一种叠片电池连续制造装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种叠片电池连续制造装置，包括依次沿输送线（8）输送方向设置的叠片单元成型机构（1）、叠片单元检测机构（2）、第一叠片单元热压机构（3）、多层叠片叠加机构和叠片电芯组成机构（7）。本发明通过连续的生产线能够实现大批量的生产叠片电池电芯，提高了生产效率，节省了生产成本。本发明通过叠片单元成型机构在生产线上将极片快速制作成叠片单元，通过多层叠片叠加机构将叠片单元快速准确的进行叠加形成电芯；本发明连续快速完成大批量的电芯制作并且保证电芯的完整性，大幅度提高了生产叠片电池的生产效率。
【专利说明】一种叠片电池连续制造装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种叠片电池连续制造装置。
[0003]
【背景技术】
[0004]目前的锂离子电池规模化制造设备中，主要还是卷绕式结构。但是卷绕式电池由于内部结构不均一，在循环过程中由于其各个位置张力不一致而引起不可避免的形变，导致其一致性差，甚至存在很大的安全隐患。叠片电池在电池性能上相比于卷绕式电池得到大幅的提升，但是目前没有规模应用。现有技术中叠片电池制造实现大产量的生产，需要投入大量人力物力，不仅生产成本高，还导致生产效率低下。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种叠片电池连续制造装置，该装置能解决现有技术中的不足。
[0007]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
一种叠片电池连续制造装置，包括依次沿输送线(8)输送方向设置的用于制作叠片单元的叠片单元成型机构(I)、用于检测制作叠片单元时极片的对齐精度并将精度不合格的叠片去除的叠片单元检测机构(2)、用于对叠片单元进行热压的第一叠片单元热压机构
(3)、用于叠片单元堆叠的多层叠片叠加机构和用于将堆叠后的叠片单元组装成叠片电池电芯的叠片电芯组成机构(7)。
[0008]进一步的，所述叠片单元成型机构(I)包括用于放置极片的第一极片弹夹(101)、第一极片移载机构(102)、设置在第一极片弹夹(101)—侧的第一隔膜放卷机构(111)、设置在第一隔膜放卷机构(111)前侧的第一隔膜切断机构(112)、设置在第一隔膜切断机构(112)前侧的第一隔膜移载机构(113)、设置在第一隔膜移载机构(113)右侧的第一极片隔膜放置机构(121)以及设置在第一极片隔膜放置机构(121)上的CXD检测器(122);所述第一极片移载机构(102)设置在第一极片弹夹(101)和第一极片隔膜放置机构(121)的上方。
[0009]进一步的，第一隔膜移载机构(113)包括载板和设置在载板正上方的第一直线导轨，第一直线导轨上设置有与第一直线导轨滑动配合的用于移动隔膜的第一升降吸盘。
[0010]进一步的，第一极片移载机构(102)包括设置在第一极片弹夹(101)和第一极片隔膜放置机构(121)上方的第二直线导轨、设置在第二直线导轨上且与第二直线导轨滑动配合的用于移动极片以及对极片进行热压的第二升降吸盘以及设置在第二直线导轨上的抓取机构。
[0011]进一步的，所述输送线(8)上设有用于卡合限位叠片单元的限位机构(132)，限位机构(132)包括用于卡合限位叠片单元四个侧边的若干个定位柱。
[0012]进一步的，所述叠片单元检测机构(2)包括用于抓取输送线(8)上次品的次品去除机构(21)、设置在次品去除机构(21)上的X射线检测器以及与次品去除机构(21)配合的次品传送带(22)。
[0013]进一步的，第一叠片单元热压机构(3)包括设置在输送带(8)上方的热压支架
(31)、与热压支架(31)连接的立柱导向(32)、与立柱导向(32)连接的液压机构(33)和设置在液压机构(33)下方且与液压机构(33)连接的热压板(34)。
