CN114171803A

CN114171803A - 一种电池极片叠片平台

Info

Publication number: CN114171803A
Application number: CN202210129962.1A
Authority: CN
Inventors: 宾兴; 唐延弟; 谭震涛; 刘成; 彭强; 徐骏
Original assignee: Shenzhen Sinvo Automatic Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Sinvo Automatic Co Ltd
Priority date: 2022-02-11
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2022-03-11

Abstract

本发明公开了一种电池极片叠片平台，包括叠片承载组件及压膜组件，叠片承载组件水平设置，叠片承载组件用于提供叠片承载平面；叠片承载组件的叠片座沿直线方向运动，并在竖直方向升降运动；压膜组件设置于叠片组件的侧部，压膜组件用于从外侧将隔膜水平压紧在叠片座上；压膜组件的压膜片沿竖直方向自动压向叠片座，并沿水平方向向外侧远离叠片座；压膜组件通过一个动力驱动压膜片沿竖直方向上升，并沿水平方向靠近叠片座。本发明实现了叠片时隔膜单动力自动平整压覆。

Description

一种电池极片叠片平台

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池领域，特别指适用于锂离子动力电池极片制成工艺的一种电池极片叠片平台。

背景技术

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。

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***绝缘隔膜。目前电芯的制成工艺根据隔膜***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。

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：1、在叠片过程中，由于带状的隔膜需要在不切断的前提下，来回平整地覆盖在叠片平台或极片上，在覆盖新的隔膜层时需要解决已覆盖隔膜层的位置稳定性，避免来回拉膜时拉起已覆盖的隔膜层，同时还需要保证隔膜覆盖时的平整度；2、在来回覆盖隔膜时，还需要解决覆隔膜与叠片动作的相互干涉问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种实现了叠片时隔膜单动力自动平整压覆的电池极片叠片平台。

本发明采取的技术方案如下：一种电池极片叠片平台，包括叠片承载组件及压膜组件，其中，

上述叠片承载组件水平设置，叠片承载组件用于提供叠片承载平面；

上述叠片承载组件的叠片座沿直线方向运动，并在竖直方向升降运动；

上述压膜组件设置于叠片组件的侧部，压膜组件用于从外侧将隔膜水平压紧在叠片座上；

上述压膜组件的压膜片沿竖直方向自动压向叠片座，并沿水平方向向外侧远离叠片座；

上述压膜组件通过一个动力驱动压膜片沿竖直方向上升，并沿水平方向靠近叠片座。

优选的，所述叠片承载组件包括叠片直线模组、叠片滑座、叠片升降气缸、叠片升降支座及叠片座，其中，上述叠片直线模组水平设置；上述叠片滑座可活动地设置在叠片直线模组上，并经叠片直线模组驱动而直线运动，叠片滑座的内部设有安装空间；上述叠片升降气缸竖直设置在叠片滑座的安装空间内，且输出端朝上穿过叠片滑座的顶板向上延伸；上述叠片升降支座通过至少两根支杆可升降地设置在叠片滑座的上方，且与叠片升降气缸的输出端连接，叠片升降气缸驱动叠片升降支座升降运动；上述叠片座水平设置在叠片升降支座上，叠片座上布设有至少两个真空吸孔。

优选的，所述压膜组件包括压膜驱动部件及压膜部件，其中，上述压膜驱动部件包括压膜电机、压膜传动箱及第一传动凸轮及第二传动凸轮，其中，上述压膜传动箱水平设置，压膜传动箱内设置有传动轴；上述压膜电机设置在压膜传动箱的侧方，且输出轴通过传动带与上述传动轴连接，并驱动传动轴旋转运动；上述第一传动凸轮及第二传动凸轮分别包括两个，两个第一传动凸轮分别套设在上述传动轴的两端，两个第二传动凸轮分别套设固定在传动轴上，并位于第一传动凸轮的外侧。

优选的，所述压膜部件包括两组，两组压膜部件分别设置于两个第二传动凸轮侧部；压膜部件包括压膜承载件、压膜升降驱动件、压膜水平驱动件及压膜件。

优选的，所述压膜承载件包括压膜支座、压膜滑座、弹簧连接柱及水平弹簧，其中，上述压膜支座水平设置；上述压膜滑座沿水平方向可滑动地连接在压膜支座的侧壁上；上述弹簧连接柱垂直设置在压膜支座的侧壁上；上述水平弹簧的两端分别连接在弹簧连接柱及压膜滑座上，水平弹簧内部弹力向远离叠片座方向拉动压膜滑座。

