一种电芯极片叠合装置及其叠合方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电芯极片叠合装置及其叠合方法，该叠合装置包括隔膜送料模组、极片叠合台模组和电芯极片叠合装置架，特征是：还包括第一极片叠合模组、第二极片叠合模组；第一极片叠合模组包括第一极片叠片机构、第一极片上料机构；第二极片叠合模组包括第二极片叠片机构、第二极片上料机构。本发明专利技术的电芯极片叠合装置采用两套具有独立叠片功能的极片叠合模组共用一套隔膜送料模组和一个极片叠合台模组，两套极片叠合模组平行工作，通过工序错位实现正极片、负极片互不干扰地平行连续叠片，从而大大提高了单工位的叠片效率，同时大幅度减小了设备的体积，更好地满足提高生产效率、电芯极片模切叠片一体化、自动化趋势要求。

Electric core pole lamination device and superposition method thereof

The invention discloses an electric pole core lamination device and folding method thereof, the folding device comprises a diaphragm feeding module, lamination station module and electric core pole lamination device frame comprises the first pole lamination module and the second module first lamination; a lamination module comprises a feeding mechanism of the first pole piece lamination structure, the first pole piece; the second lamination module comprises a feeding mechanism of the second pole piece lamination structure and the second sheet. Two sets of independent laminated pole lamination function module uses a set of diaphragm feeding module and a lamination station module by using the method of electric core pole lamination device, two pole lamination modules work in parallel, through the process to achieve dislocation of anode plate and a cathode plate without interference continuous parallel lamination, which greatly improves the efficiency of laminated single station, and greatly reduce the volume of equipment, improve production efficiency and better meet the electric core pole piece lamination die integration, automation trends and requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种电芯极片叠合装置及其叠合方法
本专利技术涉及电池，尤其是涉及一种电芯极片叠合装置及其叠合方法，本专利技术适于汽车动力电池、手机电池、笔记本电脑电池、便携式设备电池、手持电子设备用电池等储电池使用，特别是用于方形锂离子储电池。
技术介绍
目前储电池的电芯极片叠合方法有很多种，主要的大类有：Z叠、制袋叠、转绕叠等。应用最广的是Z叠。Z叠较制袋叠、转绕叠的优点是：在正极片、负极片隔膜、电解液及电化学环境相同条件下,以Z叠方式叠片的电池的储能密度相对大，材料的利用率相对较高，电芯极片叠合的机械化完成度高，但速度不够快，单片极片的叠片速度超过1秒。由于单工位很难提高叠片速度，一般采用多工位聚合提高生产率。受到某些工序段机械结构布局及体积过大的限制，Z叠叠片方式的设备一般只以双工位的方式布局设备，电芯叠片的效率依然低，单片极片平均叠片时间仍超过1秒。少数Z叠设备一味求叠片速度，在未改变叠片方法的情形下，叠片速度需然可达到0.5秒左右，但设备异常复杂、庞大。采用制袋叠叠片方式的电池的优点基本与Z叠一致。如果与Z叠达到一样的叠片生产率，制袋叠的设备要更大，甚至大得多。由于受隔膜热传导速度慢的影响，单片极片制袋时间很长，一般超过2.5秒，这严重制约了制袋的速度，虽然可通过增大设备提高各工艺工序的生产率，大幅提高单台设备的生产率，但设备显得过度庞大，不但多占用产房面积，而且生产成本也大幅增加。目前，Z叠设备尺寸一般约为：长4米*宽2.5米*高2.2米，制袋叠设备则更大。少数Z叠设备一味寻求叠片速度，在未改变叠片方法的情形下，叠片速度虽然可达到0.5秒左右，但设备异常复杂、庞大，增加了设备维护难度，降低了设备的稳定性，设备的运输、安装、调试及操作方便性也大幅降低。