[0014]进一步的，多层叠片叠加机构包括依次设置在输送线上方的双层叠片叠加机构
(4)、四层叠片叠加机构(5)和八层叠片叠加机构(6)；
双层叠片叠加机构(4)包括第一叠加支架(41)、横向设置在第一叠加支架(41)上的第一滑轨(42)以及与第一滑轨(42)滑动配合的第一移载堆叠机构(43)，第一移载堆叠机构
(43)的下方连接有叠片吸取机构;第一移载堆叠机构43上设有用于驱动第一移载堆叠机构43升降的第一升降机构;第一移载堆叠机构(43)在第一滑轨(42)上的行程为相邻两个叠片单元中心之间的距离；
四层叠片叠加机构(5)包括第二叠加支架(51)、横向设置在第二叠加支架(51)上的第二滑轨(52)以及与第二滑轨(52)相配合的第二移载堆叠机构(53)，第二移载堆叠机构(53)的下方连接有第二叠片抓取机构；叠片抓取机构为机械夹具;第二移载堆叠机构53上设有用于驱动第二移载堆叠机构53升降的第二升降机构；第二移载堆叠机构(53)在第二滑轨
(52)上的行程是第一移载堆叠机构(43)在第一滑轨(42)上行程的两倍；
八层叠片叠加机构(6)包括第三叠加支架(61)、横向设置在第三叠加支架(61)上的第三滑轨(62)以及与第三滑轨(62)滑动配合的第三移载堆叠机构(63)，第三移载堆叠机构
(63)的下方连接有第三叠片抓取机构;第三叠片抓取机构为机械夹具;第三移载堆叠机构63上设有用于驱动第三移载堆叠机构63升降的第三升降机构第三移载堆叠机构(63)在第三滑轨(62)上的行程是第二移载堆叠机构(53)在第二滑轨(52)上的行程的两倍。
[0015]进一步的，叠片电芯组成机构(7)包括设置在输送线(8)外侧的叠片机械手(701)以及与叠片机械手(701)配合的输出物流线(9);叠片电芯组成机构(7)还包括依次沿输出物流线(9)输送方向设置的第二隔膜移载机构(713)、设置在第二隔膜切断机构(712)、第二隔膜放卷机构(711)、第二极片弹夹(721)、第二叠片单元热压机构(731)、用于给电芯外层贴附隔膜和贴胶带的包隔膜机构(741);所述第二极片弹夹(721)上方设有第二极片移载机构(722);所述第二极片移载机构(722)包括设置在第二极片弹夹(721)上方的第三直线导轨以及与第三直线导轨滑动配合的第三升降吸盘;所述第三升降吸盘用于移动极片以及对极片进行热压。
[0016]进一步的，所述第二隔膜移载机构(713)前端设有用于检测叠加的叠片单元是否存在缺失的检测器。
[0017]由以上技术方案可知，本发明通过连续的生产线能够实现大批量的生产叠片电池电芯，提高了生产效率，节省了生产成本。本发明通过叠片单元成型机构在生产线上将极片快速制作成叠片单元，通过多层叠片叠加机构将叠片单元快速准确的进行叠加形成电芯；本发明连续快速完成大批量的电芯制作并且保证电芯的完整性，大幅度提高了生产叠片电池的生产效率。
[0018]
【附图说明】
[0019]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明叠片单元成型机构结构示意图；
图3是本发明叠片单元检测机构结构示意图；
图4是本发明第一叠片单元热压机构结构示意图；
图5是本发明双层叠片叠加机构结构示意图；
图6是本发明四层叠片叠加机构结构示意图；
图7是本发明八层叠片叠加机构结构示意图；
图8是本发明叠片电芯组成机构结构示意图。
[0020]
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图对本发明做进一步说明:
如图1所示的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:包括依次沿输送线8输送方向设置的叠片单元成型机构1、叠片单元检测机构2、第一叠片单元热压机构3、多层叠片叠加机构和叠片电芯组成机构7;所述叠片单元成型机构I用于制作叠片单元;所述叠片单元检测机构2用于检测制作叠片单元时极片的对齐精度并将精度不合格的叠片去除;所述第一叠片单元热压机构3用于对叠片单元进行热压;所述多层叠片叠加机构用于叠片单元的堆叠;所述叠片电芯组成机构7用于将堆叠后的叠片单元组装成叠片电池电芯。输送线8上设有用于卡合限位叠片单元的限位机构132，限位机构132包括用于卡合限位叠片单元四个侧边的若干个定位柱。输送线8为圆环型循环线且为步进式模式，叠片单元成型机构I可设置多个，同时进行叠片单元的制作，第一叠片单元热压机构3可设置若干个，同时对叠片单元进行热压，多层叠片叠加机构的数量可根据叠片单元成型机构I的数量进行相应数量的设置，本实施例中以十六个叠片单元成型机构I为例进行说明。本发明可实现对叠片单元在输送线上连续成型、堆叠后组装成叠片电池电芯，大大提高了生产效率。
[0022]叠片单元成型机构I包括放置极片的第一极片弹夹101、第一极片移载机构102、设置在第一极片弹夹101—侧的第一隔膜放卷机构111、设置在第一隔膜放卷机构111前侧的第一隔膜切断机构112、设置在第一隔膜切断机构112前侧的第一隔膜移载机构113、设置在第一隔膜移载机构113右侧的第一极片隔膜放置机构121、设置在第一极片隔膜放置机构121上的CCD检测器122;第一极片移载机构102设置在第一极片弹夹101和第一极片隔膜放置机构121的上方。由于制作一个完整的叠片单元同时需要正极极片和负极极片以及隔膜，可以将正极极片和负极极片间隔放置在第一极片弹夹101内，也可以在输送线8的两侧设置一对叠片单元成型机构I分别在一对极片弹夹内放置正极极片和负极极片，本实施例以放置十六对叠片单元成型机构I进行说明。同时设置十六个第一叠片单元热压机构3。
[0023]如图2所示的一对叠片单元成型机构I分别放置在输送线8的两侧，包括放置正极极片的叠片单元成型机构包括放置极片的第一极片弹夹101、第一极片移载机构102、设置在第一极片弹夹101左侧的第一隔膜放卷机构111、设置在第一隔膜放卷机构111前侧的第一隔膜切断机构112、设置在第一隔膜切断机构112前侧的第一隔膜移载机构113、设置在第一隔膜移载机构113右侧的第一极片隔膜放置机构121以及设置在第一极片隔膜放置机构121上的CCD检测器122。第一极片移载机构102设置在第一极片弹夹101和第一极片隔膜放置机构121的上方。第一隔膜移载机构113包括载板和设置在载板正上方的第一直线导轨，第一直线导轨上设置有与第一直线导轨滑动配合的第一升降吸盘;所述第一升降吸盘用于移动隔膜。放置负极极片的叠片单元成型机构包括放置极片的第一极片弹夹151、第一极片移载机构152、设置在第一极片弹夹151左侧的第一隔膜放卷机构116、设置在第一隔膜放卷机构116前侧的第一隔膜切断机构115、设置在第一隔膜切断机构115前侧的第一隔膜移载机构114、设置在第一隔膜移载机构114右侧的第一极片隔膜放置机构141、设置在第一极片隔膜放置机构141上的CCD检测器142;第一极片移载机构152设置在第一极片弹夹151和极片隔膜放置机构141的上方。第一隔膜移载机构114包括载板和设置在载板正上方的第一直线导轨，第一直线导轨上设置有与第一直线导轨滑动配合的第一升降吸盘;所述第一升降吸盘用于移动隔膜第一隔膜放卷机构111和第一隔膜放卷机构116通过伺服电机控制隔膜卷放卷，第一隔膜切断机构112、第一隔膜切断机构115在隔膜移动需要长度时将隔膜切断，形成单片式的隔膜流入至第一隔膜移载机构113、第一隔膜移载机构114的载板上。