优选的，所述压膜支座的侧壁上设有两个连接块，连接块的侧壁上竖直设有滑轨；上述压膜滑座设置于两个连接块之间的间隙空间内。

优选的，所述压膜升降驱动件包括压膜升降支板、第一传动滚轮及顶升导向板，其中，上述压膜升降支板可滑动地连接在上述连接块的滑轨上；上述第一传动滚轮可转动地设置在压膜升降支板的侧壁上，并靠近压膜升降支板的下部，并沿竖直方向与上述第二传动凸轮对应设置，第二传动凸轮拨动第一传动滚轮升降运动；上述顶升导向板设置于压膜升降支板的顶部，顶升导向板内开设有导向条槽，导向条槽沿水平方向设置。

优选的，所述压膜水平驱动件包括传动摆块，上述传动摆块为V型结构，包括沿V型路径相互连接的上边部和下边部，上边部及下边部连接处可转动地连接在上述压膜滑座的侧壁上；上述下边部侧壁上可转动地设置有第一传动滚轮，该第一传动滚轮与上述第一传动凸轮上下对应设置，第一传动凸轮通过第一传动滚轮拨动传动摆块绕与压膜滑座连接处转动。

优选的，所述压膜水平驱动件还包括第二传动滚轮，第二传动滚轮可转动地设置在压膜滑座的侧壁上，并位于上述传动摆块上边部靠近叠片座一侧，传动摆块的上边部通过拨动第二传动滚轮驱动压膜滑座朝叠片座方向直线运动。

优选的，所述压膜件包括压膜支块、竖直弹簧、压膜片、压膜滑块、压膜连接座及第三传动滚轮，其中，上述压膜支块竖直设置在压膜滑座的顶部；上述压膜滑块沿竖直方向可滑动地连接在压膜支块靠近叠片座的侧壁上；上述竖直弹簧竖直连接在压膜支块与压膜滑块上，竖直弹簧的弹力下拉压膜滑块；上述压膜片水平连接在压膜滑块的顶部，并朝叠片座方向水平延伸；上述压膜连接座连接于压膜滑块的侧壁上；上述第三传动滚轮可转动地设置在压膜连接座的侧壁上，且伸入上述导向条槽内，并在导向条槽内自由滑动。

本发明的有益效果在于：

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足自主研发设计了一种实现了叠片时隔膜单动力自动平整压覆的电池极片叠片平台。

本发明针对来回往返拉膜覆膜叠片的工艺需求及难点问题，进行研发，整体包括叠片承载组件和压膜组件，叠片承载组件水平设置的叠片座为叠片工作位，叠片座的上方布设有多个真空吸孔，用于承载叠片时的隔膜和极片。同时，通过叠片升降气缸输出向上的动力驱动叠片座升降运动，以便向上运动至叠片位置，进行叠片和覆隔膜，当叠片完成后叠片座通过叠片直线模组实现在水平面内的直线运动，从而起到运载功能。特别地，本发明在叠片座的侧部还设置有压膜组件，压膜组件的作用在于实现叠片过程中对叠片座上的隔膜交替压紧，同时还要在叠放极片时从叠片座上方返回至外侧，以避免与叠片动作的运动干涉；本发明的压膜组件整体通过两片压膜片，通过两片压膜片间隔压住隔膜以保证压紧隔膜时的平整度。本发明压膜片的运动包括两个自由度方向，从而实现了压膜片从外侧沿弧线路径，运动至叠片座上方并下降压住隔膜。具体地，本发明的压膜组件整体包括压膜承载件、压膜升降驱动件、压膜水平驱动件和压膜件。压膜组件以水平设置的压膜支座作为承载结构，在其侧壁上沿水平方向可滑动地设置有压膜滑座，压膜滑座与压膜支座之间通过水平弹簧连接，自然状态下水平弹簧的拉力将压膜滑座朝远离叠片平台方向拉动；压膜滑座的侧壁上可转动地连接有第二传动滚轮；另外，在压膜滑座的侧壁下部可转动地设有传动摆块，传动摆块的下部设有一个第一传动滚轮，传动摆块的上部延伸至第二传动滚轮远离叠片平台的一侧；当下方的第一传动凸轮旋转时，通过第一传动滚轮驱动传动摆块旋转，传动摆块的上端向朝着叠片平台的方向拨动压膜滑座，使压膜滑座沿靠近叠片平台方向水平直线运动。同时，在压膜支座的侧壁上还竖直可滑动地连接有压膜升降支板，压膜升降支板的下部可转动地连接有一个第一传动滚轮，压膜升降板的上部设有顶升导向板，顶升导向板上水平开设有导向条槽，导向条槽内可滑动地嵌设有第三传动滚轮；当第二传动凸轮通过压膜升降支板下部的第一传动滚轮推动压膜升降板向上运动时，顶升导向板通过其内的第三传动滚轮驱动可滑动地设置于压膜支块侧壁上的压膜滑块带动压膜片向上运动。同时，为避免压膜片向上运动与水平运动相互干涉，当压膜滑座带动设置于其上的压膜支块带动压膜滑块和压膜片水平运动时，通过上述第三传动滚轮在导向条槽内滑动，从而解决了两个运动之间的干涉问题。另外，上述压膜滑块与压膜支块之间还通过竖直弹簧连接当压膜滑块未收到竖直方向上的力时，竖直弹簧的弹力会拉动压膜滑块下降，使压膜片自动压紧隔膜。

