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一种叠片设备及叠片方法

文献发布时间:2023-06-19 16:06:26



技术领域

本发明涉及锂离子电池电芯叠片技术领域,具体的是涉及一种叠片设备及叠片方法。

背景技术

目前,采用叠片的方式加工锂电池电芯时,通常需要用到叠片设备。

现有的叠片设备一般包括放卷机构10、位于放卷机构10右侧的叠片台20、正极片上料机构和负极片上料机构。

在进行叠片时,先通过放卷机构10对隔膜110进行放卷,然后通过吹气机构将隔膜110向左吹以使隔膜110向左弯折,如图1所示,然后对隔膜110的位置进行矫正,然后负极片上料机构将负极片放置在叠片台20的隔膜110上,如图2所示,然后正极片上料机构将正极片放置在叠片台20的覆盖在负极片上的隔膜110上,然后叠片台20压住正极片,然后放卷机构10对隔膜110进行放卷并向右移动以将隔膜110折叠并覆盖在正极片上,如图3所示,然后叠片台20释放正极片,然后负极片上料机构将负极片放置在叠片台20的覆盖在正极片上的隔膜110上,然后叠片台20压住负极片,然后放卷机构10对隔膜110进行放卷并向左移动以将隔膜110折叠并覆盖在负极片上,如图4所示,然后叠片台20释放负极片,重复前述步骤,直到负极片上料机构将最后一个负极片放置在叠片台20的覆盖在最后一个正极片上的隔膜110上,然后叠片台20压住最后一个负极片,然后放卷机构10对隔膜进行放卷并向左移动以将隔膜110折叠并覆盖在最后一个负极片上,如图5所示,然后通过切刀机构30对隔膜100进行切断,然后通过叠片台20释放最后一个负极片,如此叠片即完成,叠片完成的电芯如图6所示。

上述的该种叠片方式需要通过吹气机构将隔膜110向左吹,不可靠且不稳定,容易造成电芯叠片的一致性较差,并在吹气后需要对隔膜110的位置进行矫正,浪费了时间,降低了叠片效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种叠片设备及叠片方法,电芯叠片的一致性较好,可靠且稳定,节省了时间,提高了叠片效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

本发明的第一方面提供一种叠片设备,包括放卷机构、第一叠片台、正极片上料机构和负极片上料机构,所述正极片上料机构和负极片上料机构位于所述第一叠片台的两侧,还包括隔膜翻折机构、第二叠片台和取料机构,所述放卷机构、隔膜翻折机构和取料机构依次设置,所述第一叠片台位于所述放卷机构和隔膜翻折机构之间,所述第二叠片台位于所述隔膜翻折机构和取料机构之间;所述取料机构包括夹爪组件,所述夹爪组件用于夹持所述第一叠片台上的叠片半成品以及用于将夹持的叠片半成品放置在所述第二叠片台上;所述第二叠片台用于放置叠片半成品以及用于压住叠片半成品;所述隔膜翻折机构用于夹持隔膜、用于切断隔膜以及用于将切断后的隔膜折叠并覆盖在叠片半成品的最后一个负极片上。

作为优选的技术方案,所述隔膜翻折机构包括第一Z轴直线模组、设置到第一Z轴直线模组的翻折安装板、两个第一连接件、气缸驱动板、隔膜压板、真空压板和夹持气缸;所述两个第一连接件分别滑动设置到所述翻折安装板的靠近所述取料机构的一面的两侧且两者呈相对设置;所述气缸驱动板设置到所述两个第一连接件的顶端,所述真空压板设置到所述两个第一连接件的底端;所述隔膜压板位于所述两个第一连接件之间并位于所述真空压板的上方,所述隔膜压板用于将隔膜压紧到所述真空压板的顶端,所述隔膜压板的两端分别通过两个第二连接件滑动设置到所述翻折安装板的靠近所述取料机构的一面;所述夹持气缸设置到所述翻折安装板的靠近所述取料机构的一面并位于所述隔膜压板和气缸驱动板之间,所述夹持气缸分别与所述隔膜压板和气缸驱动板连接,用于分别驱动所述隔膜压板和气缸驱动板上下移动,所述气缸驱动板的上下移动可带动所述两个第一连接件在翻折安装板的靠近取料机构的一面上下滑动,两个第一连接件的上下滑动可带动所述真空压板上下移动。

作为优选的技术方案,所述真空压板的顶端设有用于吸附隔膜的吸气孔。

作为优选的技术方案,所述隔膜翻折机构还包括第一热熔切刀安装板、第二热熔切刀安装板、切刀气缸安装板、切刀气缸和用于将隔膜切断的热熔切刀;所述切刀气缸安装板设置到所述翻折安装板的远离所述取料机构的一面的底端,所述第一热熔切刀安装板位于所述切刀气缸安装板的下方,所述第一热熔切刀安装板的两端分别通过两个第三连接件滑动设置到所述翻折安装板的远离所述取料机构的一面,所述第二热熔切刀安装板设置到所述第一热熔切刀安装板的底端,所述热熔切刀设置到所述第二热熔切刀安装板的底端;所述切刀气缸设置到所述切刀气缸安装板的顶端并与所述第一热熔切刀安装板连接,切刀气缸用于驱动所述第一热熔切刀安装板上下移动,所述第一热熔切刀安装板的上下移动可带动所述第二热熔切刀安装板上下移动,进而可带动所述热熔切刀上下移动。