[0024]第一极片移载机构102包括设置在第一极片弹夹101和第一极片隔膜放置机构121上方的第二直线导轨、设置在第二直线导轨上且与第二直线导轨滑动配合的第二升降吸盘;第二升降吸盘用于移动极片以及对极片进行热压。第一极片移载机构152包括设置在第一极片弹夹151和第一极片隔膜放置机构141上方的第二直线导轨、设置在第二直线导轨上且与第二直线导轨滑动配合的第二升降吸盘以及设置在第二直线导轨上的抓取机构;第二升降吸盘用于移动极片以及对极片进行热压，抓取机构为机械臂和设置在机械臂上的第四吸盘。第一隔膜移载机构113和第一极片隔膜放置机构121的正上方的第一升降吸盘将第一隔膜移载机构113载板上隔膜吸取并通过第一直线导轨移动输送至第一极片隔膜放置机构121上方，然后第一升降吸盘通过升降将隔膜放置到第一极片隔膜放置机构121，第一极片移载机构102上的第二升降吸盘从放置正极极片的第一极片弹夹101内吸取正极极片，通过第二直线导轨滑动到第一极片隔膜放置机构121上方，第二升降吸盘通过升降将正极极片放置到第一极片隔膜放置机构121上的隔膜上并对正极极片进行热压；CXD检测器122检测隔膜与极片对齐精度，检测误差超限，伺服调整装置自动调整;热压完成后抓取机构将正极极片抓取至输送线8上的限位机构132内。限位机构132可根据叠片单元的尺寸设置若干个定位柱，在叠片单元的四个侧边分别设置若干个定位柱，用于卡合限位叠片单元的位置，防止叠片单元在输送线8上移动，影响后续工序的操作。
[0025]第一隔膜移载机构114和第一极片隔膜放置机构141的正上方的第一升降吸盘将第一隔膜移载机构114载板上隔膜吸取并通过第一直线导轨移动输送至第一极片隔膜放置机构141上方，然后第一升降吸盘通过升降将隔膜放置到第一极片隔膜放置机构141上，第一极片移载机构152上的第二升降吸盘从放置负极极片的第一极片弹夹151内吸取负极极片，通过第二直线导轨滑动到第一极片隔膜放置机构141上方，第二升降吸盘通过升降将负极极片放到第一极片隔膜放置机构141上的隔膜上并对负极极片进行热压；CCD检测器142检测隔膜与极片对齐精度，检测误差超限，伺服调整装置自动调整;热压完成后抓取机构将负极极片抓取至输送线8上的限位机构132内的正极极片上。此时限位机构132内放置的是一个完整的叠片单元131。叠片单元成型机构I快速的完成叠片单元的制作，与后续工序衔接紧凑，提高了叠片单元的生产效率。
[0026]如图3所示的叠片单元检测机构2包括用于抓取输送线8上次品的次品去除机构21、与次品去除机构21配合的次品传送带22和设置在次品去除机构21上的X射线检测器。叠片单元检测机构2的X射线检测器，检测叠片单元的正极极片与负极极片对齐精度，若检测到输送至叠片单元检测机构2处的叠片单元正负极极片对齐精度不符合要求，次品去除机构21抓取输送线8上的该不合格品放置到次品传送带22上，传送到报废品处进行处理。叠片单元检测机构2在制作电池电芯过程中有效的去除次品，提高了制作的成品率。
[0027]如图4所示的第一叠片单元热压机构3包括设置在输送带8上方的热压支架31、与热压支架31连接的立柱导向32、与立柱导向32连接的液压机构33和设置在液压机构33下方且与液压机构33连接的热压板34。经过叠片单元检测机构2检测合格的叠片单元在输送线8上输送至第一叠片单元热压机构3的热压板下方进行热压，热压板34的压力范围:50-1000KG，温度范围:60-150°C，热压时间:l_5s。
[0028]多层叠片叠加机构包括依次设置在输送线上方的双层叠片叠加机构4、四层叠片叠加机构5和八层叠片叠加机构6;设置十六对叠片单元成型机构I和十六个第一叠片单元热压机构3，需设置八个双层叠片叠加机构4、四个四层叠片叠加机构5和两个八层叠片叠加机构6。
[0029]如图5所示的双层叠片叠加机构4包括第一叠加支架41、横向设置在第一叠加支架41上的第一滑轨42以及与第一滑轨42滑动配合的第一移载堆叠机构43，第一移载堆叠机构43的下方连接有叠片吸取机构;第一移载堆叠机构43上设有用于驱动第一移载堆叠机构43升降的升降机构，第一移载堆叠机构43在第一滑轨42上的行程为相邻两个叠片单元中心之间的距离。
[0030]如图6所示的四层叠片叠加机构5包括第二叠加支架51、横向设置在第二叠加支架51上的第二滑轨52以及与第二滑轨52相配合的第二移载堆叠机构53，第二移载堆叠机构53的下方连接有第二叠片抓取机构；叠片抓取机构为机械夹具;第二移载堆叠机构53上设有用于驱动第二移载堆叠机构53升降的升降机构，第二移载堆叠机构53在第二滑轨52上的行程是第一移载堆叠机构43在第一滑轨42上的行程的两倍。
