CN103682463A - 叠片机及其叠片方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池叠片领域，提供了一种叠片机及其叠片方法。其中叠片方法为：在叠片机上端和下端分别设第一隔膜和第二隔膜，两端的隔膜同时下料至旋转机械手之间，其末端叠放贴合；通过旋转机械手将正极片和负极片同时从次定位台吸到下料后的两个隔膜上；第一夹刀将正极片、负极片连着隔膜一起按照先顺时针后逆时针旋转180度，或者先逆时针后顺时针旋转180度进行往复回摆式的卷绕叠片，并循环多次。本发明提高了叠片速度，提高了叠片机的生产效率和生产质量。

Description

叠片机及其叠片方法
【技术领域】
本发明涉及锂电池叠片技术领域，特别是涉及一种叠片机及其叠片方法。
【背景技术】
在锂离子电池叠片领域，目前叠片机所采用的叠片方式为：叠片台带动着隔膜左右移动，叠完一片负极片后再移动到正极叠片，如此循环至设定层数，然后切断隔膜，收尾贴胶。现有的这种方式的叠片速度根据极片大小只能在1.4-2.0s/pcs之间，很难有更高的效率突破。
鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种提高了叠片速度的叠片机及其叠片方法。
本发明采用如下技术方案：
一种叠片机，用于锂离子电池叠片，所述叠片机包括第一旋转机械手（1）、第二旋转机械手（2）、第一次定位台（4）、第二次定位台（5）和第一夹刀（3）；
所述叠片机中，在第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）上端设有第一隔膜（8）的安装装置，在第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）下端设有第二隔膜（9）的安装装置，第一隔膜（8）连续向下下料至第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间，第二隔膜（9）连续向上下料至第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间；其中，
第一旋转机械手（1）将正极片（10）或负极片（11）从第一次定位台（4）吸到下料至该侧的第一隔膜（8）上；
第二旋转机械手（2）将负极片（11）或正极片（10）从第二次定位台（5）吸到下料至该侧的第二隔膜（9）上；
在第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间设有一对第一夹刀（3），第一夹刀（3）将正极片（10）、负极片（11）连着隔膜一起旋转180度进行卷绕叠片；
第一旋转机械手（1）吸正极片（10）或负极片（11）到第一隔膜（8）上、第二旋转机械手（2）吸负极片（11）或正极片（10）到第二隔膜（9）上以及第一夹刀（3）将正极片（10）、负极片（11）连着隔膜一起旋转180度的卷绕叠片过程连续进行多次，按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度如此往复回摆进行，或者按照先逆时针旋转180度、再顺时针旋转180度如此往复回摆进行，直至叠至设定的叠片层数后停止。
进一步地，所述叠片机在开始叠片时，第一隔膜（8）和第二隔膜（9）同时下料至第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间，第一隔膜（8）和第二隔膜（9）的末端叠放并贴合为一体；
下料后的两个隔膜上分别同时吸附正极片（10）和负极片（11）后，开始进行第一次卷绕叠片。
进一步地，所述第一夹刀（3）间歇旋转，第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）从第一次定位台（4）和第二次定位台（5）吸取正极片（10）和负极片（11）时第一夹刀（3）不旋转，第一隔膜（8）和第二隔膜（9）均吸附有正极片（10）或负极片（11）时第一夹刀（3）将正极片（10）夹紧开始旋转。
进一步地，所述叠片机还包括第二夹刀（6）和切刀（7）；
第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）上端的第一隔膜（8）两侧设有第二夹刀（6）和切刀（7），第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）下端的第二隔膜（9）两侧也设有第二夹刀（6）和切刀（7）；
叠片完成后通过两对第二夹刀（6）分别夹紧上端和下端的隔膜，通过两个切刀（7）分别切断上端和下端的隔膜，负极片（11）和隔膜对正极片（10）实现包裹，贴终止胶带。
进一步地，所述叠片机在叠片过程中不切断隔膜，其采用的正极片（10）和负极片（11）均为切断的单片。