作为优选的技术方案,所述第二叠片台包括第一叠片安装板、两个立板、底板、第一支撑板、第二支撑板和用于放置叠片半成品的电芯支板;所述两个立板设置到所述第一叠片安装板的顶端并呈相对设置,所述底板设置到所述两个立板的顶端,所述第一支撑板和第二支撑板分别设置到所述底板顶端的两侧,所述第一支撑板靠近所述隔膜翻折机构,所述第二支撑板靠近所述取料机构,所述电芯支板设置到所述第一支撑板和第二支撑板的顶端,所述电芯支板的顶端设有与所述夹爪组件的下夹爪对应的第一避让位,所述第一避让位的靠近所述取料机构的一端延伸至所述电芯支板的靠近所述取料机构的一端,所述第二支撑板的顶端设有与所述第一避让位对应的第二避让位。

作为优选的技术方案,所述第二叠片台还包括两个第二叠片安装板和两个支撑块,所述两个第二叠片安装板分别设置到所述第一叠片安装板的顶端并呈相对设置,所述电芯支板位于所述两个第二叠片安装板之间,所述两个支撑块分别设置到所述两个第二叠片安装板的顶端,所述支撑块的靠近所述隔膜翻折机构的一面、靠近所述取料机构的一面分别设置有两个气缸支座,所述气缸支座设有上下气缸,所述上下气缸连接有压板安装板,所述压板安装板位于对应的所述气缸支座的上方并设有用于压住叠片半成品的叠片压板,所述叠片压板位于所述电芯支板的上方,所述上下气缸用于驱动对应的压板安装板上下移动,从而通过压板安装板可带动对应的叠片压板上下移动。

作为优选的技术方案,所述支撑块的靠近所述隔膜翻折机构的一面、靠近所述取料机构的一面分别滑动设置有两个气缸支座,所述气缸支座通过一前后气缸驱动其朝靠近或远离所述电芯支板的方向滑动,所述气缸支座的滑动可带动对应的压板安装板朝靠近或远离所述电芯支板的方向移动,进而可带动对应的叠片压板朝靠近或远离所述电芯支板的方向移动,所述前后气缸设置到所述第二叠片安装板的顶端。

作为优选的技术方案,所述取料机构包括第二Z轴直线模组、设置到第二Z轴直线模组的夹爪安装座、夹爪安装板、夹爪气缸和所述夹爪组件;所述夹爪安装板设置到所述夹爪安装座的靠近所述隔膜翻折机构的一面,所述夹爪气缸设置到所述夹爪安装板的靠近所述隔膜翻折机构的一面,所述夹爪组件包括呈上下相对设置的上夹爪和下夹爪,所述上夹爪和下夹爪分别通过上夹爪安装块、下夹爪安装块设置到所述夹爪气缸,所述夹爪气缸用于驱动所述上夹爪和下夹爪相向移动或相背移动以实现夹持叠片半成品或释放叠片半成品。

作为优选的技术方案,所述上夹爪、下夹爪分别为多个,每个上夹爪对应一个下夹爪,所述多个上夹爪的一端设置到所述上夹爪安装块,另一端的底部设有夹板。

本发明的第二方面提供一种叠片方法,包括以下步骤:

S2、放卷机构对隔膜进行放卷,然后将隔膜手动铺放在第一叠片台上;

S4、负极片上料机构将负极片放置在第一叠片台的隔膜上,然后第一叠片台压住负极片,然后放卷机构对隔膜进行放卷并朝靠近取料机构的方向移动以将隔膜折叠并覆盖在负极片上,然后第一叠片台释放负极片并向下移动;

S6、正极片上料机构将正极片放置在第一叠片台的覆盖在负极片上的隔膜上,然后第一叠片台压住正极片,然后放卷机构对隔膜进行放卷并朝远离取料机构的方向移动以将隔膜折叠并覆盖在正极片上,然后第一叠片台释放正极片;

S8、负极片上料机构将负极片放置在第一叠片台的覆盖在正极片上的隔膜上,然后第一叠片台压住负极片,然后放卷机构对隔膜进行放卷并朝靠近取料机构的方向移动以将隔膜折叠并覆盖在负极片上,然后第一叠片台释放负极片;

S10、重复步骤S6-S8,直至负极片上料机构将最后一个负极片放置在第一叠片台的覆盖在最后一个正极片上的隔膜上;