[0031]如图7所示的八层叠片叠加机构6包括第三叠加支架61、横向设置在第三叠加支架61上的第三滑轨62以及与第三滑轨62滑动配合的第三移载堆叠机构63，第三移载堆叠机构63的下方连接有第三叠片抓取机构；第三叠片抓取机构为机械夹具；第三移载堆叠机构63上设有用于驱动第三移载堆叠机构63的升降的升降机构，第三移载堆叠机构63在第三滑轨62上的行程是第二移载堆叠机构53在第二滑轨52上的行程的两倍。
[0032]第一叠加支架41、第二叠加支架51、第三叠加支架61的结构均相同，第一滑轨42、第二滑轨52、第三滑轨62的结构均相同，第一移载堆叠机构43、第二移载堆叠机构53、第三移载堆叠机构63结构均相同，第一移载堆叠机构43在第一滑轨42上的行程、第二移载堆叠机构53在第二滑轨52上的行程、第三移载堆叠机构63在第三滑轨62上的行程均不相同，第二叠片抓取机构与第三叠片抓取机构的结构相同。
[0033]经过第一叠片单元热压机构3热压完成的叠片单元输送至多层叠片叠加机构处，首先可升降的第一移载堆叠机构43下降至其下方对应的限位机构132上方，第一移载堆叠机构43下方的叠片吸取机构吸取对应的叠片单元，然后第一移载堆叠机构43升起并将吸取的叠片单元堆叠到相邻的叠片单元上，形成双层叠片单元;八个双层叠片堆叠机构43同时完成双层堆叠后，八个双层叠片单元输送至四个四层叠片叠加机构5下方，可升降的第二移载堆叠机构53下降至其下方对应的限位机构132上方，第二移载堆叠机构53下方的第二叠片抓取机构抓取对应的双层叠片单元，然后第二移载堆叠机构53升起并将抓取的双层叠片单元通过第二滑轨52堆叠到相邻的双层叠片单元上，形成四个四层叠片单元；四个四层叠片单元输送至两个八层叠片叠加机构6下方，可升降的第三移载堆叠机构63下降至其下方对应的限位机构132上方，第三移载堆叠机构63下方的第三叠片抓取机构抓取对应的四层叠片单元，第三移载堆叠机构63升起并将抓取的四层叠片单元通过第三滑轨62滑动到相邻的四层叠片单元上方并堆叠在该相邻的四层叠片单元上，形成八层叠片单元。通过多层叠片叠加机构实现快速准确的叠加若干层叠片单元，提高了生产效率。
[0034]如图8所示的叠片电芯组成机构7包括设置在输送线8外侧的叠片机械手701以及与叠片机械手701配合的输出物流线9;叠片电芯组成机构7还包括依次沿输出物流线9输送方向设置的第二隔膜移载机构713、第二隔膜切断机构712、第二隔膜放卷机构711、第二极片弹夹721、第二叠片单元热压机构731、用于给电芯外层贴附隔膜和贴胶带的包隔膜机构741;第二极片弹夹721上方设有第二极片移载机构722;第二极片移载机构722包括设置在第二极片弹夹721上方的第三直线导轨以及与第三直线导轨滑动配合的第三升降吸盘;第三升降吸盘用于移动极片以及对极片进行热压。第二隔膜移载机构713前端设有用于检测叠加的叠片单元是否存在缺失的检测器。叠片机械手701将输送线8上的八层叠片单元抓取放到输出物流线9合成工位，累计放置两个八层叠片单元，通过固定在第二隔膜移载机构713前端的检测器检测电芯是否缺失，由第二极片移载机构722、第二隔膜移载机构713补充缺失的极片和隔膜。最后再由第二极片移载机构722、第二隔膜移载机构713分别放置一层极片、隔膜，达到单个电芯需求的层数。。电芯经过达到设定温度的第二叠片单元热压机构731，在设定的压力及温度下完成整体热压，压力范围:50-1000KG，温度范围:60-150°C，热压时间:5-30s。。完成整体热压的电芯输送至包隔膜机构741处完成外层隔膜贴附，贴附完隔膜后输送至贴胶带机构处完成贴胶，至此电芯组装完成，由输送线输送至下一工序。
[0035]本发明的工作原理如下:
(I)叠片单元成型机构I通过物流线与极片制片机对接，满载正极极片的第一极片弹夹101、满载负极极片的第一第一极片弹夹151经过物流线到叠片单元成型机构I上料位置，定位机构将弹夹位置对准，将隔膜卷放置到第一隔膜放卷机构111、第一隔膜放卷机构116处。极片弹夹输送物流线分上下两层，上层用于提供满载极片弹夹，下层用于将空载极片弹夹返回至极片制片机。
[0036](2)第一隔膜放卷机构111通过伺服电机控制隔膜卷放卷，第一隔膜切断机构112在隔膜移动需要长度时将隔膜切断，形成单片式的隔膜流入至第一隔膜移载机构113载板上。第一隔膜移载机构113和第一极片隔膜放置机构121的正上方的第一升降吸盘将第一隔膜移载机构113载板上隔膜吸取并通过第一直线导轨移动输送至第一极片隔膜放置机构121上方，然后第一升降吸盘通过升降将隔膜放置到第一极片隔膜放置机构121上，第一极片移载机构102上的第二升降吸盘从放置正极极片的第一极片弹夹101内吸取正极极片，通过第二直线导轨滑动到第一极片隔膜放置机构121上方，第二升降吸盘通过升降将正极极片放到第一极片隔膜放置机构121上的隔膜上并对正极极片进行热压;CCD检测器122检测隔膜与极片对齐精度，检测误差超限，伺服调整装置自动调整;热压完成后抓取机构将正极极片抓取至输送线8上的限位机构132内。第一隔膜放卷机构116通过伺服电机控制隔膜卷放卷，第一隔膜切断机构115在隔膜移动需要长度时将隔膜切断，形成单片式的隔膜流入至第一隔膜移载机构114的载板上。第一隔膜移载机构114和第一极片隔膜放置机构141的正上方的第一升降吸盘将第一隔膜移载机构114载板上隔膜吸取并通过第一直线导轨移动输送至第一极片隔膜放置机构141上方，然后第一升降吸盘通过升降将隔膜放置到第一极片隔膜放置机构141上，第一极片移载机构152上的第二升降吸盘从放置负极极片的第一极片弹夹151内吸取负极极片，通过第二直线导轨滑动到第一极片隔膜放置机构141上方，第二升降吸盘通过升降将负极极片放到第一极片隔膜放置机构141上的隔膜上并对负极极片进行热压；CCD检测器142检测隔膜与极片对齐精度，检测误差超限，伺服调整装置自动调整；热压完成后抓取机构将正极极片抓取至输送线8上的限位机构132内。此时限位机构132内放置的是一个完整的叠片单元。
[0037]第一极片移载机构102的抓取机构和第一极片移载机构152的抓取机构依次将原有第一极片隔膜放置机构上的极片隔膜抓取至输送线8上的限位机构132内。限位机构132通过四周的定位柱将叠片单元控制在精度范围内，定位柱确保叠片单元在输送过程中位置不变。
[0038]CXD检测器122和CXD检测器142检测极片与隔膜边缘位置偏差，如果超出设定值通过纵向直线移动系统和旋转机构调整隔膜与极片相对位置，确保极片与隔膜的相对位置精度。
[0039](3)叠片单元131在输送线8上的限位机构132内流出叠片单元成型区时，通过叠片单元检测机构2。叠片单元检测机构2的X射线检测器，检测叠片单元的正极极片与负极极片对齐精度，若检测到输送至叠片单元检测机构2处的叠片单元正负极极片对齐精度不符合要求，次品去除机构21抓取输送线8上的该不合格品放置到次品传送带22上，传送到报废品处进行处理。
[0040](4)经过叠片单元检测机构2检测合格的叠片单元在输送线8上输送至第一叠片单元热压机构3的热压板下方进行热压，在设定的温度及压力下完成规定时间的热压。
[0041](5)双层叠片叠加机构4共计有八组，经过单元热压机构3热压完成的叠片单元输送至多层叠片叠加机构处，首先双层叠片叠加机构4的第一移载堆叠机构43下方的叠片吸取机构吸取对应的叠片单元，然后第一移载堆叠机构43将吸取的叠片单元堆叠到相邻的叠片单元上，形成双层叠片单元;八个双层叠片堆叠机构43同时完成双层堆叠后，八个双层叠片单元输送至四个四层叠片叠加机构5下方，四层叠片叠加机构5的第二移载堆叠机构53下方的抓取机构抓取对应的双层叠片单元，然后第二移载堆叠机构53将抓取的双层叠片单元通过第二滑轨52堆叠到相邻的双层叠片单元上，形成四个四层叠片单元；四个四层叠片单元输送至两个八层叠片叠加机构6下方，八层叠片叠加机构6的第三移载堆叠机构63将抓取的四层叠片单元通过第三滑轨62滑动到相邻的四层叠片单元上方并堆叠在该相邻的四层叠片单元上，形成八层叠片单元。
