專利名稱：一種鋰電池的電芯疊片機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電池制造技術領域，特別是涉及一種鋰電池的電芯疊片機。
背景技術：
在鋰電池制造過程中，采用疊片工藝制造的鋰電池電芯是用隔膜將正、負極片進行隔離疊加而成的。而在極片層疊這一工序上常用人工作業(yè)或手動機械的方式，人為干擾因素過多、產(chǎn)品質量不穩(wěn)定、環(huán)境控制困難，不僅滿足不了產(chǎn)品所需的精度，而且產(chǎn)品合格率較低、增加了成本，更不可能大規(guī)模批量生產(chǎn)。

實用新型內容本實用新型為解決目前沒有一種鋰電池的電芯疊片機而通過人工進行隔離疊加存在精度低、產(chǎn)品合格率低且成本高的問題，公開了一種鋰電池的電芯疊片機，以克服現(xiàn)有技術中鋰電池的正、負極片隔離疊加時的精度不高，鋰電池質量參差不齊，產(chǎn)品合格率低、成本高、操作不便，而且不能滿足鋰電池大規(guī)模批量生產(chǎn)需要的缺陷。為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案為:一種鋰電池的電芯疊片機，包括疊片裝置和隔膜放卷裝置，疊片裝置和固定于其上方的隔膜放卷裝置，疊片裝置包括底座以及固定在底座上方的取電芯到流水線升降機構、取電芯機構、纏膠紙電芯轉動臺機構、疊片臺機構、負極整料臺機構、負極移片臺機構、負極抓取機械手機構、正極整料臺機構、正極移片臺機構、正極抓取機械手機構、纏膠紙機構；隔膜放卷裝置上包括底板，底板下方設有支撐架，支撐架固定于底座上，底板上固定有板，板上分別固定有夾隔膜機構、隔膜放卷浮輥機構、隔膜切割機構、隔膜自動脫開機構、超聲波焊接機構，在底板上還固定有板，板上固定有轉盤機構、隔膜夾緊機構，板上固定有隔膜自轉動力機構，板有轉盤轉動動力機構，轉盤轉動動力機構于支撐架上，支撐架固定于底板上，在底板一邊還設有糾偏機構。其中:正極移片臺機構或負極移片臺機構包括步進電機、真空氣管接頭、移片板，在移片板下方還設有一檢測有無極片的光電感應器，步進電機與移片板連接并可帶動其旋轉180度。正極抓取機械手機構包括吸盤組件1、吸盤組件2、無桿氣缸、伺服電機、真空連接板、電芯壓板，無桿氣缸用于調整吸極片的位置。負極抓取機械手機構包括吸盤組件1、吸盤組件2、伺服電機、真空連接板、電芯壓板，吸極片位置不需
要調整。正極整料臺機構包括整料臺、裝環(huán)氧布板部分、剎車電機、無桿氣缸，無桿氣缸用于調整整料臺的位置。[0014]負極整料臺機構包括整料臺、剎車電機，整料臺位置不需要調整。疊片臺機構包括壓片組件1、壓片組件2、隔膜夾緊裝置、無桿氣缸、伺服電機、刀片，壓片組件I和壓片組件2分別用于壓極片的正負極，伺服電機可前后移動實現(xiàn)疊片，無桿氣缸帶動刀片切斷隔膜。纏膠紙電芯轉動臺機構包括伺服電機和氣動手指，氣動手指用于夾緊電芯，伺服電機帶動旋轉進行纏膠紙。纏膠紙機構包括松膠紙氣缸、氣動手指、壓膠紙張緊輪、膠紙、壓膠紙氣缸、切膠紙氣缸、送膠紙氣缸、切膠紙壓緊氣缸，氣動手指用于夾緊電芯，伺服電機帶動旋轉進行纏膠紙，氣動手指夾緊膠紙向下送膠紙，同時松膠紙氣缸動作，壓膠紙氣缸退回，壓膠紙張緊輪通過拉簧貼緊電芯，貼完膠紙后切膠紙壓緊氣缸動作，切膠紙時膠紙貼緊過渡輪，切膠紙氣缸動作。取電芯機構包括旋轉氣缸和氣動手指。取電芯到流水線升降機構包括卸料氣缸、氣動手指、旋轉氣缸，氣動手指夾緊電芯，通過升降平臺移動到指定位置，旋轉氣缸旋轉90度，卸料氣缸動作將電芯送到指定位置。夾隔膜機構包括氣動手指。隔膜切割機構包括無桿氣缸、隔膜切斷刀片。轉盤機構包括轉盤，轉盤一端固定有卷筒滾子若干，卷筒滾子一端連有齒輪若干，轉盤另一端連有一齒輪。隔膜夾緊機構包括軸承、壓膜提桿、壓膜軸座、壓膜導桿、提桿連接桿、壓簧。轉盤轉動動力機構包括帶制動器伺服電機、渦輪蝸桿減速機，渦輪蝸桿減速機與大齒輪相嚙合。