S12、放卷机构对隔膜进行放卷,同时隔膜翻折机构和取料机构朝靠近第一叠片台的方向移动,在到达预定位置后,取料机构继续朝靠近第一叠片台的方向移动,当取料机构的夹爪组件部分从隔膜翻折机构中穿过并到达夹持位置后,夹爪组件夹持步骤S10完成后的叠片半成品,然后取料机构带动叠片半成品以及隔膜朝第二叠片台的方向移动,在移动的过程中,叠片半成品和隔膜均从隔膜翻折机构中穿过,在到达第二叠片台的上方的位置后,取料机构的夹爪组件将叠片半成品放置在第二叠片台上,然后第二叠片台压住叠片半成品,同时取料机构、隔膜翻折组件回到初始位置;

S14、隔膜翻折机构夹持隔膜,然后将隔膜切断,然后朝靠近取料机构的方向移动以将切断后的隔膜折叠并覆盖在叠片半成品的最后一个负极片上,然后第二叠片台释放叠片半成品,如此叠片即完成。

本发明的有益效果是:本发明相对现有技术,增加了隔膜翻折机构、第二叠片台和取料机构,去掉了吹气机构和切刀机构,在叠片刚开始时,隔膜不需通过吹气机构向左吹,使得隔膜不需向左弯折而直接铺放到第一叠片台上即可,不需对隔膜的位置进行矫正,在最后一个负极片放置在第一叠片台的覆盖在最后一个正极片上的隔膜上时,通过取料机构将第一叠片台上的叠片半成品放置在第二叠片台上,并使叠片半成品和隔膜从隔膜翻折机构中穿过,使得隔膜翻折机构可夹持隔膜并可切断隔膜,并可在切断隔膜后将切断的隔膜折叠并覆盖在叠片半成品的最后一个负极片上,从而完成叠片,该种叠片方式可靠且稳定,电芯叠片的一致性较好,不需对隔膜的位置进行矫正,节省了时间,提高了叠片效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术的叠片设备工作时的第一状态示意图;

图2是现有技术的叠片设备工作时的第二状态示意图;

图3是现有技术的叠片设备工作时的第三状态示意图;

图4是现有技术的叠片设备工作时的第四状态示意图;

图5是现有技术的叠片设备工作时的第五状态示意图;

图6是现有技术的叠片设备叠片完成后的电芯的示意图;

图7是本发明一实施例提供的一种叠片设备的结构示意图;

图8是图7所示叠片设备的隔膜翻折机构的靠近取料机构的一面的结构示意图;

图9是图7所示叠片设备的隔膜翻折机构的远离取料机构的一面的结构示意图;

图10是图7所示叠片设备的第二叠片台的靠近取料机构的一面的结构示意图;

图11是图7所示叠片设备的第二叠片台的靠近隔膜翻折机构的一面的结构示意图;

图12是图7所示叠片设备的取料机构的靠近隔膜翻折机构的一面的结构示意图;

图13是图7所示的叠片设备工作时的第一状态示意图;

图14是图7所示的叠片设备工作时的第二状态示意图;

图15是图7所示的叠片设备工作时的第三状态示意图;

图16是图7所示的叠片设备工作时的第四状态示意图;

图17是图7所示的叠片设备工作时的第五状态示意图;

图18是图7所示的叠片设备工作时的第六状态示意图;

图19是图7所示的叠片设备叠片完成后的电芯的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。另外,专利中涉及到的所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

请参照图7,本发明一实施例提供的一种叠片设备,包括放卷机构10、第一叠片台20、正极片上料机构、负极片上料机构、隔膜翻折机构40、第二叠片台60和取料机构80。放卷机构10、隔膜翻折机构40和取料机构80从左至右依次设置并均设置到多动子直线电机100,从而放卷机构10、隔膜翻折机构40、取料机构80可分别在多动子直线电机100的驱动下进行左右移动。多动子直线电机100沿X轴方向设置到支撑座102,支撑座102的两端分别通过两个底座104设置到例如工作台等地。第一叠片台20位于放卷机构10和隔膜翻折机构40之间,正极片上料机构和负极片上料机构分别位于第一叠片台20的左侧、右侧。第二叠片台60位于隔膜翻折机构40和取料机构80之间。第一叠片台20、第二叠片台60、正极片上料机构、负极片上料机构均设置到例如工作台等地。

放卷机构10用于放卷隔膜110、用于将隔膜110折叠并覆盖在第一叠片台20上的负极片上以及用于将隔膜110折叠并覆盖在第一叠片台20上的正极片上。第一叠片台20用于放置隔膜110、正极片、负极片以及用于压住正极片、负极片。正极片上料机构用于将正极片放置在第一叠片台20的覆盖在负极片上的隔膜110上,负极片上料机构用于将负极片放置在第一叠片台20的覆盖在正极片上的隔膜110上。取料机构80包括夹爪组件,夹爪组件用于夹持第一叠片台20上的叠片半成品以及用于将夹持的叠片半成品放置在第二叠片台60上。第二叠片台60用于放置叠片半成品以及用于压住叠片半成品。隔膜翻折机构40用于夹持隔膜110、用于切断隔膜110以及用于将切断后的隔膜110折叠并覆盖在叠片半成品的最后一个负极片上。

