本发明涉及锂电池制造领域，具体是一种锂电池电芯一次成型叠片机。
背景技术：
锂电池的内部结构包括依次层叠的正电极极片和负电极极片，正负电极极片之间以隔膜隔开。叠片机主要应用于锂电池电芯叠片工艺，其叠片方式分为两种：旋转式和往复式。旋转式叠片特点是应用于小型电池叠片，往复式叠片特点是应用于大型电池叠片。叠片机一般由以下机构组成：放料机构、正极料盒、负极料盒、正极二次定位机构、负极二次定位机构、正极送料机构、负极送料机构、叠片台、贴胶机构、下料机构。目前常用的锂电池电芯叠片机的工作原理是首先将正负极极片转入料盒中，设备的左右机械手利用吸盘从正极、负极两料盒中吸取正极片和负极片搬运至定位工作台上，经二次定位后，再次利用吸盘交替将正、负极片搬运至叠片台上，同时隔膜主动放卷，叠片台带动隔膜左右往复移动形成z字叠绕，设备如此循环动作实现叠片组装，当极组达到设定的数量后，再进行外包隔膜，最后裁刀裁断隔膜进行下一极组的组装，与此同时包装好的极组贴上胶纸形成完整的电芯。
申请号为201611243940.9公开了一种叠片机，该叠片机的上料模块采用了旋转工位，将现有技术中一个工位完成的操作分成了多个工位，提高了贴片的效率，但是其旋转工位是有限的，叠片也是需要多次完成，不可能实现极片的一次性叠片，相对于传统的叠片机叠片效率提升不大。
目前传统的叠片机需要多次正负电极极片的贴片，使得锂电池叠片加工效率不高，而且设备的成本较高，另外叠片过程中叠片压爪易划伤极片，导致极片不良，可靠性不高。因此提供一种高效率、低成本、可靠性高的电池电芯一次成型叠片机成为一个亟需解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种锂电池电芯一次成型叠片机。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种锂电池电芯一次成型叠片机，包括机架、隔膜放卷机构、隔膜卷绕机构、电芯夹持机构、隔膜夹持机构和连接板；其特征在于该叠片机还包括极片输送机构、叠片机构、传动机构和隔膜切断机构；
所述叠片机构安装于机架的中间位置，用于对正负极极片和隔膜进行一次性叠片装配；
所述极片输送机构为结构完全相同的两组，安装于机架上，分别位于叠片机构的两侧且关于叠片机构对称布置，用于输送正极极片和负极极片；
所述隔膜放卷机构安装于机架的顶端，用于将隔膜放置于正负极极片之间；
所述传动机构安装于机架上，用于为极片输送机构提供动力；
所述隔膜卷绕机构安装于机架上，用于对叠片机构形成的电芯进行隔膜包覆；
所述电芯夹持机构安装于机架上，用于夹取隔膜包覆之前和隔膜包覆之后的电芯；
所述隔膜切断机构安装于机架上，用于隔膜包覆完成后对隔膜切断；
所述隔膜夹持机构安装于机架上；隔膜夹持机构为结构完全相同的两组，对称安装于电芯夹持机构的两侧，且两隔膜夹持机构分别对应于隔膜的边缘，用于将隔膜运送到叠片机构底部的夹子上；
所述连接板分别与极片输送机构和传动机构连接。
