一种电芯极片叠合装置及其叠合方法与流程

本发明涉及电池，尤其是涉及一种电芯极片叠合装置及其叠合方法，本发明适于汽车动力电池、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。

背景技术：

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。

技术实现要素：

本发明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。

本发明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。

本发明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极片叠片驱动伺服电机座、第一极片叠片驱动直线导轨、第一极片叠片驱动伺服电机、第一极片叠片驱动滚珠丝杆座、第一极片叠片驱动滚珠丝杆、第一极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座；第一极片叠片驱动单元通过第一极片叠片驱动直线导轨、第一极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座安装在电芯极片叠合装置架的立板上，形成与电芯极片叠合装置架的立板的固定连接；第一极片叠片驱动伺服电机座、第一极片叠片驱动滚珠丝杆座和第一极片叠片驱动直线导轨的滑块均固定在第一极片叠片机构架的上面后端；在第一极片叠片机构架的上面中部安装有第一极片叠片执行单元，第一极片叠片执行单元包括两套直线导轨及一个气缸，气缸及直线导轨均安装在第一极片叠片机构架上，两套直线导轨的滑块和气缸的活塞杆均与第一极片叠片组件固定连接；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、第二极片位置校正组件座、第二极片台板；在第二极片位置校正组件座的上面中间设有用于承载第二极片的第二极片台板，在第二极片位置校正组件座的上面、第二极片台板的旁侧设有第二极片校正组件，第二极片台板用于承载第二极片，第二极片校正组件用于将第二极片台板上的第二极片位置进行校正；第二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，第二极片位置校正模块安装在第二极片上料模块的直线导轨上，第二极片位置校正模块在第二极片上料模块的直线导轨上设有两个工位：一个是第二极片接料工位,另一个是第二极片上料工位，第二极片上料模块驱动第二极片位置校正模块在第二极片上料模块的直线导轨上的第二极片接料工位与第二极片上料工位间往复运动，实现第二极片的连续接料、上料，第二极片位置校正模块从第二极片上料工位滑移到第二极片上料工位过程中，第二极片校正组件校正第二极片台板上的第二极片；第二极片叠片机构包括第二极片叠片机构架、第二极片叠片驱动单元、第二极片叠片执行单元、第二极片叠片组件；第二极片叠片驱动单元包括第二极片叠片驱动伺服电机座、第二极片叠片驱动直线导轨、第二极片叠片驱动伺服电机、第二极片叠片驱动滚珠丝杆座、第二极片叠片驱动滚珠丝杆、第二极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座；第二极片叠片驱动单元通过第二极片叠片驱动直线导轨、第二极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座安装在电芯极片叠合装置架的立板上，形成与电芯极片叠合装置架的立板的固定连接；第二极片叠片驱动伺服电机座、第二极片叠片驱动滚珠丝杆座和第二极片叠片驱动直线导轨的滑块均固定在第二极片叠片机构架的上面后端；在第二极片叠片机构架的上面中部安装有第二极片叠片执行单元，第二极片叠片执行单元包括两套直线导轨及一个气缸，气缸及直线导轨均安装在第二极片叠片机构架上，两套直线导轨的滑块和气缸的活塞杆均与第二极片叠片组件固定连接；第二极片叠片组件包括第二极片叠片板和第二极片隔膜推叠辊组，在第二极片叠片板上设有第二极片叠片吸嘴；所述第二极片叠片机构设有第二极片吸持工位、第二极片叠片工位；所述第二极片叠片驱动单元驱动第二极片叠片机构在第二极片吸持工位与第二极片叠片工位间往复循环间歇运动；所述第二极片叠片执行单元与第二极片叠片组件共同协调动作实现第一叠片机构在第二极片吸持工位时吸持第二极片，在第二极片叠合工位时叠合第二极片，所述第二极片隔膜推叠辊组在第二极片叠片机构由第二极片吸持工位移到第二极片叠片工位过程中将隔膜预推叠，在叠合第二极片之前叠合隔膜。