其中,放卷机构10主要包括两个上放卷辊12和两个下放卷辊,通过上放卷辊12和下放卷辊对隔膜110进行放卷,放卷机构10、第一叠片台20、正极片上料机构、负极片上料机构的结构与现有技术的相同,这里不再赘述其结构。正极片上料机构、负极片上料机构在图7中未展示出来。

具体的,结合图8所示,隔膜翻折机构40包括第一Z轴直线模组42、设置到第一Z轴直线模组42的T型翻折安装板43、两个第一连接件44、气缸驱动板45、隔膜压板46、真空压板47和夹持气缸48。

第一Z轴直线模组42沿Z轴方向设置到多动子直线电机100,第一Z轴直线模组42可在多动子直线电机100的驱动下进行左右移动,从而可带动翻折安装板43及其上的部件进行左右移动。翻折安装板43可在第一Z轴直线模组42的驱动下进行上下移动,从而可带动翻折安装板43上的部件进行上下移动。

两个第一连接件44分别滑动设置到翻折安装板43的靠近取料机构80的一面的两侧且两者呈相对设置。具体的,第一连接件44包括L型连接块442、连接到L型连接块442顶端的连接柱444以及连接到L型连接块442底端的竖向连接板446。L型连接块442设置到滑块434a,滑块434a滑动设置到滑轨432a,滑轨432a沿Z轴方向设置到翻折安装板43的靠近取料机构80的一面,L型连接块442通过滑块434a可在滑轨432a上上下滑动,从而第一连接件44可实现在翻折安装板43的靠近取料机构80的一面上下滑动。

气缸驱动板45设置到两个第一连接件44的连接柱444的顶端,真空压板47设置到两个第一连接件44的竖向连接板446的底端。

隔膜压板46位于两个第一连接件44的竖向连接板446之间并位于真空压板47的上方。隔膜压板46与真空压板47呈上下平行设置。隔膜压板46用于将隔膜110压紧到真空压板47的顶端。隔膜压板46的两端分别通过两个第二连接件49滑动设置到翻折安装板43的靠近取料机构80的一面。具体的,第二连接件49包括连接块494以及设置到连接块494底端的连接柱492,连接柱492的底端设置到对应的隔膜压板46的一端。连接块494设置到滑块434b,滑块434b滑动设置到滑轨432b,滑轨432b沿Z轴方向设置到翻折安装板43的靠近取料机构80的一面,连接块494通过滑块434b可在滑轨432b上上下滑动,从而第二连接件49可实现在翻折安装板43的靠近取料机构80的一面上下滑动。

夹持气缸48设置到翻折安装板43的靠近取料机构80的一面并位于隔膜压板46和气缸驱动板45之间,夹持气缸48的两个气缸轴分别与隔膜压板46和气缸驱动板45连接,用于分别驱动隔膜压板46和气缸驱动板45上下移动,气缸驱动板45的上下移动可带动两个第一连接件44在翻折安装板43的靠近取料机构80的一面上下滑动,第一连接件44的上下滑动可带动真空压板47上下移动,隔膜压板46的上下移动可带动两个第二连接件49在翻折安装板43的靠近取料机构80的一面上下滑动。通过第一连接件44的上下滑动,从而可对真空压板47的上下移动起到导向作用,从而可使得真空压板47上下移动的时候比较平稳。通过第二连接件49的上下滑动,从而可对隔膜压板46的上下移动起到导向作用,从而可使得隔膜压板46上下移动的时候比较平稳。

真空压板47的顶端设有用于吸附隔膜110的吸气孔472。吸气孔472用于与抽真空设备连接。当通过隔膜压板46将隔膜110压紧到真空压板47的顶端时,通过对吸气孔472抽真空,从而可实现吸附住隔膜110,如此即可实现夹持隔膜110。吸气孔472为多个,多个吸气孔472均匀分布,吸气孔472的数量可根据实际情况进行设置。

结合图9所示,隔膜翻折机构80还包括第一热熔切刀安装板51、第二热熔切刀安装板52、切刀气缸安装板53、切刀气缸54和用于将隔膜110切断的热熔切刀55。

切刀气缸安装板53设置到翻折安装板43的远离取料机构80的一面的底端。切刀气缸安装板53沿Y轴方向设置。

第一热熔切刀安装板51位于切刀气缸安装板53的下方。第一热熔切刀安装板51与切刀气缸安装板53呈上下平行设置。第一热熔切刀安装板51的两端分别通过两个第三连接件56滑动设置到翻折安装板43的远离取料机构80的一面。具体的,第三连接件56包括连接块564以及设置到连接块564底端的连接柱562,连接柱562的底端穿过切刀气缸安装板53并设置到对应的第一热熔切刀安装板51的一端,连接块564设置到滑块566,滑块566滑动设置到滑轨568,滑轨568沿Z轴方向设置到翻折安装板43的远离取料机构80的一面,连接块564通过滑块566可在滑轨568上上下滑动,从而第三连接件56可实现在翻折安装板43的远离取料机构80的一面上下滑动。