所述极片输送机构包括若干个极片输送装置，极片输送装置竖直均匀布置；每个极片输送装置包括极片输送机构架体、无底极片存放盒、极片大小控制板、真空输送板、槽轮、滚子、极片输送轴承和真空吸盘；所述极片输送机构架体的一端安装于机架上，另一端与叠片机构的下拉侧板连接；所述无底极片存放盒固定于极片输送机构架体上；无底极片存放盒为两端有半圆形缺口且无底面的方盒，且底部两侧有安装板；所述极片大小控制板为l型板，为两个，分别安装于无底极片存放盒底部两侧的安装板上；极片大小控制板上开有长圆孔，用于支撑正负极极片以及控制存放不同大小的极片；所述真空输送板通过连接板与传动机构连接；所述真空输送板上有真空吸盘，用于吸附极片；真空输送板与极片大小控制板之间存在间隙；所述槽轮安装于极片输送机构架体内侧两端；所述滚子通过极片输送轴承安装于极片输送机构架体上，位于真空输送板上下表面且与真空输送板接触；
所述叠片机构包括叠片机构底架、叠片台、下拉侧板、伸缩架装置、夹子、上固定板、压紧气缸、压紧气缸安装板、压紧气缸推板、动力部件和下拉杆；所述叠片机构底架固定于机架上；所述叠片台安装于叠片机构底架上；叠片台开有矩形槽；所述下拉侧板安装于叠片机构底架两侧，下拉侧板内侧设有滑轨；所述上固定板的两端安装于下拉侧板上；所述伸缩架装置安装于下拉侧板的滑轨内；所述夹子自上而下安装于伸缩架装置的连轴上；夹子的中心与真空输送板平齐；所述动力部件固定在机架上；所述下拉杆的两端与伸缩架装置下部两侧的滑动轴连接，中部与动力部件的活塞杆连接；所述压紧气缸安装板安装于伸缩架装置顶端的连轴上；所述压紧气缸安装于压紧气缸安装板上；所述压紧气缸推板安装于压紧气缸的活塞杆上；
所述传动机构包括传动机构架体、步进电机、步进电机支撑板、传动机构轴承、轴承座、齿轮、齿轮齿条、直线导轨和传动机构滑块；所述传动机构架体安装于机架上；所述步进电机支撑板和轴承座均固定于传动机构架体上；所述传动机构轴承安装于轴承座中；所述步进电机安装于步进电机支撑板上，步进电机的转轴穿过传动机构轴承的内圈，端部安装有齿轮；齿轮通过齿轮端盖和套筒固定；两组传动机构滑块分别固定于传动机构架体的上下面；所述直线导轨为两个，安装于各自的传动机构滑块上，能够相对于传动机构滑块滑动；所述齿轮齿条为两个，固定于各自的直线导轨上，且分别啮合于齿轮上下两侧；两个齿轮齿条和两个直线导轨的一端安装于两侧连接板上；
所述隔膜切断机构包括导轨安装板、导轨、上刀片安装板、上刀片、下刀片、切断机构滑块和切断机构气缸；所述导轨安装板固定于机架；所述导轨安装于导轨安装板上；所述上刀片安装板固定于导轨安装板上；所述切断机构滑块安装于导轨内；所述上刀片和下刀片分别安装于上刀片安装板和切断机构滑块上；所述切断机构气缸的输出端与切断机构滑块连接。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1)传统叠片机是往复式叠片，需要多次正负极极片的贴片。本叠片机采用极片输送机构、叠片机构和传动机构相互配合，实现了正负极极片的一次性叠片成型，大大提高了叠片效率。
2)极片输送机构中利用真空吸盘对极片进行吸附，保证了极片在运输过程中不至于压坏和损伤，提高了极片的可靠性。
3)无底极片存放盒为两端有半圆形缺口且无底面的方盒，便于对正负极极片的存放和拿取；
4)无底极片存放盒下方安装有极片大小控制板，可以满足存放不同尺寸的极片，增加了其适应性；
5)极片输送装置为多个自上而下平行安装，利于正负极极片同时向叠片机构运行，增加了效率；
6)叠片机构的伸缩架装置，拉其一端即可达到伸缩的目的，使所有正负极极片很容易的交替贴在一起，结构简单，降低了成本；
7)叠片机构采用压紧气缸和动力部件配合工作，动力部件实现伸缩架装置的伸缩，压紧气缸实现极片的压紧，结构简单，降低了成本；
8)真空输送板和叠片台都开有矩形槽，方便于对极片的夹取；