[0042]四层叠片叠加机构5与八层叠片叠加机构6结构组成部件相同，四层叠片叠加机构5共计有四组，八层叠片叠加机构6共计有两组。
[0043](6)叠片机械手701将输送线8上的八层叠片单元抓取放到输出物流线9合成工位，累计放置两个八层叠片单元。通过固定在第二隔膜移载机构713前端的检测器检查叠加位置的叠片单元是否缺失，由第二极片移载机构722、第二隔膜移载机构713补充缺失的单元，再由第二隔膜移载机构713、第二极片移载机构722分别放置一层隔膜、极片，达到单个电芯需求的层数。
[0044](7)电芯经过达到设定温度的第二叠片单元热压机构731，在设定的压力及温度下完成整体热压。完成整体热压的电芯输送至包隔膜机构741，包隔膜机构741由转盘、隔膜放卷机构、隔膜切断机构、隔膜贴附机构、贴胶带机构组成。转盘上设置固定电芯用托盘，转盘旋转将电芯带到隔膜贴附机构处完成外层隔膜贴附动作，贴附完隔膜后旋转至贴胶带机构处完成贴胶动作。至此电芯组装完成，由输送线输送至下一工序。
[0045]本发明通过叠片单元成型机构可以实现多工位正负极片与隔膜单独组装，再集成为叠片单元后，通过多层叠片叠加机构多次叠加达到设计层数形成电芯;本发明打破传统叠片设备的节拍上限，设备效率较高，且比传统卷绕式电芯在NG品处理上有优势，可实现柔性切换适合多种类极片规格。多工位叠片、上下料物流循环及输送线的使用大幅减少了叠片电池制造装备人力需求。
[0046]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:包括依次沿输送线(8)输送方向设置的用于制作叠片单元的叠片单元成型机构(I)、用于检测制作叠片单元时极片的对齐精度并将精度不合格的叠片去除的叠片单元检测机构(2)、用于对叠片单元进行热压的第一叠片单元热压机构(3)、用于叠片单元堆叠的多层叠片叠加机构和用于将堆叠后的叠片单元组装成叠片电池电芯的叠片电芯组成机构(7)。2.如权利要求1所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:所述叠片单元成型机构(I)包括用于放置极片的第一极片弹夹(101)、第一极片移载机构(102)、设置在第一极片弹夹(101)—侧的第一隔膜放卷机构(111)、设置在第一隔膜放卷机构(111)前侧的第一隔膜切断机构(112)、设置在第一隔膜切断机构(112)前侧的第一隔膜移载机构(113)、设置在第一隔膜移载机构(113)右侧的第一极片隔膜放置机构(121)以及设置在第一极片隔膜放置机构(121)上的CCD检测器(122);所述第一极片移载机构(102)设置在第一极片弹夹(101)和第一极片隔膜放置机构(121)的上方。3.如权利要求2所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:第一隔膜移载机构(113)包括载板和设置在载板正上方的第一直线导轨，第一直线导轨上设置有与第一直线导轨滑动配合的用于移动隔膜的第一升降吸盘。4.如权利要求2所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:第一极片移载机构(102)包括设置在第一极片弹夹(101)和第一极片隔膜放置机构(121)上方的第二直线导轨、设置在第二直线导轨上且与第二直线导轨滑动配合的用于移动极片以及对极片进行热压的第二升降吸盘以及设置在第二直线导轨上的抓取机构。5.如权利要求1所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:所述输送线(8)上设有用于卡合限位叠片单元的限位机构(132)，限位机构(132)包括用于卡合限位叠片单元四个侧边的若干个定位柱。