附图说明

图1为本发明叠片平台的立体结构示意图之一。

图2为本发明叠片平台的立体结构示意图之二。

图3为本发明叠片平台的立体结构示意图之三。

图4为本发明压膜组件的立体结构示意图之一。

图5为本发明压膜组件的立体结构示意图之二。

图6为本发明压膜组件的立体结构示意图之三。

图7为本发明压膜组件的立体结构示意图之四。

图8为本发明压膜部件的立体结构示意图之一。

图9为本发明压膜部件的立体结构示意图之二。

图10为本发明压膜部件的立体结构示意图之三。

图11为本发明压膜部件的立体结构示意图之四。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步描述：

如图1至图11所示，本发明采取的技术方案如下：一种电池极片叠片平台，包括叠片承载组件及压膜组件，其中，

上述叠片承载组件的叠片座55沿直线方向运动，并在竖直方向升降运动；

上述压膜组件设置于叠片组件的侧部，压膜组件用于从外侧将隔膜水平压紧在叠片座55上；

上述压膜组件的压膜片523沿竖直方向自动压向叠片座55，并沿水平方向向外侧远离叠片座55；

上述压膜组件通过一个动力驱动压膜片523沿竖直方向上升，并沿水平方向靠近叠片座55。

叠片承载组件包括叠片直线模组51、叠片滑座52、叠片升降气缸53、叠片升降支座54及叠片座55，其中，上述叠片直线模组51水平设置；上述叠片滑座52可活动地设置在叠片直线模组51上，并经叠片直线模组51驱动而直线运动，叠片滑座52的内部设有安装空间；上述叠片升降气缸53竖直设置在叠片滑座52的安装空间内，且输出端朝上穿过叠片滑座52的顶板向上延伸；上述叠片升降支座54通过至少两根支杆可升降地设置在叠片滑座52的上方，且与叠片升降气缸53的输出端连接，叠片升降气缸53驱动叠片升降支座54升降运动；上述叠片座55水平设置在叠片升降支座54上，叠片座55上布设有至少两个真空吸孔。

压膜组件包括压膜驱动部件及压膜部件，其中，上述压膜驱动部件包括压膜电机56、压膜传动箱57及第一传动凸轮及第二传动凸轮58，其中，上述压膜传动箱57水平设置，压膜传动箱57内设置有传动轴；上述压膜电机56设置在压膜传动箱57的侧方，且输出轴通过传动带与上述传动轴连接，并驱动传动轴旋转运动；上述第一传动凸轮及第二传动凸轮58分别包括两个，两个第一传动凸轮分别套设在上述传动轴的两端，两个第二传动凸轮58分别套设固定在传动轴上，并位于第一传动凸轮的外侧。