第二热熔切刀安装板52设置到第一热熔切刀安装板51的底端,第二热熔切刀安装板52的长度方向与第一热熔切刀安装板51的长度方向相同。热熔切刀55设置到第二热熔切刀安装板52的底端,热熔切刀55的长度方向与第二热熔切刀安装板52的长度方向相同。

切刀气缸54设置到切刀气缸安装板53的顶端,切刀气缸54的气缸轴穿过切刀气缸安装板53并与第一热熔切刀安装板51连接,用于驱动第一热熔切刀安装板51上下移动,第一热熔切刀安装板51的上下移动可带动第二热熔切刀安装板52上下移动以及带动两个第三连接件56在翻折安装板43的远离取料机构80的一面上下滑动,进而可带动热熔切刀55上下移动。通过第三连接件56的上下滑动,从而可对第一热熔切刀安装板51的上下移动起到导向作用,从而可使得第一热熔切刀安装板51、第二热熔切刀安装板52、热熔切刀55上下移动的时候比较平稳。

结合图10和图11所示,第二叠片台60靠近多动子直线电机100。第二叠片台60包括第一叠片安装板62、两个立板63、底板64、第一支撑板65、第二支撑板66、用于放置叠片半成品的电芯支板67、模组安装板68、驱动电机69、X轴直线模组72、直线导轨73、两个第二叠片安装板74和两个支撑块75。

第一叠片安装板62的长度方向与多动子直线电机100的长度方向垂直,即第一叠片安装板62沿Y轴方向设置。

两个立板63设置到第一叠片安装板62的顶端并呈相对设置。两个立板63沿第一叠片安装板62的长度方向间隔设置。

底板64设置到两个立板63的顶端。第一支撑板65和第二支撑板66分别设置到底板64顶端的左侧、右侧,第一支撑板65靠近隔膜翻折机构40,第二支撑板66靠近取料机构80。第一支撑板65和第二支撑板66呈左右平行设置。电芯支板67设置到第一支撑板65和第二支撑板66的顶端。电芯支板67的顶端设有与夹爪组件的下夹爪88(见图12)对应的第一避让位672,第一避让位672沿电芯支板67的宽度方向延伸,第一避让位672的靠近取料机构80的一端延伸至电芯支板67的靠近取料机构80的一端。第二支撑板66的顶端设有与第一避让位672对应的第二避让位662。设置的第一避让位672和第二避让位662可供夹爪组件的下夹爪88伸入以方便放置叠片半成品。

模组安装板68位于第一叠片安装板62的下方并与第一叠片安装板68呈上下平行设置。模组安装板68的一端设置到X轴直线模组72,另一端滑动设置到直线导轨73。X轴直线模组72和直线导轨73沿模组安装板68的长度方向呈并排设置。X轴直线模组72和直线导轨73沿X轴方向设置到例如工作台等地,模组安装板68可在X轴直线模组72的驱动下进行左右移动。直线导轨73可对模组安装板68提供移动支撑。第一叠片安装板62的底端设有导向轴71,模组安装板68的顶端设有与导向轴71滑动配合的衬套712。本实施例中,导向轴71、衬套712的数量均为三个,三个导向轴71在第一叠片安装板62的底端均匀分布,三个衬套712在模组安装板68的顶端均匀分布。可以理解地,导向轴71和衬套712的数量可根据实际情况进行设置。

驱动电机69设置到模组安装板68的底端,驱动电机69的电机轴穿过模组安装板68并与第一叠片安装板62的底端连接。第一叠片安装板62可在驱动电机69的驱动下进行上下移动,从而可带动两个立板63、底板64、第一支撑板65、第二支撑板66、电芯支板67上下移动。

本实施例中,驱动电机69的数量为两个,可以理解地,驱动电机69的数量可根据实际情况进行设置。驱动电机69也可用气缸代替。

两个第二叠片安装板74分别设置到第一叠片安装板62的顶端并呈相对设置。两个第二叠片安装板74沿第一叠片安装板62的长度方向呈并排设置。电芯支板67、两个立板63位于两个第二叠片安装板74之间。

两个支撑块75分别设置到两个第二叠片安装板74的顶端。支撑块75的靠近隔膜翻折机构40的一面、靠近取料机构80的一面分别滑动设置有两个气缸支座76。具体的,支撑块75的靠近隔膜翻折机构40的一面、靠近取料机构80的一面分别沿Y轴方向设有滑轨752,滑轨752上滑动设置有滑块754,气缸支座76设置到对应的滑块754,气缸支座76通过对应的滑块754可在对应的滑轨752上朝靠近或远离电芯支板67的方向进行滑动。本实施例中,滑块754、滑轨752的数量分别为两个,可以理解地,滑块754、滑轨752的数量可根据实际情况进行设置。