9)传动机构采用齿轮带动两个齿条相向运动，带动极片输送机构向叠片机构运动，结构简单，动力只需步进电机提供，不需要复杂的控制系统；
10)隔膜切断机构采用上下刀片，上刀片固定，下刀片安装于滑块，滑块在导轨内通过气缸实现上下移动，结构简单，而且可以实现对隔膜的切割；
11)隔膜在卷绕包覆切断完成后，利用隔膜夹持机构将隔膜夹持运送到伸缩架底端的夹子，再进行下一组极片的叠片，保证了设备的循环工作。
附图说明
图1是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的整体结构轴测示意图；
图2是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的整体结构主视示意图；
图3是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的极片输送装置的轴测示意图；
图4是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的极片输送装置的主视示意图；
图5是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的叠片机构结构示意图；
图6是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的叠片机构的伸缩架装置的局部放大示意图；
图7是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的叠片机构与极片输送机构的连接主视示意图；
图8是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的传动机构轴测示意图；
图9是本发明锂电池电芯一次成型叠片机一种实施例的电芯夹持机构、隔膜卷绕机构、隔膜切断机构和隔膜夹持机构的连接示意图。
图中：1、机架；2、极片输送机构；3、隔膜放卷机构；4、叠片机构；5、传动机构；6、隔膜卷绕机构7、电芯夹持机构；8、隔膜切断机构；9、隔膜夹持机构；10、连接板；
2.1、极片输送机构架体；2.2、无底极片存放盒；2.3、极片大小控制板；2.4、真空输送板；2.5、槽轮；2.6、滚子；2.7、极片输送轴承；2.8、真空吸盘；
4.1、叠片机构底架；4.2、叠片台；4.3、下拉侧板；4.4、伸缩架装置；4.5、夹子；4.6、上固定板；4.7、压紧气缸；4.8、压紧气缸安装板；4.9、压紧气缸推板；4.10、动力部件；4.11、下拉杆；4.401、滑动轴；4.402、连板；4.403、滚动轴承；4.404、叠片机构滑块；4.405、连轴；
5.1、传动机构架体；5.2、步进电机；5.3、步进电机支撑板；5.4、传动机构轴承；5.5、轴承座；5.6、齿轮；5.7、齿轮齿条；5.8、直线导轨；5.9、传动机构滑块；
6.1、隔膜卷绕气缸安装板；6.2、隔膜卷绕气缸；6.3、隔膜卷绕气缸支撑板；6.4、隔膜卷绕滑动轴承；6.5、隔膜卷绕气爪安装板；6.6、旋转气爪；
7.1、电芯夹持气缸安装板；7.2、电芯夹持气缸；7.3、电芯夹持气缸支撑板；7.4、电芯夹持滑动轴承；7.5、电芯夹持气爪安装板；7.6、电芯夹持气爪；
8.1、导轨安装板；8.2、导轨；8.3、上刀片安装板；8.4、上刀片；8.5、下刀片；8.6、切断机构滑块；8.7、切断机构气缸；