压膜部件包括两组，两组压膜部件分别设置于两个第二传动凸轮58侧部；压膜部件包括压膜承载件、压膜升降驱动件、压膜水平驱动件及压膜件。

压膜承载件包括压膜支座515、压膜滑座514、弹簧连接柱516及水平弹簧517，其中，上述压膜支座515水平设置；上述压膜滑座514沿水平方向可滑动地连接在压膜支座515的侧壁上；上述弹簧连接柱516垂直设置在压膜支座515的侧壁上；上述水平弹簧517的两端分别连接在弹簧连接柱516及压膜滑座514上，水平弹簧517内部弹力向远离叠片座方向拉动压膜滑座514。

压膜支座515的侧壁上设有两个连接块，连接块的侧壁上竖直设有滑轨；上述压膜滑座514设置于两个连接块之间的间隙空间内。

压膜升降驱动件包括压膜升降支板59、第一传动滚轮510及顶升导向板511，其中，上述压膜升降支板59可滑动地连接在上述连接块的滑轨上；上述第一传动滚轮510可转动地设置在压膜升降支板59的侧壁上，并靠近压膜升降支板59的下部，并沿竖直方向与上述第二传动凸轮58对应设置，第二传动凸轮58拨动第一传动滚轮510升降运动；上述顶升导向板511设置于压膜升降支板59的顶部，顶升导向板511内开设有导向条槽A，导向条槽A沿水平方向设置。

压膜水平驱动件包括传动摆块512，上述传动摆块512为V型结构，包括沿V型路径相互连接的上边部和下边部，上边部及下边部连接处可转动地连接在上述压膜滑座514的侧壁上；上述下边部侧壁上可转动地设置有第一传动滚轮510，该第一传动滚轮510与上述第一传动凸轮上下对应设置，第一传动凸轮通过第一传动滚轮510拨动传动摆块512绕与压膜滑座514连接处转动。

压膜水平驱动件还包括第二传动滚轮513，第二传动滚轮513可转动地设置在压膜滑座514的侧壁上，并位于上述传动摆块512上边部靠近叠片座55一侧，传动摆块512的上边部通过拨动第二传动滚轮513驱动压膜滑座514朝叠片座55方向直线运动。

压膜件包括压膜支块521、竖直弹簧522、压膜片523、压膜滑块520、压膜连接座518及第三传动滚轮519，其中，上述压膜支块521竖直设置在压膜滑座514的顶部；上述压膜滑块520沿竖直方向可滑动地连接在压膜支块521靠近叠片座55的侧壁上；上述竖直弹簧522竖直连接在压膜支块521与压膜滑块520上，竖直弹簧522的弹力下拉压膜滑块520；上述压膜片523水平连接在压膜滑块520的顶部，并朝叠片座55方向水平延伸；上述压膜连接座518连接于压膜滑块520的侧壁上；上述第三传动滚轮519可转动地设置在压膜连接座518的侧壁上，且伸入上述导向条槽A内，并在导向条槽A内自由滑动。

进一步，本发明设计了一种实现了叠片时隔膜单动力自动平整压覆的电池极片叠片平台。

本发明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，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。

Claims

1.一种电池极片叠片平台，其特征在于：包括叠片承载组件及压膜组件，其中，

上述叠片承载组件的叠片座（55）沿直线方向运动，并在竖直方向升降运动；

上述压膜组件设置于叠片组件的侧部，压膜组件用于从外侧将隔膜水平压紧在叠片座（55）上；

上述压膜组件的压膜片（523）沿竖直方向自动压向叠片座（55），并沿水平方向向外侧远离叠片座（55）；

上述压膜组件通过一个动力驱动压膜片（523）沿竖直方向上升，并沿水平方向靠近叠片座（55）。

2.根据权利要求1所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述叠片承载组件包括叠片直线模组（51）、叠片滑座（52）、叠片升降气缸（53）、叠片升降支座（54）及叠片座（55），其中，上述叠片直线模组（51）水平设置；上述叠片滑座（52）可活动地设置在叠片直线模组（51）上，并经叠片直线模组（51）驱动而直线运动，叠片滑座（52）的内部设有安装空间；上述叠片升降气缸（53）竖直设置在叠片滑座（52）的安装空间内，且输出端朝上穿过叠片滑座（52）的顶板向上延伸；上述叠片升降支座（54）通过至少两根支杆可升降地设置在叠片滑座（52）的上方，且与叠片升降气缸（53）的输出端连接，叠片升降气缸（53）驱动叠片升降支座（54）升降运动；上述叠片座（55）水平设置在叠片升降支座（54）上，叠片座（55）上布设有至少两个真空吸孔。