隔膜自轉動力機構包括步進電機、氣缸，氣缸可推動步進電機使齒輪嚙合。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:由于采用了全自動生產(chǎn)方式，取消了生產(chǎn)過程中人員現(xiàn)場操作，不僅提高了對鋰電池的正、負極片隔離疊加時的精度，提高了鋰電池的產(chǎn)品合格率，生產(chǎn)環(huán)境便于自動控制，而且在提高生產(chǎn)效率的同時降低了成本，兼具遠程操作和監(jiān)控等優(yōu)點。

圖1是本實用新型的結構示意圖；[0041]圖2是圖1中疊片裝置的結構示意圖；圖3是圖1中隔膜放卷裝置的前側結構示意圖；圖4是圖1中隔膜放卷裝置的后側結構示意圖；圖5是本實用新型正極移片臺機構或負極移片臺機構結構示意圖；圖6是本實用新型正極抓取機械手機構結構示意圖；圖7是本實用新型負極抓取機械手機構結構示意圖；圖8是本實用新型正極整料臺機構結構示意圖；圖9是本實用新型疊片臺機構結構示意圖；圖10是本實用新型纏膠紙電芯轉動臺機構結構示意圖；圖11是本實用新型纏膠紙機構左側結構示意圖；圖12是本實用新型纏膠紙機構右側結構示意圖；圖13是本實用新型取電芯機構結構示意圖；圖14是本實用新型取電芯到流水線升降機構結構示意圖；圖15是本實用新型夾隔膜機構結構示意圖；圖16是本實用新型隔膜夾緊機構結構示意圖；圖17是本實用新型轉盤轉動動力機構和隔膜自轉動力機構結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型主要包括有疊片裝置I和固定于其上方的隔膜放卷裝置2，疊片裝置I包括底座14以及固定在底座14上方的取電芯到流水線升降機構3、取電芯機構4、纏膠紙電芯轉動臺機構5、疊片臺機構6、負極整料臺機構7、負極移片臺機構8、負極抓取機械手機構9、正極整料臺機構10、正極移片臺機構11、正極抓取機械手機構12、纏膠紙機構13 ;將切好的極片放到正負極移片臺上，通過正負極抓取機械手將極片送到整料臺和疊片位置進行疊片，通過取電芯部分將疊好的電芯送到纏膠紙的部分進行纏膠紙，取電芯部分再將纏好膠紙的電芯送到升降平臺上將電芯送到流水線上。隔膜放卷裝置2上包括底板19，底板19下方設有支撐架18，支撐架18固定于底座14上，底板19上固定有板26，板26上分別固定有夾隔膜機構15、隔膜放卷浮輥機構16、隔膜切割機構17、隔膜自動脫開機構20、超聲波焊接機構23，在底板19上還固定有板29，板29上固定有轉盤機構22、隔膜夾緊機構21，板26上固定有隔膜自轉動力機構24，板26有轉盤轉動動力機構25，轉盤轉動動力機構25于支撐架27上，支撐架27固定于底板19上，在底板19 一邊還設有糾偏機構28 ;手動將隔膜放到轉盤上通過氣脹軸將隔膜卷夾緊，用隔膜夾緊裝置將前端隔膜逐一夾緊，隔膜卷通過一步進電機自轉并記錄轉的圈數(shù)，當轉到設定的圈數(shù)后大轉盤在伺服電機的驅動下轉一角度到指定位置，夾隔膜部分氣缸啟動并通過氣動手指將隔膜夾緊，此時大轉盤再轉一個角度，隔膜夾緊部分自動脫開，夾隔膜氣動手指將隔膜拉到焊接位置進行焊接，焊接好無桿氣缸帶動刀片將第一卷隔膜切斷，然后再進行下一個循環(huán)。其中，所述正極移片臺機構或負極移片臺機構[0061]如圖5所示，正極移片臺機構或負極移片臺機構包括步進電機30、真空氣管接頭31、移片板44;當極片放到移片板后將其真空吸附，然后將其移到取料機械手位置，通過取料機械手送到整料臺上整形，再送到疊片出疊片。第一片吸走后步進電機旋轉180度，將另外一片送到取料位置。在移片板下方有一光電感應器，如果檢測到無極片，通知對方的機器送料，再進行下一個循環(huán)。所述正極抓取機械手機構如圖6所示，正極抓取機械手機構包括吸盤組件137、吸盤組件232、無桿氣缸36、伺服電機35、真空連接板34、電芯壓板33 ;根據(jù)疊成電芯形狀的不同，正極取料機械手在取料時位置要改變，無桿氣缸則根據(jù)疊片極耳的方向不同調整吸極片的位置。