9.1、隔膜夹持气缸安装板；9.2、隔膜夹持气缸；9.3、隔膜夹持气缸支撑板；9.4、隔膜夹持滑动轴承；9.5、隔膜夹持气爪安装板；9.6、隔膜夹持气爪；
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种锂电池电芯一次成型叠片机(参见图1-9，简称叠片机)，包括机架1、隔膜放卷机构3、隔膜卷绕机构6、电芯夹持机构7、隔膜夹持机构9和连接板10；其特征在于该叠片机还包括极片输送机构2、叠片机构4、传动机构5和隔膜切断机构8；
所述叠片机构4安装于机架1的中间位置，用于对正负极极片和隔膜进行一次性叠片装配，形成电芯；
所述极片输送机构2为结构完全相同的两组，安装于机架1上，分别位于叠片机构4的两侧且关于叠片机构4对称布置，用于输送正极极片和负极极片；
所述隔膜放卷机构3安装于机架1的顶端，位于叠片机构4上方；隔膜放卷机构3上缠绕有隔膜，通过放卷将隔膜放置于正负极极片之间；优选地，可以设置两组，交替使用；
所述传动机构5安装于机架1上，用于为极片输送机构2提供动力，从而将正负极极片运送到叠片机构4中；
所述隔膜卷绕机构6安装于机架1上，位于叠片机构4的右侧，并位于隔膜切断机构8与电芯夹持机构7之间，用于对叠片机构4形成的电芯进行隔膜包覆；
所述电芯夹持机构7安装于机架1的一端，且位于隔膜卷绕机构6的右侧，并位于叠片机构4所对应的中间位置，用于夹取隔膜包覆之前和隔膜包覆之后的电芯；
所述隔膜切断机构8安装于机架1上，且位于叠片机构4与隔膜卷绕机构6之间，用于隔膜包覆完成后对隔膜切断；
所述隔膜夹持机构9安装于机架1上；隔膜夹持机构9为结构完全相同的两组，对称安装于电芯夹持机构7的两侧，且两隔膜夹持机构9分别对应于隔膜的边缘，用于将包覆完成切断后的隔膜运送到叠片机构4底部的夹子4.5上；
所述连接板10分别与极片输送机构2和传动机构5连接；
所述极片输送机构2包括若干个极片输送装置，极片输送装置竖直均匀布置；每个极片输送装置包括极片输送机构架体2.1、无底极片存放盒2.2、极片大小控制板2.3、真空输送板2.4、槽轮2.5、滚子2.6、极片输送轴承2.7和真空吸盘2.8；所述极片输送机构架体2.1的一端安装于机架1上，另一端与叠片机构4的下拉侧板4.3连接；所述无底极片存放盒2.2固定于极片输送机构架体2.1上；无底极片存放盒2.2为两端有半圆形缺口且无底面的方盒，便于拿取正负极极片，且底部两侧有安装板；所述极片大小控制板2.3为l型板，为两个，分别安装于无底极片存放盒2.2底部两侧的安装板上；极片大小控制板2.3上开有长圆孔，用于支撑正负极极片以及通过螺钉在长圆孔的安装位置来控制存放不同大小的极片；所述真空输送板2.4通过连接板10与传动机构5连接，达到真空输送板2.4能够左右移动的目的；所述真空输送板2.4上有真空吸盘2.8，用于吸附极片；真空输送板2.4与极片大小控制板2.3之间存在间隙，用于极片的通过；所述槽轮2.5安装于极片输送机构架体2.1内侧两端，用于保证真空输送板2.4保持直线运动；所述滚子2.6通过极片输送轴承2.7安装于极片输送机构架体2.1上，位于真空输送板2.4上下表面且与真空输送板2.4接触，用于支撑真空输送板2.4并保证真空输送板2.4移动的稳定性；
优选地，所述真空输送板2.4前端可有矩形槽，方便夹取；