第一极片上料模块，第二极片上料模块分别是实现往复直线运动的运动机械结构，如直线电机、气缸、滚珠丝杆机构、齿轮齿条机构或凸轮机构等。

第一极片叠片驱动单元、第二极片叠片驱动单元分别是实现往复直线运动的运动机械结构，如直线电机、气缸、滚珠丝杆机构、齿轮齿条机构或凸轮机构等。

第一极片叠片执行单元、第二极片叠片执行单元分别是实现直线往复运动的运动机械结构，如直线电机、气缸、滚珠丝杆机构、齿轮齿条机构或凸轮机构等。

本发明的第二个目的是这样实现的：

一种电芯极片叠合方法，特征是：具体步骤如下：

a、极片叠合台模组在极片叠合时保持不动；在极片叠合台模组的左侧设置第一极片叠合模组负责第一极片的叠合，在极片叠合台模组的右侧设置第二极片叠合模组，负责第二极片的叠合；第一极片与第二极片分别是正极片或负极片的一种，第一极片为正极片，那么第二极片为负极片，相反，第一极片为负极片，那么第二极片为正极片；

b、第一极片叠片机构在第一极片吸持工位完成吸持第一极片动作，同时第二极片叠片机构在极片叠合台模组的极片叠合台板上的第二极片叠片工位完成第二极片叠合动作；

c、第一极片叠片机构执行由第一极片吸持工位切换到第一极片叠片工位的动作，第二极片叠片机构同步执行由第二极片叠片工位切换到第二极片吸持工位的动作；

d、第一极片叠片机构在极片叠合台模组的极片叠合台板上的第一极片叠片工位完成第一极片叠合动作，同时第二极片叠片机构在第二极片吸持工位完成吸持第二极片动作；

e、第一极片叠片机构执行由第一极片叠片工位切换到第一极片吸持工位的动作，第二极片叠片机构同步执行由第二极片吸持工位切换到第二极片叠片工位的动作；

f、不断地周期性地完成步骤b—e的动作，实现第一极片叠合模组与第二极片叠合模组平行工作，通过工序错位，最终使得第一极片、第二极片在同一个极片叠合台模组的极片叠合台板上实现互不干扰、连续交替叠片。

工作原理：

1、第一极片叠片机构的第一极片叠片工位与第二极片叠片机构的第二极片叠片工位重叠，均在极片叠合台模组的极片叠合台板上；第一极片叠片机构的第一极片吸持工位位于第一极片叠片机构吸取第一极片上料机构上第一极片位置校正模块上料工位的第一极片的位置，第二极片叠片机构的第二极片吸持工位位于第二极片叠片机构吸取第二极片上料机构上第二极片位置校正模块上料工位的第二极片的位置，第一极片叠片机构的第一极片吸持工位与第二极片叠片机构的第二极片吸持工位关于参考平面面对称。由此可知，第一极片叠片机构的第一极片叠片工位到第一极片吸持工位的距离与第二极片叠片机构的第二极片叠片工位到第二极片吸持工位的距离相等。第一极片叠片机构与第二极片叠片机构叠片时，第一极片叠片机构与第二极片叠片机构在各自叠片工位上的切换运动设置同步，即第一极片叠片机构从第一极片吸持工位运动到第一极片叠片工位时，第二极片叠片机构同步从第二极片叠片工位运动到第二极片吸持工位，相反地，第二极片叠片机构从第二极片吸持工位运动到第二极片叠片工位时，第一极片叠片机构同步从第一极片叠片工位运动到第一极片吸持工位。

2、所述第一组极片压手协助第二极片叠片，当第二极片叠片时，第一组极片压手退压第二极片，完全脱离第二极片，当第二极片叠片完成后，第一组极片压手回压第二极片，按压在新叠第二极片上，另外，一片第二极片叠片完成后，第一组极片压手外侧边阻挡隔膜，让隔膜折返、回叠进入下一第一极片叠片，所述第二组极片压手协助第一极片叠片，当第一极片叠片时，第二组极片压手退压第一极片，完全脱离第一极片，当第一极片叠片完成后，第二组极片压手回压第一极片，按压在新叠第一极片上，另外，一片第一极片叠片完成后，第二组极片压手外侧边阻挡隔膜，让隔膜折返、回叠进入下一第二极片叠片，所述极片叠合台模组所涉及的是行业内众所周知的技术，不予以赘述。

本发明提出的一种电芯极片叠合装置，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。

本发明的目的是保持z叠的叠片工艺，将现行z叠叠片设备以正极片、负极片串行方式叠片（即正极片在叠完后再叠负极片或叠完负极片再叠正极片），改成正极片、负极片并行方式叠片（即正极片、负极片叠片同时进行），仅正极片、负极片叠片的工序错位，使正极片、负极片叠合中隔膜及极片叠合实现交替进行，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。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是隔膜送料模组的立体示意图；