當移片臺移動到吸料位置時，吸盤組件I和吸盤組件2同時動作，吸盤組件I吸取移片臺上的極片，吸盤組件2吸取整料臺上的極片。伺服電機啟動，將吸盤組件2上的極片移到疊片位置，同時將吸盤組件I上的極片移到整料臺位置。然后吸盤組件I和吸盤組件2退回到原來位置進行下一個循環(huán)。正極取料機械手的取料位置是正極移片臺的前端。所述負極抓取機械手機構如圖7所示，負極抓取機械手機構包括吸盤組件139、吸盤組件242、伺服電機38、真空連接板40、電芯壓板41 ;負極抓取機械手5跟正極抓取機械手4的動作順序一樣，但是負極機械手沒有安裝無桿氣缸，不需要調整吸極片的位置。負極取料機械手的取料位置是負極移片臺的前端。所述正極整料臺機構如圖8所示，正極整料臺機構包括整料臺43、裝環(huán)氧布板部分46、剎車電機45、無桿氣缸44，無桿氣缸根據(jù)極片極耳的方向調整整料臺的位置，配合機械手抓取位置的改變；將裝有環(huán)氧板的部分通過無桿氣缸推到正極抓取機械手的位置，將一片環(huán)氧板吸到疊片處，無桿氣缸退回到整料臺位于正極機械手抓取的位置，將機械手送過來的極片進行整形，機械手再將整形后的極片送到疊片位置，完成一個循環(huán)。所述負極整料臺機構負極整料臺機構包括整料臺、剎車電機；負極整料臺沒有安裝無桿氣缸和裝環(huán)氧板部分，位置不需要調整，只對送過來的極片進行整形后送到疊片位置即可。所述疊片臺機構如圖9所示，疊片臺機構包括壓片組件147、壓片組件248、隔膜夾緊裝置49、無桿氣缸50 ;壓片組件I和壓片組件2分別將送過來的正負極極片壓住，通過伺服電機的前后移動實現(xiàn)疊片，電芯疊片完成后隔膜夾緊裝置夾緊隔膜，無桿氣缸帶動刀片切斷隔膜，送入下一道工序。所述纏膠紙電芯轉動臺機構如圖10所示，纏膠紙電芯轉動臺機構包括伺服電機53和氣動手指54 ;將疊好的電芯通過取料裝置送到該位置，氣動手指夾緊電芯，伺服電機帶動旋轉進行纏膠紙。所述纏膠紙機構如圖11、12所示，纏膠紙機構包括膠紙55、松膠紙氣缸56、送膠紙氣缸57、氣動手指58、壓膠紙張緊輪59、切膠紙壓緊氣缸60、切膠紙氣缸61、壓膠紙氣缸62 ;將疊好的電芯通過取料裝置送到纏膠紙電芯轉動臺，氣動手指夾緊膠紙向下送膠紙，同時松膠紙氣缸動作，壓膠紙氣缸退回，壓膠紙張緊輪通過拉簧貼緊電芯，貼完膠紙后切膠紙壓緊氣缸動作，切膠紙時膠紙貼緊過渡輪，切膠紙氣缸動作，切斷膠紙后送到下一工序。所述取電芯機構如圖13所示，取電芯機構氣動手指64、旋轉氣缸63 ;將疊好的電芯送到貼膠紙位置，貼完膠紙再將其送到升降臺位置，通過升降臺將電芯送到流水線。所述取電芯到流水線升降機構如圖14所示，取電芯到流水線升降機構包括卸料氣缸65、氣動手指66、旋轉氣缸67 ;將取料裝置送過來的電芯用氣動手指夾緊，通過升降平臺移動到流水線位置，旋轉氣缸旋轉90度，卸料氣缸動作將電芯送到流水線。所述夾隔膜機構如圖15所示，夾隔膜機構包括氣動手指75 ;當轉盤轉到指定的位置后，將隔膜拉到焊接位置進行超聲波焊接。所述隔膜切割機構隔膜切割機構包括無桿氣缸、隔膜切斷刀片；當氣動手指夾緊隔膜后，轉盤再轉動一角度，隔膜夾緊部分自動脫開。氣動手指將隔膜拉到焊接位置進行焊接，焊接后切割刀片將隔膜切斷。所述轉盤機構轉盤機構包括轉盤，轉盤一端固定有卷筒滾子若干，卷筒滾子一端連有齒輪若干，轉盤另一端連有齒輪。所述隔膜夾緊機構如圖16所示，隔膜夾緊機構包括軸承69、壓膜軸座70、提桿連接桿71、壓膜提桿72、壓膜導桿73、壓簧74 ;將一卷隔膜裝好后，壓提桿連接桿并拉隔膜到壓膜導桿下部，松開提桿連接桿，通過壓簧將隔膜壓緊。所述轉盤轉動動力機構如圖17所示，轉盤轉動動力機構包括帶制動器伺服電機81、渦輪蝸桿減速機80，渦輪蝸桿減速機80與齒輪相嚙合。