本发明还提供了一种叠片方法，用于锂离子电池叠片，包括如下步骤：
步骤A：在第一旋转机械手和第二旋转机械手上端设第一隔膜，在第一旋转机械手和第二旋转机械手下端设第二隔膜，两端的隔膜同时下料至第一旋转机械手和第二旋转机械手之间；
步骤B：分别通过第一旋转机械手和第二旋转机械手将正极片和负极片从第一次定位台和第二次定位台吸到下料后的第一隔膜和第二隔膜上，或者分别通过第一旋转机械手和第二旋转机械手将负极片和正极片从第一次定位台和第二次定位台吸到下料后的第一隔膜和第二隔膜上，第一夹刀将正极片、负极片连着隔膜一起旋转180度进行卷绕叠片；
所述步骤B连续循环执行多次，按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度如此往复回摆进行，或者按照先逆时针旋转180度、再顺时针旋转180度如此往复回摆进行，直至叠至设定的叠片层数后停止。
进一步地，在叠片过程中，第一隔膜和第二隔膜的末端叠放并贴合为一体。
进一步地，第一夹刀间歇旋转，第一旋转机械手和第二旋转机械手从第一次定位台和第二次定位台吸取正极片和负极片时第一夹刀不旋转，第一隔膜和第二隔膜均吸附有正极片或负极片时第一夹刀将正极片夹紧开始旋转。
进一步地，还包括：
步骤C：叠片完成后，通过两对第二夹刀分别夹紧上端和下端的隔膜，通过两个切刀分别切断上端和下端的隔膜，负极片和隔膜对正极片实现包裹，贴终止胶带。
进一步地，叠片过程中不切断隔膜，正极片和负极片均为切断的单片。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：将第一隔膜和第二隔膜从上下两端同时下料至旋转机械手之间，在隔膜两侧分别放置正极片和负极片，再通过第一夹刀进行先顺时针后逆时针或者先逆时针后顺时针180度的往复回摆式卷绕叠片，卷绕叠片过程可连续进行多次，直至叠至设定层数后停止，相比现有叠片机的叠片速度提高了1-2倍，提高了叠片机的生产效率和生产质量。
【附图说明】
图1是本发明实施例中叠片机的第一工作状态图；
图2是本发明实施例中叠片机的第二工作状态图；
图3是本发明实施例中叠片机的第三工作状态图；
图4是本发明实施例中电芯叠片完成时的状态图。
附图标记如下：
Figure BDA0000441405350000041
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
为了解决现有叠片机的生产效率问题，本发明实施例提供了一种叠片机，用于锂离子电池叠片。如图1所示，该叠片机包括第一旋转机械手1、第二旋转机械手2、第一次定位台4、第二次定位台5和第一夹刀3。
在该叠片机中，在第一旋转机械手1和第二旋转机械手2上端设有第一隔膜8的安装装置（图中未示出），在第一旋转机械手1和第二旋转机械手2下端设有第二隔膜9的安装装置，第一隔膜8连续向下下料至第一旋转机械手1和第二旋转机械手2之间，第二隔膜9连续向上下料至第一旋转机械手1和第二旋转机械手2之间。在一优选实施例中，叠片机在开始叠片时，第一隔膜8和第二隔膜9同时下料至第一旋转机械手1和第二旋转机械手2之间，下料后的两个隔膜上分别同时吸附正极片10和负极片11后，开始进行第一次卷绕叠片。
在本实施例中，第一旋转机械手1将正极片10从第一次定位台4吸到下料至该侧的第一隔膜8上；第二旋转机械手2将负极片11从第二次定位台5吸到下料至该侧的第二隔膜9上；叠片机在叠片过程中，第一隔膜8和第二隔膜9的末端叠放并贴合为一体；在第一旋转机械手1和第二旋转机械手2之间设有一对第一夹刀3，第一夹刀3将正极片10、负极片11连着隔膜一起旋转180度进行卷绕叠片。第一旋转机械手1吸正极片10到第一隔膜8上、第二旋转机械手2吸负极片11到第二隔膜9上以及第一夹刀3将正极片10、负极片11连着隔膜一起旋转180度的卷绕叠片过程连续进行多次，按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度如此往复回摆进行，或者按照先逆时针旋转180度、再顺时针旋转180度如此往复回摆进行，直至叠至设定的叠片层数后停止。本实施例中是按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度地往复回摆进行卷绕叠片。
可以理解的是，在其他实施例中，还可以是第一旋转机械手1将负极片11从第一次定位台4吸到下料至该侧的第一隔膜8上；第二旋转机械手2将正极片10从第二次定位台5吸到下料至该侧的第二隔膜9上。
此外，图1中第一旋转机械手1和第一次定位台4设于右侧，第二旋转机械手2和第二次定位台5设于左侧，在其他实施例中，还可以是第一旋转机械手1和第一次定位台4设于左侧，第二旋转机械手2和第二次定位台5设于右侧。