转绕叠的叠片速度较Z叠、制袋叠的快，但它牺牲了电池的储能密度，降低了材料的利用率。所以，采用Z叠极片叠合方法的设备应用最为广泛，采用制袋叠叠片工艺的设备应用次之，采用转绕叠叠片工艺的设备很少，至于其他工艺方式则更少见。随着行业对储电池的极片叠片工艺及生产效率的要求不断提高，现行叠片工艺设备的体积大、生产率低的缺点显得更加突出。近年来，极片模切叠片一体化、自动化的要求日益趋盛。就目前而言、因叠片设备体积过大、极片上料点多，很难与体积相仿或更大的模切极片设备实现极片异点送料对接。另一方面，叠片设备（双工位，即设有两套叠片装置）生产率太低，一般约100片/分，即正极片约50片/分和负极片约50片/分，而模切制片设备在使用中，一台设备只做一种极片，要么是正极片，要么是负极片，模切制片速度一般120片/分以上，因此，叠片设备的低生产率很难匹配模切设备高速模切制片的高生产率。前叙两个因素是实现极片模切叠片一体化电池制作工艺最主要的两个障碍。对作为极片叠片机的核心部分的电芯极片叠合装置提出了更高的要求，要求其体积小、效率高、更易维护、真正能满足极片模切叠片一体化、自动化要求。就目前现状而言，Z叠叠片机是采用叠片台循环往复的平行移动方式来叠极片，即叠片台平移到正极片上料工位时，叠正极片；随后又平移到负极片上料工位，叠负极片，如此循环往复。从叠片的时序上，Z叠叠片机在叠片时，正极片、负极片以串行方式交替叠片，两相邻极片叠片时，时间上无叠片时间重叠区，即叠完一正极片后叠一片负极片，叠完一负极片后叠一正极片。制袋叠片为了实现与Z叠一样效果的储电池极片叠片工艺，将一种极片的每一片极片用两片隔膜包裹，四边对齐，隔膜四周用热压模具压融在一起，好似将极片放入与极片尺寸一致的的隔膜袋子，然后将袋口过塑封住。两隔膜与极片结合成一片新的袋装式极片。电芯由袋装式极片与另一种极片交替叠合而成。制袋式叠片是将Z叠的叠片工序打散，便于设备结构安排及提高叠片速度，但实际结果是，速度提高不大，设备的体积却增加不少。综合上述，目前的极片叠片设备生产率低、体积大，无法满足极片模切叠片一体化、自动化要求。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种体积小、更能满足极片模切叠片一体化和自动化要求的电芯极片叠合装置，该电芯极片叠合装置采用两套具有独立叠片功能的极片叠合模组共用一套隔膜送料模组和一个极片叠合台模组，两套极片叠合模组平行工作，通过工序错位实现连续地互不干扰地交替叠合正极片、负极片，成倍地提高叠片效率，亦即使相同的生产效率的叠片装置尺寸减小近一半,配套结构也减少一半。本专利技术的第二个目的在于提供一种生产效率大幅提高、能满足极片模切叠片一体化和自动化要求的电芯极片叠合方法。本专利技术的第一个目的是这样实现的：一种电芯极片叠合装置，包括隔膜送料模组、极片叠合台模组和电芯极片叠合装置架，隔膜送料模组是极片叠合中所执行将隔膜卷材展开、为连续极片叠合供给静电面密度合格、张紧适宜、送料线速度、位置、角度匹配的隔膜的机械结构；极片叠合台模组是极片叠合的平台，在极片叠合台模组上设有极片叠合台板、第一组极片压手、第二组极片压手，极片叠合台板是执行第一极片、第二极片叠合的台面，第一组极片压手与第二组极片压手的工作是在极片叠合中协助按压极片；特征是：还包括第一极片叠合模组、第二极片叠合模组；隔膜送料模组、第一极片叠合模组、第二极片叠合模组、极片叠合台模组以给定的一参考平面为参考安装在电芯极片叠合装置架上，第一极片叠合模组与第二极片叠合模组关于参考平面呈面对称，隔膜送料模组位于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间的上方，且隔膜引出位介于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间，靠近参考平面，极片叠合台模组位于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间的下方，极片叠合台模组上第一组极片压手与第二组极片压手关于参考平面呈面对称。所述第一极片叠合模组包括第一极片上料机构、第一极片叠片机构；所述第二极片叠合模组包括第二极片上料机构、第二极片叠片机构；所述第一极片叠片机构与第二极片极片叠片机构关于参考平面对称、呈一字型排开安装；所述第一极片上料机构与第二极片上料机构关于参考平面对称安装，分别安装在第一极片叠片机构与第二极片叠片机构下方；所述第一极片上料机构包括第一极片位置校正模块、第一极片上料模块，其中：第一极片位置校正模块包括第一极片校正组件、第一极片位置校正组件座、第一极片台板；在第一极片位置校正组件座的上面中间设有用于承载第一极片的第一极片台板，在第一极片位置校正组件座的上面、第一极片台板的旁侧设有第一极片校正组件，第一极片台板用于承载第一极片，第一极片校正组件用于将第一极片台板上的第一极片位置进行校正；第一极片上料模块是由滚珠丝杆传动套件、伺服电机及直线导轨组成的直线往复运动的驱动单元，第一极片位置校正模块安装在第一极片上料模块的直线导轨上；第一极片位置校正模块在第一极片上料模块的直线导轨上设有两个工位：一个是第一极片接料工位,另一个是第一极片上料工位；第一极片上料模块驱动第一极片位置校正模块在第一极片上料模块的直线导轨上的第一极片接料工位与第一极片上料工位间往复运动，实现第一极片的连续接料、上