气缸支座76的一侧设有上下气缸77,上下气缸77沿Z轴方向设置,上下气缸77连接有压板安装板78,压板安装板78位于对应的气缸支座76的上方。压板安装板78的顶端设有用于压住叠片半成品的L型叠片压板79,叠片压板79位于电芯支板67的上方,上下气缸77用于驱动对应的压板安装板78上下移动,从而通过压板安装板78可带动对应的叠片压板79上下移动。

气缸支座76通过一前后气缸792驱动其朝靠近或远离电芯支板67的方向滑动。气缸支座76的移动可带动对应的压板安装板78朝靠近或远离电芯支板67的方向移动,进而可带动对应的叠片压板79朝靠近或远离电芯支板67的方向移动。前后气缸792沿Y轴方向设置到第二叠片安装板74的顶端。

本实施例中,如图10所示,靠近取料机构80的气缸支座76,其靠近取料机构80的一侧设有驱动块762,与该气缸支座76对应的前后气缸792,其气缸轴与驱动块762连接,通过前后气缸792驱动驱动块762朝靠近或远离电芯支板67的方向移动,从而可实现驱动气缸支座76朝靠近或远离电芯支板67的方向滑动。如图11所示,靠近隔膜翻折机构40的气缸支座76,其靠近隔膜翻折机构40的一侧设有驱动块762,与该气缸支座76对应的前后气缸792,其气缸轴与驱动块762连接,通过前后气缸792驱动驱动块762朝靠近或远离电芯支板67的方向移动,从而可实现驱动气缸支座76朝靠近或远离电芯支板67的方向滑动。

结合图12所示,取料机构80包括第二Z轴直线模组82、设置到第二Z轴直线模组82的夹爪安装座84、夹爪安装板85、夹爪气缸86和上述的夹爪组件。

第二Z轴直线模组82沿Z轴方向设置到多动子直线电机100,第二Z轴直线模组82可在多动子直线电机100的驱动下进行左右移动,从而可带动夹爪安装座84及其上的部件进行左右移动。

夹爪安装座84通过连接座83设置到第二Z轴直线模组82。具体的,连接座83设置到第二Z轴直线模组82,夹爪安装座84设置到连接座83的底端。夹爪安装座84的长度方向与多动子直线电机100的长度方向垂直,即夹爪安装座84沿Y轴方向设置。连接座83可在第二Z轴直线模组82的驱动下上下移动,从而可带动夹爪安装座84及其上的部件上下移动。

夹爪安装板85设置到夹爪安装座84的靠近隔膜翻折机构40的一面。夹爪气缸86沿Z轴方向设置到夹爪安装板85的靠近隔膜翻折机构40的一面。夹爪组件包括呈上下相对设置的上夹爪87和下夹爪88,上夹爪87和下夹爪88分别通过上夹爪安装块89、下夹爪安装块91设置到夹爪气缸86,夹爪气缸86用于通过上夹爪安装块89、下夹爪安装块91驱动上夹爪87和下夹爪88相向移动或相背移动以实现夹持叠片半成品或释放叠片半成品。上夹爪安装块89、下夹爪安装块91分别与夹爪安装座84呈平行设置。

本实施例中,夹爪组件为两个,夹爪组件沿夹爪安装座84的长度方向呈并排设置。对应的,夹爪安装板85、夹爪气缸86、上夹爪安装块89、下夹爪安装块91分别为两个。

本实施例中,靠近多动子直线电机100的夹爪组件包括三个上夹爪87、三个下夹爪88。每个上夹爪87对应一个下夹爪88。三个上夹爪87、三个下夹爪88分别沿上夹爪安装块89、下夹爪安装块91的长度方向呈并排设置。三个上夹爪87的一端设置到上夹爪安装块89,另一端朝向隔膜翻折机构40,并且其底部设有夹板92,方便夹持叠片半成品。三个下夹爪88的一端设置的下夹爪安装块91,另一端朝向隔膜翻折机构40。

远离多动子直线电机100的夹爪组件包括两个上夹爪87、两个下夹爪88。两个上夹爪87、两个下夹爪88分别沿上夹爪安装块89、下夹爪安装块91的长度方向呈并排设置。两个上夹爪87的一端设置到上夹爪安装块89,另一端朝向隔膜翻折机构40,并且其底部设有夹板92,方便夹持叠片半成品。两个下夹爪88的一端设置的下夹爪安装块91,另一端朝向隔膜翻折机构40。

为了使上夹爪87、下夹爪88在相向或相背移动的过程中更加平稳,夹爪安装板85的靠近隔膜翻折机构40的一面在位于夹爪气缸86的两侧沿Z轴方向分别设有两个滑轨852,上夹爪安装块89、下夹爪安装块91分别通过滑块854滑动设置到两个滑轨852。