图3是极片叠合台模组的立体示意图；

图4是图3的右视图；

图5是图4的俯视图；

图6是组一极片压手回压极片保持示意前视图；

图7是组一极片压手回压极片保持示意右视图；

图8是组一极片压手退压极片示意前视图；

图9是组一极片压手退压极片示意右视图；

图10是组一极片压手回压极片示意前视图；

图11是组一极片压手回压极片示意右视图；

图12是第一极片叠合模组立体图；

图13是第一极片叠合模组主视图一；

图14是第一极片上料机构主视图；

图15是第一极片上料机构立体图；

图16是第一极片位置校正模块立体图；

图17是第一极片叠片机构立体图一；

图18是第一极片叠片机构立体图二；

图19是第一极片叠片驱动单元；

图20是第一极片叠合模组主视图二；

图21是第一极片叠合模组极片上料工位及极片吸持工位主视图；

图22是第一极片叠合模组极片接料工位及极片叠片工位主视图；

图23是第一极片叠合模组极片接料及极片叠片主视图；

图24是电芯极片叠合装置立体图；

图25是电芯极片叠合装置主视图；

图26是电芯极片叠合装置右视图；

图27是第一、第二极片位置校正模块及极片叠合台模组分解示意图；

图28是第一极片叠合模组与第二极片叠合模组组成标示图；

图29是第二极片叠片机构立体图；

图30是电芯极片叠合装置叠片周期初始状态主视图；

图31是电芯极片叠合装置叠片周期第一步完成后主视图；

图32是电芯极片叠合装置叠片周期第二步完成后主视图；

图33是电芯极片叠合装置叠片周期第三步完成后主视图；

图34是电芯极片叠合装置叠片周期第四步完成后主视图；

图中：隔膜送料模组1、第一极片叠合模组2、极片叠合台模组3、第二极片叠合模组4、电芯极片叠合装置架5、极片压手一6、极片压手二7、极片压手三8、极片压手四9、极片叠合台板10、第一组极片压手11、第二组极片压手12、第一极片上料机构13、第一极片叠片机构14、第一极片位置校正模块15、第一极片上料模块16、第一极片17、第一极片台板18、第一极片位置校正组件座19、第一极片校正组件20、第一极片叠片机构架21、第一极片叠片执行单元22、第一极片叠片组件23、第一极片叠片板24、第一极片隔膜推叠辊组25、第一极片叠片驱动单元26、第一极片叠片吸嘴27、第一极片叠片驱动伺服电机座28、电芯极片叠合装置架的立板29、第一极片叠片驱动直线导轨30、第一极片叠片驱动伺服电机31、第一极片叠片驱动滚珠丝杆座32、第一极片叠片驱动滚珠丝杆33、第一极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座34、隔膜35、电芯极片叠合装置架台板36、第二极片37、第二极片台板38、第二极片校正组件39、第二极片上料机构40、第二极片叠片机构41、第二极片上料模块42、第二极片位置校正模块43、第二极片叠片板44、第二极片叠片组件45、第二极片叠片驱动单元46、第二极片叠片执行单元47、第二极片隔膜推叠辊组48、第二极片叠片吸嘴49、第二极片叠片机构架50。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参照图1，一种电芯极片叠合装置，包括第一极片叠合模组2、第二极片叠合模组4、隔膜送料模组1、极片叠合台模组3和电芯极片叠合装置架5。

图2是隔膜送料模组1的立体示意图，隔膜送料模组1是电芯极片叠合时的隔膜上料机构，隔膜送料模组1安装在电芯极片叠合装置架5上，且位于第一极片叠合模组2与第二极片叠合模组4之间的上方，隔膜引出位介于第一极片叠合模组2与第二极片叠合模组4之间，靠近第一极片叠合模组2与第二极片叠合模组4之间的面对称参考平面pa；隔膜送料模组1在极片叠合中所执行的工作是将隔膜卷材展开，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。因隔膜送料模组1所涉及的相关技术是该领域众所周知的，在此省略不予以陈述。