下面对整个卷绕叠片过程进行说明：如图1所示，本实施例提供的叠片机中，上端第一隔膜8和下端的第二隔膜9同时下料至第一旋转机械手1和第二旋转机械手2之间，其末端叠放贴合。下料后的第一隔膜9和第二隔膜10上分别吸附正极片10和负极片11后，进行第一次顺时针180度卷绕叠片。第一次卷绕叠片顺时针旋转180度后的状态如图2所示。
为了叠至设定层数，第一旋转机械手1和第二旋转机械手2吸正极片10和负极片11到隔膜上以及第一夹刀3将正极片10、负极片11连着隔膜一起旋转180度的卷绕叠片过程可连续进行多次，直至叠到设定的叠片层数为止。第二次卷绕叠片的方向与第一次卷绕叠片的方向相反，为逆时针旋转，第二次卷绕叠片后的状态如图3所示。叠片机在叠片过程中不切断隔膜，其采用的正极片10和负极片11为切断的单片。
第一夹刀3间歇旋转，第一旋转机械手1和第二旋转机械手2从第一次定位台5和第二次定位台4吸取正极片10和负极片11时第一夹刀3不旋转，第一隔膜8和第二隔膜9均吸附有正极片10或负极片11时第一夹刀3将正极片10夹紧开始旋转。
需要说明的是，图1-图4中，第一旋转机械手1和第二旋转机械手2中的虚线部分代表机械手从次定位台上吸附正极片10和负极片11的运动状态。
叠片完成后的状态如图4所示。优选地，该叠片机还包括第二夹刀6和切刀7，第一旋转机械手1和第二旋转机械手2上端的第一隔膜8两侧设有第二夹刀6和切刀7，第一旋转机械手1和第二旋转机械手2下端的第二隔膜9两侧也设有第二夹刀6和切刀7；叠片完成后通过两对第二夹刀6分别夹紧上端和下端的隔膜，通过两个切刀7分别切断上端和下端的隔膜，负极片11和隔膜对正极片10实现包裹，最后贴终止胶带。
本实施例还提供了一种叠片方法，用于锂离子电池叠片，该方法也即上述叠片机的工作过程，具体包括如下步骤：
步骤A：在第一旋转机械手和第二旋转机械手上端设第一隔膜，在第一旋转机械手和第二旋转机械手下端设第二隔膜，两端的隔膜同时下料至第一旋转机械手和第二旋转机械手之间，第一隔膜和第二隔膜的末端叠放并贴合为一体；
步骤B：分别通过第一旋转机械手和第二旋转机械手将正极片和负极片从第一次定位台和第二次定位台吸到下料后的第一隔膜和第二隔膜上，或者分别通过第一旋转机械手和第二旋转机械手将负极片和正极片从第一次定位台和第二次定位台吸到下料后的第一隔膜和第二隔膜上，第一夹刀将正极片、负极片连着隔膜一起旋转180度进行卷绕叠片；
为了叠至设定的层数，步骤B连续循环执行多次，按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度如此往复回摆进行，或者按照先逆时针旋转180度、再顺时针旋转180度如此往复回摆进行，直至叠至设定的叠片层数后停止。本实施例中按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度地往复回摆进行卷绕叠片。
第一夹刀间歇旋转，第一旋转机械手和第二旋转机械手从第一次定位台和第二次定位台吸取正极片和负极片时第一夹刀不旋转，第一隔膜和第二隔膜均吸附有正极片或负极片时第一夹刀将正极片夹紧开始旋转将正极片（10）夹紧。
优选地，该方法还包括步骤C：叠片完成后，通过两对第二夹刀分别夹紧上端和下端的隔膜，通过两个切刀分别切断上端和下端的隔膜，负极片和隔膜对正极片实现包裹，贴终止胶带。
本实施例中，叠片过程中不切断隔膜，正极片和负极片均为切断的单片。
在以上实施例中，第一夹刀和第二夹刀的结构类似，都在两侧设有两个夹臂，夹臂的尺寸和正极片、负极片的尺寸相近。机械手吸正极片、负极片到隔膜上时第一夹刀退出叠片位置，需要旋转叠片时第一夹刀进入到叠片位置并通过两个夹臂夹紧正极片和负极片进行卷绕叠片。
本实施例提供的叠片机和叠片方法中，隔膜是连续不切断的，正极片和负极片切断成单片，整个叠片方式是通过第一夹刀180度往复回摆连续卷绕将正负极片叠起来。相比现有叠片机的叠片速度提高了1-2倍，提高了叠片机的生产效率和生产质量。经试验验证，通过采用本实施例提供的叠片机和叠片方法，其生产效率可达到0.8-1.2s/pcs，与现有叠片机相比产能可提高30-50%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠片机，用于锂离子电池叠片，其特征在于，所述叠片机包括第一旋转机械手（1）、第二旋转机械手（2）、第一次定位台（4）、第二次定位台（5）和第一夹刀（3）；
所述叠片机中，在第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）上端设有第一隔膜（8）的安装装置，在第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）下端设有第二隔膜（9）的安装装置，第一隔膜（8）连续向下下料至第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间，第二隔膜（9）连续向上下料至第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间；其中，