所述隔膜自轉動力機構如圖17所示，隔膜自轉動力機構24包括步進電機78、氣缸79，氣缸79推動步進電機78使齒輪嚙合。當轉盤轉到指定位置后，氣缸將步進電機推到合適的位置，齒輪嚙合帶動隔膜卷轉動。本實用新型的鋰電池電芯疊片機由于采用了全自動生產(chǎn)方式，取消了生產(chǎn)過程中人員現(xiàn)場操作，不僅提高了對鋰電池的正、負極片隔離疊加時的精度，提高了鋰電池的產(chǎn)品合格率，生產(chǎn)環(huán)境便于自動控制，而且在提高生產(chǎn)效率的同時降低了成本，兼具遠程操作和監(jiān)控等優(yōu)點。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:包括疊片裝置(I)和固定于其上方的隔膜放卷裝置(2)，所述疊片裝置(I)包括底座(14)以及固定在底座(14)上方的取電芯到流水線升降機構(3)、取電芯機構(4)、纏膠紙電芯轉動臺機構(5)、疊片臺機構(6)、負極整料臺機構(7)、負極移片臺機構(8)、負極抓取機械手機構(9)、正極整料臺機構(10)、正極移片臺機構(11)、正極抓取機械手機構(12)、纏膠紙機構(13)； 所述隔膜放卷裝置(2)上包括底板(19)，所述底板(19)下方設有支撐架(18)，所述支撐架(18)固定于底座(14)上，所述底板(19)上固定有板(26)，所述板(26)上分別固定有夾隔膜機構(15)、隔膜放卷浮輥機構(16)、隔膜切割機構(17)、隔膜自動脫開機構(20)、超聲波焊接機構(23)，在所述底板(19)上還固定有板(29)，所述板(29)上固定有轉盤機構(22)、隔膜夾緊機構(21)，所述板(26)上固定有隔膜自轉動力機構(24)，所述板(26)有轉盤轉動動力機構(25)，轉盤轉動動力機構(25)于支撐架(27)上，所述支撐架(27)固定于所述底板(19)上，在所述底板(19) 一邊還設有糾偏機構(28)。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述正極移片臺機構(11)或負極移片臺機構⑶包括由步進電機(30)、真空氣管接頭(31)、移片板(44)，在所述移片板(44)下方設有一檢測有無極片的光電感應器，所述步進電機(30)與移片板(44)連接并可帶動所述移片板(44)旋轉180度。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述正極抓取機械手機構(12)包括吸盤組件I (37)、吸盤組件2(32)、無桿氣缸(36)、伺服電機(35)、真空連接板 (34)、電芯壓板(33)，所述無桿氣缸(36)用于調整吸極片的位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述負極抓取機械手機構(9)包括吸盤組件1(39)、吸盤組件2(42)、伺服電機(38)、真空連接板(40)、電芯壓板(41)。
5.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述正極整料臺機構(10)包括整料臺(43)、裝環(huán)氧布板部分(46)、剎車電機(45)、無桿氣缸(44)，無桿氣缸(44)用于調整整料臺的位置。
6.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述負極整料臺機構(7)包括整料臺、剎車電機。
7.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述疊片臺機構(6)包括壓片組件1(47)、壓片組件2(48)、隔膜夾緊裝置(49)、無桿氣缸(50)，所述壓片組件1(47)和壓片組件2(48)分別用于壓極片的正負極，伺服電機可前后移動實現(xiàn)疊片，所述無桿氣缸(50)帶動刀片切斷隔膜。