图3是极片叠合台模组3的立体示意图，在极片叠合台模组3上设有极片压手一6、极片压手二7、极片压手三8、极片压手四9和极片叠合台板10。图4是极片叠合台模组3的右视图，极片压手一6、极片压手二7在执行极片按压动作时，动作时序相同，动作方向相反，共同完成同一极片按压动作；为了便于描述，将极片压手一6、极片压手二7统称第一组极片压手11，同理，极片压手三8、极片压手四9统称第二组极片压手12。图5是极片叠合台模组3的俯视图，第一组极片压手11与第二组极片压手12相互平行且对称分布在视图中极片叠合台板10的左右对称面py（图4示）两侧，极片压手一6与极片压手二7之间、极片压手三8与极片压手四9之间对称分布在视图中极片叠合台板10的上下对称面px（图5示）两侧。每一组极片压手均有退压极片和回压极片两个动作。如图6、图7所示，第一组极片压手11在回压极片保持中。如图8、图9所示，第一组极片压手11退压动作，即极片压手一6、极片压手二7分别同时从各自的回压极片保持位置a、aˊ向极片叠合台板10同侧边沿方向平移，并在同时到达脱离极片叠合台板10的水平退出终点b、bˊ后停止，紧接着，再分别同时转向退压极片保持位置c、cˊ方向抬高，同时到达转向退压极片保持位置c、cˊ后停止并保持。如图10、图11所示，第一组极片压手11回压动作，即极片压手一6、极片压手二7分别同时从各自的退压极片保持位置c、cˊ同时向极片叠合台板10同侧边沿方向平移，在同时到达按压极片垂直悬高位置d、dˊ后，再分别同时向回压极片保持位置a、aˊ方向下降，同时到达回压极片保持位置a、aˊ并保持。图9、图11中a、aˊ间，b、bˊ间，c、cˊ间，d、dˊ间关于极片叠合台板10的对称面px面对称。第二组极片压手12与第一组极片压手11的退压与回压动作完全一致，在此不再复述。第一组极片压手11协助第二极片叠片时按压第二极片，第二组极片压手12协助第一极片叠片时按压第一极片。极片叠合台模组3的作用是：第一，将其上设置的极片叠合台板10作为极片叠合的平台；第二，将其上设置的第一组极片压手11、第二组极片压手12在极片叠合时提供按压极片协助，保证极片叠片实现并持续。极片叠合台模组3还设有其他的如极片按压驱动机构、极片叠合台板升降机构等诸多结构，因属于公知技术，在此不再赘述。

如图12、图13所示，第一极片叠合模组2是自动接收第一极片17、同时把第一极片17叠合到电芯上的功能模组。第一极片叠合模组2包括第一极片上料机构13、第一极片叠片机构14。在图14、图15中，第一极片上料机构13包括第一极片位置校正模块15、第一极片上料模块16。第一极片叠合模组2与第二极片叠合模组4在结构上互为镜像关系，且第一极片叠合模组2与第二极片叠合模组4关于参考平面pa（如图1、25、28标示）面对称安装；

如图16所示，第一极片位置校正模块15包括第一极片校正组件20、第一极片位置校正组件座19、第一极片台板18，在第一极片位置校正组件座19的上面中间设有用于放置第一极片17的第一极片台板18，在第一极片位置校正组件座19的上面、第一极片台板18的旁侧设有第一极片校正组件20，第一极片台板18用于承载第一极片17，第一极片推校正件20用于将第一极片台板18上的第一极片17位置进行校正。

第一极片上料模块16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15安装在第一极片上料模块16的直线导轨上。第一极片位置校正模块15在第一极片上料模块16的直线导轨上设有两个工位：一个是第一极片接料工位a,另一个是第一极片上料工位b。第一极片上料模块16驱动第一极片位置校正模块15在第一极片上料模块16的直线导轨上的第一极片接料工位a与第一极片上料工位b间往复运动，实现第一极片的连续接料、上料。没有特别注明情况下，在本实施例的叙述说明中，在第一极片上料模块16驱动第一极片位置校正模块15沿第一极片上料模块16的直线导轨从第一极片接料工位a滑移到第一极片上料工位b时，均含有第一极片校正组件20校正第一极片台板18上第一极片17的动作。