所述叠片机构4包括叠片机构底架4.1、叠片台4.2、下拉侧板4.3、伸缩架装置4.4、夹子4.5、上固定板4.6、压紧气缸4.7、压紧气缸安装板4.8、压紧气缸推板4.9、动力部件4.10和下拉杆4.11；所述叠片机构底架4.1固定于机架1上；所述叠片台4.2安装于叠片机构底架4.1上；叠片台4.2开有矩形槽，便于电芯夹持机构7夹取成型的极片；所述下拉侧板4.3安装于叠片机构底架4.1两侧，下拉侧板4.3内侧设有滑轨；所述上固定板4.6的两端安装于下拉侧板4.3上；所述伸缩架装置4.4安装于下拉侧板4.3的滑轨内，可以上下自由伸缩；所述夹子4.5自上而下安装于伸缩架装置4.4的连轴4.405上，用于将运送来的极片夹住；夹子4.5的中心与真空输送板2.4平齐，当真空输送板2.4吸附着正负极极片向内运动时，即可实现夹子4.5对极片的准确夹紧；所述动力部件4.10固定在机架1上；所述下拉杆4.11的两端与伸缩架装置4.4下部两侧的滑动轴4.401连接，中部与动力部件4.10的活塞杆连接；所述压紧气缸安装板4.8安装于伸缩架装置4.4顶端的连轴4.405上；所述压紧气缸4.7安装于压紧气缸安装板4.8上；所述压紧气缸推板4.9安装于压紧气缸4.7的活塞杆上；
所述伸缩架装置4.4包括滑动轴4.401、连板4.402、滚动轴承4.403、叠片机构滑块4.404和连轴4.405；滑动轴4.401、连板4.402和连轴4.405交替连接组成v字型；所述叠片机构滑块4.404安装于下拉侧板4.3的滑轨内；所述滚动轴承4.403安装于叠片机构滑块4.404内；所述滑动轴4.401的一端通过滚动轴承4.403与叠片机构滑块4.404连接，另一端与连板4.402连接；所述连板4.402两端与分别安装有连轴4.405；
所述传动机构5包括传动机构架体5.1、步进电机5.2、步进电机支撑板5.3、传动机构轴承5.4、轴承座5.5、齿轮5.6、齿轮齿条5.7、直线导轨5.8和传动机构滑块5.9；所述传动机构架体5.1安装于机架1上；所述步进电机支撑板5.3和轴承座5.5均固定于传动机构架体5.1上；所述传动机构轴承5.4安装于轴承座5.5中；所述步进电机5.2安装于步进电机支撑板5.3上，步进电机5.2的转轴穿过传动机构轴承5.4的内圈，端部安装有齿轮5.6；齿轮5.6通过齿轮端盖和套筒固定；两组传动机构滑块5.9分别固定于传动机构架体5.1的上下面上；所述直线导轨5.8为两个，安装于各自的传动机构滑块5.9上，能够相对于传动机构滑块5.9滑动；所述齿轮齿条5.7为两个，固定于各自的直线导轨5.8上，且分别啮合于齿轮5.6上下两侧；两个齿轮齿条5.7和两个直线导轨5.8的一端安装于两侧连接板10上，步进电机5.2工作时用于实现两侧极片输送机构2同时向叠片机构4运动；
所述隔膜卷绕机构6包括隔膜卷绕气缸安装板6.1、隔膜卷绕气缸6.2、隔膜卷绕气缸支撑板6.3、隔膜卷绕滑动轴承6.4、隔膜卷绕气爪安装板6.5和旋转气爪6.6；所述隔膜卷绕气缸安装板6.1和隔膜卷绕气缸支撑板6.3安装于机架1上；所述隔膜卷绕气缸6.2安装于隔膜卷绕气缸安装板6.1上；所述隔膜卷绕滑动轴承6.4的外圈安装于隔膜卷绕气缸支撑板6.3圆孔内；隔膜卷绕气缸6.2的活塞杆穿过隔膜卷绕滑动轴承6.4的内圈，端部与隔膜卷绕气爪安装板6.5连接；所述旋转气爪6.6安装于隔膜卷绕气爪安装板6.5上；