3.根据权利要求1所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜组件包括压膜驱动部件及压膜部件，其中，上述压膜驱动部件包括压膜电机（56）、压膜传动箱（57）及第一传动凸轮及第二传动凸轮（58），其中，上述压膜传动箱（57）水平设置，压膜传动箱（57）内设置有传动轴；上述压膜电机（56）设置在压膜传动箱（57）的侧方，且输出轴通过传动带与上述传动轴连接，并驱动传动轴旋转运动；上述第一传动凸轮及第二传动凸轮（58）分别包括两个，两个第一传动凸轮分别套设在上述传动轴的两端，两个第二传动凸轮（58）分别套设固定在传动轴上，并位于第一传动凸轮的外侧。

4.根据权利要求3所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜部件包括两组，两组压膜部件分别设置于两个第二传动凸轮（58）侧部；压膜部件包括压膜承载件、压膜升降驱动件、压膜水平驱动件及压膜件。

5.根据权利要求4所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜承载件包括压膜支座（515）、压膜滑座（514）、弹簧连接柱（516）及水平弹簧（517），其中，上述压膜支座（515）水平设置；上述压膜滑座（514）沿水平方向可滑动地连接在压膜支座（515）的侧壁上；上述弹簧连接柱（516）垂直设置在压膜支座（515）的侧壁上；上述水平弹簧（517）的两端分别连接在弹簧连接柱（516）及压膜滑座（514）上，水平弹簧（517）内部弹力向远离叠片座方向拉动压膜滑座（514）。

6.根据权利要求5所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜支座（515）的侧壁上设有两个连接块，连接块的侧壁上竖直设有滑轨；上述压膜滑座（514）设置于两个连接块之间的间隙空间内。

7.根据权利要求6所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜升降驱动件包括压膜升降支板（59）、第一传动滚轮（510）及顶升导向板（511），其中，上述压膜升降支板（59）可滑动地连接在上述连接块的滑轨上；上述第一传动滚轮（510）可转动地设置在压膜升降支板（59）的侧壁上，并靠近压膜升降支板（59）的下部，并沿竖直方向与上述第二传动凸轮（58）对应设置，第二传动凸轮（58）拨动第一传动滚轮（510）升降运动；上述顶升导向板（511）设置于压膜升降支板（59）的顶部，顶升导向板（511）内开设有导向条槽（A），导向条槽（A）沿水平方向设置。

8.根据权利要求5所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜水平驱动件包括传动摆块（512），上述传动摆块（512）为V型结构，包括沿V型路径相互连接的上边部和下边部，上边部及下边部连接处可转动地连接在上述压膜滑座（514）的侧壁上；上述下边部侧壁上可转动地设置有第一传动滚轮（510），该第一传动滚轮（510）与上述第一传动凸轮上下对应设置，第一传动凸轮通过第一传动滚轮（510）拨动传动摆块（512）绕与压膜滑座（514）连接处转动。

9.根据权利要求8所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜水平驱动件还包括第二传动滚轮（513），第二传动滚轮（513）可转动地设置在压膜滑座（514）的侧壁上，并位于上述传动摆块（512）上边部靠近叠片座（55）一侧，传动摆块（512）的上边部通过拨动第二传动滚轮（513）驱动压膜滑座（514）朝叠片座（55）方向直线运动。

10.根据权利要求7所述的一种电池极片叠片平台，其特征在于：所述压膜件包括压膜支块（521）、竖直弹簧（522）、压膜片（523）、压膜滑块（520）、压膜连接座（518）及第三传动滚轮（519），其中，上述压膜支块（521）竖直设置在压膜滑座（514）的顶部；上述压膜滑块（520）沿竖直方向可滑动地连接在压膜支块（521）靠近叠片座（55）的侧壁上；上述竖直弹簧（522）竖直连接在压膜支块（521）与压膜滑块（520）上，竖直弹簧（522）的弹力下拉压膜滑块（520）；上述压膜片（523）水平连接在压膜滑块（520）的顶部，并朝叠片座（55）方向水平延伸；上述压膜连接座（518）连接于压膜滑块（520）的侧壁上；上述第三传动滚轮（519）可转动地设置在压膜连接座（518）的侧壁上，且伸入上述导向条槽（A）内，并在导向条槽（A）内自由滑动。