第一旋转机械手（1）将正极片（10）或负极片（11）从第一次定位台（4）吸到下料至该侧的第一隔膜（8）上；
第二旋转机械手（2）将负极片（11）或正极片（10）从第二次定位台（5）吸到下料至该侧的第二隔膜（9）上；
在第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间设有一对第一夹刀（3），第一夹刀（3）将正极片（10）、负极片（11）连着隔膜一起旋转180度进行卷绕叠片；
第一旋转机械手（1）吸正极片（10）或负极片（11）到第一隔膜（8）上、第二旋转机械手（2）吸负极片（11）或正极片（10）到第二隔膜（9）上以及第一夹刀（3）将正极片（10）、负极片（11）连着隔膜一起旋转180度的卷绕叠片过程连续进行多次，按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度如此往复回摆进行，或者按照先逆时针旋转180度、再顺时针旋转180度如此往复回摆进行，直至叠至设定的叠片层数后停止。
2.如权利要求1所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机在开始叠片时，第一隔膜（8）和第二隔膜（9）同时下料至第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）之间，第一隔膜（8）和第二隔膜（9）的末端叠放并贴合为一体；
下料后的两个隔膜上分别同时吸附正极片（10）和负极片（11）后，开始进行第一次卷绕叠片。
3.如权利要求2所述的叠片机，其特征在于，所述第一夹刀（3）间歇旋转，第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）从第一次定位台（4）和第二次定位台（5）吸取正极片（10）和负极片（11）时第一夹刀（3）不旋转，第一隔膜（8）和第二隔膜（9）均吸附有正极片（10）或负极片（11）时第一夹刀（3）将正极片（10）夹紧开始旋转。
4.如权利要求1-3任一项所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机还包括第二夹刀（6）和切刀（7）；
第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）上端的第一隔膜（8）两侧设有第二夹刀（6）和切刀（7），第一旋转机械手（1）和第二旋转机械手（2）下端的第二隔膜（9）两侧也设有第二夹刀（6）和切刀（7）；
叠片完成后通过两对第二夹刀（6）分别夹紧上端和下端的隔膜，通过两个切刀（7）分别切断上端和下端的隔膜，负极片（11）和隔膜对正极片（10）实现包裹，贴终止胶带。
5.如权利要求1-3任一项所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机在叠片过程中不切断隔膜，其采用的正极片（10）和负极片（11）均为切断的单片。
6.一种叠片方法，用于锂离子电池叠片，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：在第一旋转机械手和第二旋转机械手上端设第一隔膜，在第一旋转机械手和第二旋转机械手下端设第二隔膜，两端的隔膜同时下料至第一旋转机械手和第二旋转机械手之间；
步骤B：分别通过第一旋转机械手和第二旋转机械手将正极片和负极片从第一次定位台和第二次定位台吸到下料后的第一隔膜和第二隔膜上，或者分别通过第一旋转机械手和第二旋转机械手将负极片和正极片从第一次定位台和第二次定位台吸到下料后的第一隔膜和第二隔膜上，第一夹刀将正极片、负极片连着隔膜一起旋转180度进行卷绕叠片；
所述步骤B连续循环执行多次，按照先顺时针旋转180度、再逆时针旋转180度如此往复回摆进行，或者按照先逆时针旋转180度、再顺时针旋转180度如此往复回摆进行，直至叠至设定的叠片层数后停止。
7.如权利要求6所述的叠片方法，其特征在于，在叠片过程中，第一隔膜和第二隔膜的末端叠放并贴合为一体。
8.如权利要求6所述的叠片方法，其特征在于，第一夹刀间歇旋转，第一旋转机械手和第二旋转机械手从第一次定位台和第二次定位台吸取正极片和负极片时第一夹刀不旋转，第一隔膜和第二隔膜均吸附有正极片或负极片时第一夹刀将正极片夹紧开始旋转。
9.如权利要求6所述的叠片方法，其特征在于，还包括：
步骤C：叠片完成后，通过两对第二夹刀分别夹紧上端和下端的隔膜，通过两个切刀分别切断上端和下端的隔膜，负极片和隔膜对正极片实现包裹，贴终止胶带。
10.如权利要求6-9任一项所述的叠片方法，其特征在于，叠片过程中不切断隔膜，正极片和负极片均为切断的单片。
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