膜复合在第一极片的另一个表面上，形成所述叠片单元；

第二极片制作机构，用于制作第二极片；所述第二极片和所述第一极片的极性相反；以及

叠放装置，用于交替叠放所述叠片单元和所述第二极片以形成叠片电芯。

2.如权利要求1所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述第一极片制作机构包括依次设置的：

第一极片放卷组件，用于放卷出第一极片卷料；

第一切极耳组件，用于对所述第一极片卷料切极耳；

第一裁切组件，用于将切极耳后的第一极片卷料定长裁切成第一极片。

3.如权利要求1所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述隔膜静电复合机构包括：第一隔膜放卷组件，第二隔膜放卷组件，第一静电发生器，第二静电发生器，辊压组件和隔膜裁切组件；所述第一隔膜放卷组件用于将产生静电的第一隔膜卷料释放到第一极片的一个表面上；所述第二隔膜放卷组件用于将产生静电的第二隔膜卷料释放到第一极片的另一个表面上；所述第一静电发生器用于使所述第一隔膜卷料产生静电；所述第二静电发生器用于使所述第二隔膜卷料产生静电；所述辊压组件用于通过辊压将产生静电的第一隔膜卷料、第一极片和产生静电的第二隔膜卷料复合；所述隔膜裁切组件用于在复合前或者复合后对产生静电的第一隔膜卷料和产生静电的第二隔膜卷料进行定长裁切，以形成产生静电的第一隔膜和产生静电的第二隔膜。

4.如权利要求3所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述辊压组件包括一对辊轮，用于对层叠设置的第一隔膜、第一极片和第二隔膜进行辊压复合。

5.如权利要求1所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述第二极片制作机构包括依次设置的：

第二极片放卷组件，用于放卷出第二极片卷料；

第二切极耳组件，用于对所述第二极片卷料切极耳；

第二裁切组件，用于将切极耳后的第二极片卷料定长裁切成第二极片。

6.如权利要求1所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述叠放装置具体用于:以先叠放所述叠片单元后叠放所述第二极片的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个叠片单元形成叠片电芯；或者，以先叠放所述第二极片后叠放所述叠片单元的顺序交替层叠至预设层数，最后再叠放一个第二极片形成叠片电芯。

7.如权利要求1所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述叠放装置包括：设置在同一圆周上的第一上料工位，第二上料工位、第一叠片工位和第二叠片工位；第一上料工位用于所述叠片单元的上料，第二上料工位用于所述第二极片的上料；第一叠片工位和第二叠片工位均用于交替叠放所述叠片单元和第二极片以形成叠片电芯。

8.如权利要求7所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述第一上料工位和第二上料工位之间的连线经过圆心，所述第一叠片工位和第二叠片工位之间的连线经过圆心；第一上料工位和第二上料工位之间的连线与第一叠片工位和第二叠片工位之间的连线垂直。

9.如权利要求8所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述叠放装置还包括叠片机械臂，所述叠片机械臂的两端均设置有夹持机构；两端的所述夹持机构分别夹持第一上料工位上的叠片单元和第二上料工位上的第二极片，所述叠片机械臂顺时针旋转90°后，两端的所述夹持机构分别释放叠片单元到第一叠片工位和释放第二极片到第二叠片工位；所述叠片机械臂逆时针旋转90°复位，两端的所述夹持机构分别夹持第一上料工位上的叠片单元和第二上料工位上的第二极片，所述叠片机械臂逆时针旋转90°后，两端的所述夹持机构分别释放叠片单元到第二叠片工位和释放第二极片到第一叠片工位；所述叠片机械臂顺时针旋转90°复位，从而完成一次叠片。

10.如权利要求6所述的组合式叠片设备，其特征在于，所述叠放装置还包括：第一取料机械手和第二取料机械手；第一取料机械手用于从叠片单元制作装置抓取叠片单元，并放置在第一上料工位上；第二取料机械手用于从第二极片制作机构抓取第二极片，并放置在第二上料工位上。