可以理解地,夹爪组件的数量、每个夹爪组件的上夹爪87和下夹爪88的数量可根据实际情况进行设置。

夹爪安装板85的上方设有限位件93,限位件93的一端设置到夹爪安装板85的顶端,另一端位于上夹爪安装块89的上方并通过无头缓冲螺钉94设置到夹爪气缸86的顶端。通过设置的限位件93,可对上夹爪安装块89的向上移动起到限位作用。

基于图7的叠片设备,本发明还提供了一种叠片方法,具体包括以下步骤:

S2、放卷机构10对隔膜110进行放卷,然后将隔膜110手动铺放在第一叠片台20上,如图13所示。

S4、负极片上料机构将负极片放置在第一叠片台20的隔膜110上,然后第一叠片台20压住负极片,然后放卷机构10对隔膜110进行放卷并在多动子直线电机100的驱动下朝靠近取料机构80的方向移动(即向右移动)以将隔膜110折叠并覆盖在负极片上,如图14所示,然后第一叠片台20释放负极片。

S6、正极片上料机构将正极片放置在第一叠片台20的覆盖在负极片上的隔膜110上,然后第一叠片台20压住正极片,然后放卷机构10对隔膜110进行放卷并在多动子直线电机100的驱动下朝远离取料机构80的方向移动(即向左移动)以将隔膜110折叠并覆盖在正极片上,如图15所示,然后第一叠片台20释放正极片。

S8、负极片上料机构将负极片放置在第一叠片台20的覆盖在正极片上的隔膜110上,然后第一叠片台20压住负极片,然后放卷机构10对隔膜110进行放卷并在多动子直线电机100的驱动下朝靠近取料机构80的方向移动(即向右移动)以将隔膜110折叠并覆盖在负极片上,如图16所示,然后第一叠片台20释放负极片。

S10、重复步骤S6-S8,直至负极片上料机构将最后一个负极片放置在第一叠片台20的覆盖在最后一个正极片上的隔膜110上,如图17所示。

S12、放卷机构10对隔膜110进行放卷,同时隔膜翻折机构40和取料机构80朝靠近第一叠片台20的方向移动,在到达预定位置后,取料机构80继续朝靠近第一叠片台20的方向移动,当取料机构80的夹爪组件部分从隔膜翻折机构40中穿过并到达夹持位置后,夹爪组件夹持步骤S10完成后的叠片半成品,然后取料机构80带动叠片半成品以及隔膜110朝靠近第二叠片台20的方向移动,在移动的过程中,叠片半成品和隔膜110均从隔膜翻折机构40中穿过,在到达第二叠片台60的上方的位置后,取料机构80的夹爪组件将叠片半成品放置在第二叠片台60上,然后第二叠片台60压住叠片半成品,同时取料机构80、隔膜翻折机构40回到初始位置,如图18所示。

上述步骤S12中,具体的,隔膜翻折机构40的第一Z轴直线模组42和取料机构80的第二Z轴直线模组82分别在多动子直线电机100的驱动下朝靠近第一叠片台20的方向移动,从而使隔膜翻折机构40和取料机构80整体朝靠近第一叠片台20的方向移动,在到达预定位置(即靠近第一叠片台20右侧的位置)后,取料机构80的第二Z轴直线模组82在多动子直线电机100的驱动下继续朝靠近第一叠片台20的方向移动,从而使取料机构80整体继续朝靠近第一叠片台20的方向移动。当取料机构80的夹爪组件部分从隔膜翻折机构40的隔膜压板46和真空压板47之间穿过并到达夹持位置(即此时夹爪组件的下夹爪88部分位于第一叠片台20的避让位22(见图7)内、部分位于隔膜翻折机构40的右侧,上夹爪87部分位于叠片半成品的上方、部分位于隔膜翻折机构40的右侧,避让位22位于叠片半成品的下方)后,夹爪气缸86通过上夹爪安装块89、下夹爪安装块91分别驱动上夹爪87、下夹爪88相向移动以实现夹持叠片半成品。然后第二Z轴直线模组82在多动子直线电机100的驱动下朝靠近第二叠片台60的方向移动,从而使取料机构80整体朝靠近第二叠片台60的方向移动,在移动的过程中,叠片半成品和隔膜110均从隔膜翻折机构40的隔膜压板46和真空压板47之间穿过。在到达第二叠片台60的电芯支板67的上方的位置后,第二Z轴直线模组82驱动连接座83、夹爪安装座84向下移动,从而带动上夹爪87、下夹爪88、叠片半成品以及隔膜110向下移动,直至叠片半成品位于电芯支板67上,此时下夹爪88位于对应的第一避让位672和第二避让位662内,如此即实现将叠片半成品放置在第二叠片台60的电芯支板67上。然后第二叠片台60的四个前后气缸792分别驱动四个气缸支座76朝靠近电芯支板67的方向移动,从而带动四个压板安装板78、四个叠片压板79朝靠近电芯支板67的方向移动,在到达预定位置后,第二叠片台60的四个上下气缸77分别驱动四个压板安装板78向下移动,从而带动四个叠片压板79向下移动以实现压住叠片半成品。在压住叠片半成品后,取料机构80的夹爪气缸86驱动上夹爪87、下夹爪88相背移动以实现释放叠片半成品,然后第二Z轴直线模组82、第一Z轴直线模组42在多动子直线电机100的驱动下回到初始位置,从而带动取料机构80、隔膜翻折机构40整体回到初始位置。