如图17、图18所示，第一极片叠片机构14包括第一极片叠片机构架21、第一极片叠片执行单元22、第一极片叠片组件23、第一极片叠片驱动单元26。如图19所示，第一极片叠片驱动单元26包括第一极片叠片驱动伺服电机座28、第一极片叠片驱动直线导轨30、第一极片叠片驱动伺服电机31、第一极片叠片驱动滚珠丝杆座32、第一极片叠片驱动滚珠丝杆33、第一极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座34。第一极片叠片驱动单元26通过第一极片叠片驱动直线导轨30、第一极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座34安装在电芯极片叠合装置架的立板29上，并与电芯极片叠合装置架的立板29形成固定连接。第一极片叠片驱动伺服电机座28、第一极片叠片驱动滚珠丝杆座32和第一极片叠片驱动直线导轨30的滑块均固定在第一极片叠片机构架21的上面后端。这样，当第一极片叠片驱动伺服电机31正转或反转时，能通过第一极片叠片驱动滚珠丝杆33驱动第一极片叠片机构架21在第一极片叠片驱动直线导轨30上往复运动，从而驱动第一叠片机构14实现第一极片叠片运动功能。在图17中，在第一极片叠片机构架21的上面中部安装有第一极片叠片执行单元22，第一极片叠片执行单元22包括两套直线导轨及一个气缸，气缸及直线导轨均安装在第一极片叠片机构架21上，两套直线导轨的滑块和气缸的活塞杆均与第一极片叠片组件23固定连接。这样，气缸工作时可以通过活塞杆驱动第一极片叠片组件23沿直线导轨作往复运动，实现叠片相关动作。第一极片叠片组件23包括第一极片叠片板24和第一极片隔膜推叠辊组25，在第一极片叠片板24上设有第一极片叠片吸嘴27，当第一极片叠片执行单元22驱动第一极片叠片组件23沿第一极片叠片执行单元22的直线导轨下移时，第一极片叠片组件23上的第一极片叠片板24通过第一极片叠片吸嘴27吸持第一极片或将第一极片叠到电芯上。第一极片隔膜推叠辊组25设有两个相互平行安装的辊筒，两个辊筒可绕各自的旋转轴灵活旋转，下部的辊筒最低部位低于第一极片叠片板24的底面。第一极片叠片板24的底面是第一极片17的叠片面。第一极片隔膜推叠辊组25的作用就是：当第一极片17叠片时，先推叠隔膜35覆盖前一次叠合的第一极片17，将第一极片17与上下相邻的其他极片实现隔离。如图13、图20示，第一极片叠片机构14设有两个工位：一个是第一极片叠片工位c，另一个是第一极片吸持工位d。第一极片叠片板24叠片面（底面）吸持第一极片17时，第一极片17的矩形轮廓在第一极片叠片板24叠片面（底面）的正投影中心称为第一极片叠片板中心。在电芯极片叠片过程中，第一极片的矩形轮廓与第二极片的矩形轮廓在极片叠合台模组3的极片叠合台板10上的投影重合为一个点，这个点称叠合台板极片中心。在第一极片上料机构13上，处于第一极片上料工位b的第一极片台板18上的第一极片17的矩形轮廓在第一极片台板18的投影中心称为第一极片的上料中心。第一极片叠片机构14处于第一极片叠片工位c时，第一极片叠片板中心与叠合台板极片中心上下对齐，两者之间隔个第一极片的叠片距离；第一极片叠片机构14处于第一极片吸持工位d时，第一极片叠片板中心与第一极片的上料中心上下对齐，两者之间隔个第一极片吸取的距离。

第一极片叠合模组2的工作过程：如图21示，

a、在第一极片上料机构13上，第一极片位置校正模块15在第一极片上料模块16的驱动下，沿第一极片上料模块16的直线导轨从第一极片接料工位a滑移到第一极片上料工位b并停止；第一极片位置校正模块15带着第一极片台板18将一片第一极片17送到第一极片上料工位b并停止；与此同时，第一极片叠片驱动单元26驱动第一极片叠片机构14从第一极片叠片工位c到达第一极片吸持工位d并停止；此时，第一极片叠片机构14上的第一极片叠片板24的第一极片叠片板中心与第一极片上料机构13上的第一极片台板18的第一极片17的上料中心上下对齐；

b、第一极片叠片机构14上的第一极片叠片执行单元22驱动第一极片叠片组件23带着第一极片叠片板24下移到第一极片吸持高度位置，让第一极片叠片板24上的第一极片叠片吸嘴27吸持上第一极片17；然后，第一极片叠片执行单元22驱动第一极片叠片组件23带着第一极片叠片板24及其上的第一极片叠片吸嘴27吸持着第一极片17复位；

c、如图22示，第一极片叠片机构14在第一极片叠片驱动单元26的驱动下，从第一极片吸持工位d滑移到第一极片叠片工位c，同时，第一极片叠片机构14上的第一极片隔膜推叠辊组25预推叠隔膜35；与此同时，在第一极片上料机构13上，第一极片位置校正模块15在第一极片上料模块16的驱动下，沿第一极片上料模块16的直线导轨从第一极片上料工位b返回到第一极片接料工位a；