料，第一极片位置校正模块从第一极片上料工位滑移到第一极片上料工位过程中，第一极片校正组件校正第一极片台板上的第一极片；第一极片叠片机构包括第一极片叠片机构架、第一极片叠片驱动单元、第一极片叠片执行单元、第一极片叠片组件，第一极片叠片驱动单元包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电芯极片叠合装置，包括隔膜送料模组、极片叠合台模组和电芯极片叠合装置架，隔膜送料模组是极片叠合中所执行将隔膜卷材展开、为连续极片叠合供给静电面密度合格、张紧适宜、送料线速度、位置、角度匹配的隔膜的机械结构；极片叠合台模组是极片叠合的平台，在极片叠合台模组上设有极片叠合台板、第一组极片压手、第二组极片压手，极片叠合台板是执行第一极片、第二极片叠合的台面，第一组极片压手与第二组极片压手的工作是在极片叠合中协助按压极片；其特征在于：还包括第一极片叠合模组、第二极片叠合模组；隔膜送料模组、第一极片叠合模组、第二极片叠合模组、极片叠合台模组以给定的一参考平面为参考安装在电芯极片叠合装置架上，第一极片叠合模组与第二极片叠合模组关于参考平面呈面对称，隔膜送料模组位于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间的上方，且隔膜引出位介于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间，靠近参考平面，极片叠合台模组位于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间的下方，极片叠合台模组上第一组极片压手与第二组极片压手关于参考平面呈面对称。

【技术特征摘要】
1.一种电芯极片叠合装置，包括隔膜送料模组、极片叠合台模组和电芯极片叠合装置架，隔膜送料模组是极片叠合中所执行将隔膜卷材展开、为连续极片叠合供给静电面密度合格、张紧适宜、送料线速度、位置、角度匹配的隔膜的机械结构；极片叠合台模组是极片叠合的平台，在极片叠合台模组上设有极片叠合台板、第一组极片压手、第二组极片压手，极片叠合台板是执行第一极片、第二极片叠合的台面，第一组极片压手与第二组极片压手的工作是在极片叠合中协助按压极片；其特征在于：还包括第一极片叠合模组、第二极片叠合模组；隔膜送料模组、第一极片叠合模组、第二极片叠合模组、极片叠合台模组以给定的一参考平面为参考安装在电芯极片叠合装置架上，第一极片叠合模组与第二极片叠合模组关于参考平面呈面对称，隔膜送料模组位于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间的上方，且隔膜引出位介于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间，靠近参考平面，极片叠合台模组位于第一极片叠合模组与第二极片叠合模组之间的下方，极片叠合台模组上第一组极片压手与第二组极片压手关于参考平面呈面对称。2.根据权利要求1所述的电芯极片叠合装置，其特征在于：所述第一极片叠合模组包括第一极片上料机构、第一极片叠片机构；所述第二极片叠合模组包括第二极片上料机构、第二极片叠片机构；所述第一极片叠片机构与第二极片极片叠片机构关于参考平面对称、呈一字型排开安装；所述第一极片上料机构与第二极片上料机构关于参考平面对称安装，分别安装在第一极片叠片机构与第二极片叠片机构下方；所述第一极片上料机构包括第一极片位置校正模块、第一极片上料模块，其中：第一极片位置校正模块包括第一极片校正组件、第一极片位置校正组件座、第一极片台板；在第一极片位置校正组件座的上面中间设有用于承载第一极片的第一极片台板，在第一极片位置校正组件座的上面、第一极片台板的旁侧设有第一极片校正组件，第一极片台板用于承载第一极片，第一极片校正组件用于将第一极片台板上的第一极片位置进行校正；第一极片上料模块是直线往复运动的驱动单元，第一极片位置校正模块安装在第一极片上料模块上；第一极片位置校正模块在第一极片上料模块上设有两个工位：一个是第一极片接料工位,另一个是第一极片上料工位；第一极片上料模块驱动第一极片位置校正模块在第一极片上料模块上第一极片接料工位与第一极片上料工位间往复运动，实现第一极片的连续接料、上料，第一极片位置校正模块从第一极片上料工位滑移到第一极片上料工位过程中，第一极片校正组件校正第一极片台板上的第一极片；第一极片叠片机构包括第一极片叠片机构架、第一极片叠片驱动单元、第一极片叠片执行单元、第一极片叠片组件；第一极片叠片组件包括第一极片叠片板和第一极片隔膜推叠辊组，在第一极片叠片板上设有第一极片叠片吸嘴；所述第一极片叠片机构设有第一极片吸持工位、第一极片叠片工位；所述第一极片叠片驱动单元驱动第一极片叠片机构在第一极片吸持工位与第一极片叠片工位间往复循环间歇叠片运动；所述第一极片叠片执行单元与第一极片叠片组件共同协调动作实现第一叠片机构在第一极片吸持工位时吸持第一极片，在第一极片叠合工位时叠合第一极片；所述第一极片隔膜推叠辊组在第一极片叠片机构由第一极片吸持工位移到第一极片叠片工位过程中将隔膜预推叠，在叠合第一极片之前叠合隔膜；所述第二极片上料机构包括第二极片位置校正模块、第二极片上料模块，其中：第二极片位置校正模块包括第二极片校正组件、第二极片位置校...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小群，
申请(专利权)人：谢小群，
类型：发明
国别省市：江西,36