上述步骤S12中,在取料机构80继续朝靠近第一叠片台20的方向移动之前,先通过取料机构80的夹爪气缸86驱动上夹爪87、下夹爪88相背移动以使上夹爪87和下夹爪88之间的距离与叠片半成品的厚度相适配,同时通过夹持气缸48驱动气缸驱动板45向下移动、驱动隔膜压板46向上移动,从而可带动两个第一连接件44、真空压板47向下移动,如此可使隔膜压板46和真空压板47之间的距离与上夹爪87的顶端和下夹爪88的底端之间的距离相适配,以方便上夹爪87和下夹爪88部分从隔膜隔板46和真空压板47之间穿过。

S14、隔膜翻折机构40夹持隔膜110,然后将隔膜110切断,然后朝靠近取料机构80的方向移动(即向右移动)以将切断后的隔膜110折叠并覆盖在叠片半成品的最后一个负极片上,然后第二叠片台60释放叠片半成品,如此叠片即完成。叠片完成后的电芯如图19所示。

上述步骤S14中,具体的,由于步骤S12中,取料机构80带动叠片半成品以及隔膜110朝第二叠片台60的方向移动的过程中,叠片半成品和隔膜110均从隔膜翻折机构的隔膜压板46和真空压板47之间穿过,因此通过隔膜翻折机构40可夹持隔膜110。在隔膜翻折机构40回到初始位置后,隔膜翻折机构40的夹持气缸48驱动隔膜压板46向下移动以将隔膜110压紧到真空压板47的顶端,同时对真空压板47顶端的吸气孔472抽真空以吸附住隔膜110,从而实现夹持隔膜110。在夹持隔膜110后,隔膜翻折机构40的切刀气缸54驱动第一热熔切刀安装板51向下移动,从而带动第二热熔切刀安装板52、热熔切刀55向下移动,从而通过热熔切刀55可实现将隔膜110切断。在切断隔膜110后,隔膜翻折机构40的第一Z轴直线模组42在多动子直线电机100的驱动下朝取料机构80的方向移动,从而使隔膜翻折机构40整体并带动切断后的隔膜110朝取料机构80的方向移动,从而可实现将切断后的隔膜110折叠并覆盖在叠片半成品的最后一个负极片上,如图19所示。然后第二叠片台60的四个上下气缸77分别驱动四个压板安装板78向上移动,从而带动四个叠片压板79向上移动,然后四个前后气缸792分别驱动四个气缸支座76朝远离电芯支板67的方向移动,如此即实现释放叠片半成品。之后隔膜翻折机构的夹持气缸48驱动隔膜压板46向上移动,同时停止对真空压板47的吸气孔472抽真空,以实现释放隔膜110,然后第一Z轴直线模组42在多动子直线电机100的驱动下朝远离取料机构80的方向移动即向左移动以回到初始位置,从而使隔膜翻折机构40整体回到初始位置,如此叠片即完成。

通过隔膜翻折机构40的第一Z轴直线模组42可实现调整翻折安装板43在Z轴方向上的位置,从而可实现调整翻折安装板43上的部件例如隔膜压板46、真空压板47、热熔切刀55等在Z轴方向上的位置,通过第二叠片台60的驱动电机69可实现调整第一叠片安装板62在Z轴方向上的位置,从而可实现调整第一叠片安装板62上的部件例如电芯支板67等在Z轴方向上的位置,通过第二叠片台60的X轴直线模组72可实现调整模组安装板68在X轴方向上的位置,从而可实现调整模组安装板68上的部件例如第一叠片安装板62在X轴方向上的位置。通过调整位置,使得各个机构之间能够协同工作。

综上所述,本发明相对现有技术,增加了隔膜翻折机构40、第二叠片台60和取料机构80,去掉了吹气机构和切刀机构30,在叠片刚开始时,隔膜110不需通过吹气机构向左吹,使得隔膜110不需向左弯折而直接铺放到第一叠片台20上即可,不需对隔膜110的位置进行矫正,在最后一个负极片放置在第一叠片台20的覆盖在最后一个正极片上的隔膜110上时,通过取料机构80将第一叠片台20上的叠片半成品放置在第二叠片台60上,并使叠片半成品和隔膜110从隔膜翻折机构40中穿过,使得隔膜翻折机构40可夹持隔膜110并可切断隔膜110,并可在切断隔膜110后将切断的隔膜110折叠并覆盖在叠片半成品的最后一个负极片上,从而完成叠片,该种叠片方式可靠且稳定,电芯叠片的一致性较好,不需对隔膜110的位置进行矫正,节省了时间,提高了叠片效率。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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