6.如权利要求1所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:所述叠片单元检测机构(2)包括用于抓取输送线(8)上次品的次品去除机构(21)、设置在次品去除机构(21)上的X射线检测器以及与次品去除机构(21)配合的次品传送带(22)。7.如权利要求1所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:第一叠片单元热压机构(3)包括设置在输送带(8)上方的热压支架(31)、与热压支架(31)连接的立柱导向(32)、与立柱导向(32)连接的液压机构(33)和设置在液压机构(33)下方且与液压机构(33)连接的热压板(34)。8.如权利要求1所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:多层叠片叠加机构包括依次设置在输送线上方的双层叠片叠加机构(4)、四层叠片叠加机构(5)和八层叠片叠加机构(6)； 双层叠片叠加机构(4)包括第一叠加支架(41)、横向设置在第一叠加支架(41)上的第一滑轨(42)以及与第一滑轨(42)滑动配合的第一移载堆叠机构(43)，第一移载堆叠机构(43)的下方连接有叠片吸取机构;第一移载堆叠机构43上设有用于驱动第一移载堆叠机构43升降的第一升降机构;第一移载堆叠机构(43)在第一滑轨(42)上的行程为相邻两个叠片单元中心之间的距离； 四层叠片叠加机构(5)包括第二叠加支架(51)、横向设置在第二叠加支架(51)上的第二滑轨(52)以及与第二滑轨(52)相配合的第二移载堆叠机构(53)，第二移载堆叠机构(53)的下方连接有第二叠片抓取机构；叠片抓取机构为机械夹具;第二移载堆叠机构53上设有用于驱动第二移载堆叠机构53升降的第二升降机构；第二移载堆叠机构(53)在第二滑轨(52)上的行程是第一移载堆叠机构(43)在第一滑轨(42)上行程的两倍； 八层叠片叠加机构(6)包括第三叠加支架(61)、横向设置在第三叠加支架(61)上的第三滑轨(62)以及与第三滑轨(62)滑动配合的第三移载堆叠机构(63)，第三移载堆叠机构(63)的下方连接有第三叠片抓取机构;第三叠片抓取机构为机械夹具;第三移载堆叠机构63上设有用于驱动第三移载堆叠机构63升降的第三升降机构第三移载堆叠机构(63)在第三滑轨(62)上的行程是第二移载堆叠机构(53)在第二滑轨(52)上的行程的两倍。9.如权利要求1所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:叠片电芯组成机构(7)包括设置在输送线(8)外侧的叠片机械手(701)以及与叠片机械手(701)配合的输出物流线(9);叠片电芯组成机构(7)还包括依次沿输出物流线(9)输送方向设置的第二隔膜移载机构(713)、设置在第二隔膜切断机构(712)、第二隔膜放卷机构(711)、第二极片弹夹(721)、第二叠片单元热压机构(731)、用于给电芯外层贴附隔膜和贴胶带的包隔膜机构(741);所述第二极片弹夹(721)上方设有第二极片移载机构(722);所述第二极片移载机构(722)包括设置在第二极片弹夹(721)上方的第三直线导轨以及与第三直线导轨滑动配合的第三升降吸盘;所述第三升降吸盘用于移动极片以及对极片进行热压。10.如权利要求9所述的一种叠片电池连续制造装置，其特征在于:所述第二隔膜移载机构(713)前端设有用于检测叠加的叠片单元是否存在缺失的检测器。
【文档编号】H01M10/058GK105914406SQ201610410428
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】左龙龙, 王晨旭, 许涛, 胡家佳
【申请人】合肥国轩高科动力能源有限公司