所述电芯夹持机构7包括电芯夹持气缸安装板7.1、电芯夹持气缸7.2、电芯夹持气缸支撑板7.3、电芯夹持滑动轴承7.4、电芯夹持气爪安装板7.5和电芯夹持气爪7.6；所述电芯夹持气缸安装板7.1和电芯夹持气缸支撑板7.3安装于机架1上；所述电芯夹持气缸7.2安装于电芯夹持气缸安装板7.1上；所述电芯夹持滑动轴承7.4的外圈安装于电芯夹持气缸支撑板7.3圆孔内；所述电芯夹持气缸7.2的活塞杆穿过电芯夹持滑动轴承7.4的内圈，端部与电芯夹持气爪安装板7.5连接；所述电芯夹持气爪7.6安装于电芯夹持气爪安装板7.5上，且电芯夹持气爪7.6对应于叠片台4.2，用于夹取电芯；
所述隔膜切断机构8包括导轨安装板8.1、导轨8.2、上刀片安装板8.3、上刀片8.4、下刀片8.5、切断机构滑块8.6和切断机构气缸8.7；所述导轨安装板8.1固定于机架1；所述导轨8.2安装于导轨安装板8.1上；所述上刀片安装板8.3固定于导轨安装板8.1上；所述切断机构滑块8.6安装于导轨8.2内；所述上刀片8.4和下刀片8.5分别安装于上刀片安装板8.3和切断机构滑块8.6上；所述切断机构气缸8.7的输出端与切断机构滑块8.6连接，当切断机构气缸8.7动作时即可实现刀片的上下移动，完成隔膜的切割；
所述隔膜夹持机构9包括隔膜夹持气缸安装板9.1、隔膜夹持气缸9.2、隔膜夹持气缸支撑板9.3、隔膜夹持滑动轴承9.4、隔膜夹持气爪安装板9.5和隔膜夹持气爪9.6；所述隔膜夹持气缸安装板9.1和隔膜夹持气缸支撑板9.3安装于机架1上；所述隔膜夹持气缸9.2安装于隔膜夹持气缸安装板9.1上；所述隔膜夹持滑动轴承9.4的外圈安装于隔膜夹持气缸支撑板9.3圆孔内；所述隔膜夹持气缸9.2的活塞杆穿过隔膜夹持滑动轴承9.4的内圈，端部与隔膜夹持气爪安装板9.5连接；所述隔膜夹持气爪9.6安装于隔膜夹持气爪安装板9.5上，且隔膜夹持气爪9.6对应于叠片机构4底部的夹子4.5。
本发明锂电池电芯一次成型叠片机的工作原理和工作流程是：
1)输送：正负极极片分别盛放于无底极片存放盒2.2中，极片在真空输送板2.4上的真空吸盘2.8作用下吸附在真空输送板2.4上；传动机构5的步进电机5.2提供动力，在传动机构5的作用下，带动真空输送板2.4向叠片机构4运动。
2)叠片：隔膜放卷机构3主动放卷，放下来的隔膜头部首先夹持在叠片机构4底部的夹子4.5上，当真空输送板2.4运送正负极极片到达叠片机构4的夹子4.5位置时，夹子4.5将极片和隔膜同时夹住，真空输送板2.4退回；在动力部件4.10的作用下，伸缩架装置4.4带动夹子4.5从而带动正负极极片开始向叠片台4.2方向伸缩，滑动轴4.401、连板4.402和连轴4.405交替连接组成v字型，待到伸缩架装置4.4的v字型接近于平行时，压紧气缸4.7开始动作，推动压紧气缸推板4.8将正负极极片在叠片台4.2一次性压紧，与此同时夹子4.5全部松开，即实现了叠片的一次性贴片。
3)成型：极片压紧完成后，电芯夹持机构7在电芯夹持气缸7.2的推动下将压紧的极片夹持到隔膜卷绕机构6的位置，隔膜卷绕机构6开始动作将压紧的极片夹持住，电芯夹持机构7退回，隔膜卷绕机构6开始将压紧的极片用隔膜包覆卷绕，电芯夹持机构7再次夹持住包覆好隔膜的极片，隔膜卷绕机构6退回，两个隔膜夹持机构9开始动作夹持住隔膜的两边缘，隔膜切断机构8将隔膜切断，形成完整的电芯。
4)隔膜回原位，进行下一循环：切割完成后，隔膜夹持机构9再次将隔膜送入叠片机构4底部的夹子4.5上，开始进行到下一循环。
本发明未述及之处适用于现有技术。