d、如图23示，第一极片叠片机构14上的第一极片叠片执行单元22驱动第一极片叠片组件23下移，第一极片叠片板24和第一极片隔膜推叠辊组25跟着一起下移，由于第一极片隔膜推叠辊组25下部的辊筒最低位置低于第一极片叠片板24的叠片面（底面），所以首先是隔膜35先叠到电芯上，紧接着第一极片17叠到刚叠好的隔膜35上，然后第一极片叠片板24上的第一极片叠片吸嘴27释放第一极片17，这样一片第一极片17叠好；然后，第一极片叠片机构14上的第一极片叠片执行单元22驱动第一极片叠片组件23上移回位；第一极片叠片组件23带着其上的第一极片叠片板24、第一极片隔膜推叠辊组25和第一极片叠片吸嘴27回位；与此同时，在第一极片上料机构13上，第一极片位置校正模块15上的第一极片台板18接收一片第一极片17。这样，一个完整的第一极片叠片周期结束；

e、重复步骤a-d，执行下一个第一极片叠片周期。

如图24、25、26、27、28所示，电芯极片叠合装置包括第一极片叠合模组2、第二极片叠合模组4、隔膜送料模组1、极片叠合台模组3和电芯极片叠合装置架5。

为了便于叙述，把第一极片叠片驱动单元26驱动第一极片叠片机构14由第一极片叠片工位c滑移到第一极片吸持工位d称为第一极片叠片机构14“移到吸持工位”，相反称之为：“移到叠片工位”。同理，第一极片叠片执行单元22通过第一极片叠片组件23驱动第一极片叠片板24利用其上的第一极片叠片吸嘴27吸起第一极片并保持吸住，然后复位称之为“第一极片叠片机构14吸取一片第一极片17”；此外，第一极片叠片执行单元22通过第一极片叠片组件23驱动第一极片隔膜推叠辊组25推叠隔膜35及驱动第一极片叠片板24将其上吸持的第一极片17叠片到电芯上称之为“第一极片叠片机构14叠合第一极片17”。

第二极片叠合模组4是自动接收第二极片37、同时把第二极片37叠合到电芯上的功能模组。第二极片叠合模组4与第一极片叠合模组2在结构上互为镜像关系。第二极片叠合模组4包括第二极片上料机构40、第二极片叠片机构41。第二极片上料机构40包括第二极片上料模块42、第二极片位置校正模块43。第二极片位置校正模块43安装在第二极片上料模块42的直线导轨上。第二极片位置校正模块43在第二极片上料模块42的直线导轨上设有两个工位：一个是第二极片接料工位e，另一个是第二极片上料工位f。第二极片上料模块42驱动第二极片位置校正模块43往返于第二极片上料工位f与第二极片接料工位e实现第二极片连续接料、上料。第二极片位置校正模块43上设有第二极片台板38、第二极片校正组件39，第二极片台板38是承载第二极片37的平台，第二极片校正组件39用于将第二极片台板38上的第二极片37位置进行校正。没有特别注明情况下，在本实施例的叙述说明中，第二极片上料模块42驱动第二极片位置校正模块43沿第二极片上料模块42的直线导轨从第二极片接料工位e滑移到第二极片上料工位f时，均含有第二极片校正组件39校正第二极片台板38上第二极片37的动作。

第二极片叠片机构41包括第二极片叠片驱动单元46、第二极片叠片执行单元47、第二极片叠片组件45。第二极片叠片组件45包括第二极片叠片板44及第二极片隔膜推叠辊组48，第二极片叠片板44设有第二极片叠片吸嘴49。第二极片叠片机构41设有第二极片叠片工位g、第二极片吸持工位h两个工位，工位间的切换靠第二极片叠片驱动单元46完成。第二极片叠片机构41执行的工作有两个，一是在第二极片吸持工位h吸取第二极片37，一个是在第二极片叠片工位g叠合第二极片37，这两个工作是由第二极片叠片执行单元47通过驱动第二叠片组件45驱动第二极片叠片板44及第二极片隔膜推叠辊组48完成。为了便于叙述，把第二极片叠片驱动单元46驱动第二极片叠片机构41由第二极片叠片工位g滑移到第二极片吸持工位h称为第二极片叠片机构41“移到吸持工位”，相反称之为：、“移到叠片工位”。同理，第二极片叠片执行单元47通过第二极片叠片组件45驱动第二极片叠片板44利用其上的第二极片叠片吸嘴49吸起第二极片并保持吸住，然后复位称之为“第二极片叠片机构41吸取一片第二极片37”；此外，第二极片叠片执行单元47通过第二极片叠片组件45驱动第二极片隔膜推叠辊组48推叠隔膜35及驱动第二极片叠片板44将其上吸持的第二极片37叠片到电芯上称之为“第二极片叠片机构41叠合第二极片37”。第一极片17、第二极片37均在极片叠合台模组3的极片叠合台板10上完成，所以第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41的叠片工位均在极片叠合台板10的正上方。