8.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述纏膠紙電芯轉動臺機構(5)包括伺服電機(53)和氣動手指(54)，所述氣動手指(54)用于夾緊電芯，所述伺服電機(53)帶動旋轉進行纏膠紙。
9.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述纏膠紙機構(13)包括膠紙(55)、松膠紙氣缸(56)、送膠紙氣缸(57)、氣動手指(58)、壓膠紙張緊輪(59)、切膠紙壓緊氣缸(60)、切膠紙氣缸(61)、壓膠紙氣缸(62)。
10.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述取電芯機構(4)包括氣動手指(64)、旋轉氣缸(63)。
11.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述取電芯到流水線升降機構(3)包括卸料氣缸(65)、氣動手指(66)、旋轉氣缸(67)，所述氣動手指￠6)夾緊電芯，通過升降平臺￠8)上下垂直移動到指定位置，所述旋轉氣缸￠7)旋轉90度，所述卸料氣缸(65)動作將電芯送到指定位置。
12.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述夾隔膜機構(15)包括氣動手指(75)。
13.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述隔膜切割機構(17)包括無桿氣缸、隔膜切斷刀片。
14.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述轉盤機構(22)包括轉盤，轉盤一端固定有卷筒滾子若干，卷筒滾子一端連有齒輪若干，轉盤另一端連有齒輪。
15.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述隔膜夾緊機構(21)包括軸承(69)、壓膜軸座(70)、提桿連接桿(71)、壓膜提桿(72)、壓膜導桿(73)、壓簧(74)。
16.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述轉盤轉動動力機構(25)包括帶制動器伺服電機(81)、渦輪蝸桿減速機(80)，渦輪蝸桿減速機(80)與齒輪相嚙八口 ο
17.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯疊片機，其特征在于:所述隔膜自轉動力機構(24)包括步進電機(78)、氣缸(79)，氣缸(79)推動步進電機(78)使齒輪嚙合。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰電池的電芯疊片機，解決了目前鋰電池的電芯疊片機生產(chǎn)效率及精度不高的問題。包括疊片裝置和隔膜放卷裝置，疊片裝置包括底座，底座上方固定有正極移片臺機構、負極移片臺機構、正極抓取機械手機構、負極抓取機械手機構、正極整料臺機構、負極整料臺機構、疊片臺機構、纏膠紙電芯轉動臺機構、纏膠紙機構、取電芯機構、取電芯到流水線升降機構；隔膜放卷裝置包括其上設有隔膜夾緊機構、夾隔膜機構、超聲波焊接機構、隔膜自動脫開機構、隔膜切割機構、轉盤機構、隔膜放卷浮輥機構。本實用新型不僅提高了對鋰電池的正、負極片隔離疊加時的精度，提高了鋰電池的產(chǎn)品合格率，同時降低了成本，而且兼具遠程操作和監(jiān)控的優(yōu)點。
文檔編號H01M4/04GK202940297SQ201220070460
公開日2013年5月15日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權日2012年2月29日
發(fā)明者王為希, 聞人紅雁 申請人:寧波子煜自動化設備開發(fā)有限公司