电芯极片叠合装置架5是隔膜送料模组1、极片叠合台模组3、第一极片叠合模组2、第二极片叠合模组4的安装架。第一极片叠合模组2与第二极片叠合模组4在结构上互为镜像关系。第一极片叠合模组2与第二极片叠合模组4关于参考平面pa（图1、图25、图28示）呈面对称地安装在电芯极片叠合装置架的立板29上。第一极片叠合模组2的第一极片叠片机构14与第二极片叠合模组4的第二极片叠片机构41呈一字排开安装，第一极片叠合模组2上的第一极片叠片板24底面（叠片面）与第二极片叠片机构41上的第二极片叠片板44底面（叠片面）平齐。极片叠合台模组3安装在电芯极片叠合装置架台板36上，极片叠合台模组3的左右方向对称面py（图4、图5示）与参考平面pa重合。极片叠合台板10的上表面与第一极片叠片板24底表面或第二极片叠片板44底表面的距离为极片叠合上下位移距离。

为了便于叙述电芯极片叠合装置工作过程，以电芯极片叠合装置的一个工作周期即连续叠完一片第一极片及第二极片进行描述。初始状态，如图30中示，第二极片叠片机构41在叠片工位刚叠完一片第二极片37，第一极片叠片机构14刚吸取一片第一极片17，第一极片上料机构13的第一极片位置校正模块15停在第一极片上料工位b，第一极片台板18上的一片第一极片17刚被吸走、第二极片上料机构40上的第二极片位置校正模块43刚接收完一片第二极片37。此时，第二极片隔膜推叠辊组48将隔膜推到极片叠合台板10的左侧，第一组极片压手11刚回压刚叠好的第二极片37。具体步骤如下：

a、第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41同步右移到下一工位，即第一极片叠片机构14移到第一极片叠片工位c，第二极片叠片机构41移到第二极片吸持工位h，在此过程中隔膜由第二极片隔膜推叠辊组48向左推叠转换成由第一极片隔膜推叠辊组25向右推叠，第一极片隔膜推叠辊组25将隔膜预推叠到极片叠合台板10的右侧；第一组极片压手11保持回压第二极片不变，第二组极片压手12完成退压第一极片。同步地，第一极片上料机构13的第一极片上料模块16驱动第一极片位置校正模块15从第一极片上料工位b滑移到第一极片接料工位a；第二极片上料机构40上的第二极片上料模块42驱动第二极片位置校正模块43从第二极片上料工位f滑移到第二极片接料工位e。完成本步后的状态如图31示；

b、第一极片叠片机构14叠合第一极片17，第二极片叠片机构41吸取一片第二极片37，与此同步第二组极片压手12回压第一极片17。同步地，第一极片上料机构13上第一极片位置校正模块15的第一极片台板18接收一片第一极片17，第二极片上料机构40上的第二极片位置校正模块43停留在第二极片上料工位f，让第二极片叠片机构41吸走第二极片位置校正模块43上第二极片台板38上第二极片37。这样一片第一极片17叠片完成。完成本步后的状态如图32示；

c、第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41同步左移到下一工位，即第一极片叠片机构14移到第一极片吸持工位d，第二极片叠片机构41移到第二极片叠片工位g，在此过程中隔膜由第一极片隔膜推叠辊组25向右推叠转换成由第二极片隔膜推叠辊组48向左推叠，第二极片隔膜推叠辊组48将隔膜预推叠到极片叠合台板10的左侧；第二组极片压手12保持回压第一极片不变，第一组极片压手11完成退压第一极片。同步地，第一极片上料机构13的第一极片上料模块16驱动第一极片位置校正模块15从第一极片接料工位a滑移到第一极片上料工位b；第二极片上料机构40上的第二极片上料模块42驱动第二极片位置校正模块43从第二极片上料工位f滑移到第二极片接料工位e；完成本步后的状态如图33示；

d、第一极片叠片机构14吸取一片第一极片17，第二极片叠片机构41叠合第二极片37，与此同步第一组极片压手11回压第二极片37。同步地，第二极片上料机构40上第二极片位置校正模块43的第二极片台板38接收一片第二极片37，第一极片上料机构13上的第一极片位置校正模块15停留在第一极片上料工位b，让第一极片叠片机构14吸走第一极片位置校正模块15上第一极片台板18上第一极片17。这样一片第二极片37叠片完成。完成本步后的状态如图34示。这样一个叠片周期结束；

e、不断地周期性地完成步骤a—d的动作，不断地交替叠合第一极片17、第二极片37直至一块电芯叠片完成。

实施例2：

本实施例是在实施例1基础上做如下替换得到：

a、实施例1中，第一极片上料模块16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。实质上，第一极片上料模块16就是由伺服电机作为源动力实现直线往复运动的滚珠丝杆传动机构，本实施例中，将该第一极片上料模块由滚珠丝杆传动套件、伺服电机、及直线导轨换成可直接实现直线往复运动的直线电机，即第一极片上料模块是执行直线往复运动的第一直线电机16，同理，第二极片上料模块40替换后，第二极片上料模块40是执行直线往复运动的第二直线电机40；

b、实施例1中，第一极片叠片驱动单元26包括第一极片叠片驱动伺服电机座28、第一极片叠片驱动直线导轨30、第一极片叠片驱动伺服电机31、第一极片叠片驱动滚珠丝杆座32、第一极片叠片驱动滚珠丝杆33、第一极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座34。由此可知，第一极片叠片驱动单元26是伺服电机作为源动力实现直线往复运动的滚珠丝杆传动机构。同理，第二极片叠片执行单元47也是伺服电机作为源动力实现直线往复运动的滚珠丝杆传动机构。第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41关于参考平面面对称、呈一字排开安装，第一极片叠片机构14上第一极片叠片驱动单元26中的第一极片叠片驱动滚珠丝杆与第二极片叠片机构41上第二极片叠片执行单元47中的第二极片叠片驱动滚珠丝杆同型且同轴安装，分别由一个伺服电机驱动，在极片叠合过程中所执行的运动同步、同向，即在执行运动工作时，相同的时刻有相同的速率且方向相同。本实施例中，为了优化结构，将实施例1中的第一极片叠片驱动单元26中的第一极片叠片驱动滚珠丝杆与第二极片叠片执行单元47中第二极片叠片驱动滚珠丝杆合并为一条，即第二极片叠片驱动滚珠丝杆去除，原来第一极片叠片驱动单元26和第二极片叠片执行单元47分别各由一个伺服电机驱动替换成：第一极片叠片驱动单元26由一个伺服电机驱动。这样，由原来的第一极片叠片驱动单元26驱动第一极片叠片机构14的叠片运动和第二极片叠片执行单元47驱动第二极片叠片机构41的叠片运动，更换成，第一极片叠片驱动单元26驱动第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41一同同步叠片运动。替换后，第一极片叠片驱动单元26保留，第二极片叠片执行单元47去除；

c.第一极片叠片执行单元22包括两套直线导轨及一个气缸。本实施例中，将导向作用的两套直线导轨替换成导向作用的导杆导套套件，气缸替换成由电机驱动的凸轮机构。替换后，第一极片叠片执行单元22包括两套导杆导套套件及一个一电机为动力源的凸轮机构。同理，第二极片叠片执行单元47包括两套导杆导套套件及一个一电机为动力源的凸轮机构。

由上更改得到的本实施例知，本实施例实现的目的、方式、运动、原理与实施例1完全相同，具体叙述略。

实施例3：

本实施例在实施例1基础上做如下替换得到：

a、实施例1中，第一极片上料模块16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。本实施例中，dd马达替代伺服电机，替换后，第一极片上料模块16是由滚珠丝杆传动套件、dd马达及直线导轨组成的直线往复运动的驱动单元，同理，第二极片上料模块40替换后，第二极片上料模块40是由滚珠丝杆传动套件、dd马达及直线导轨组成的直线往复运动的驱动单元；

b、实施例1中，第一极片叠片驱动单元26包括第一极片叠片驱动伺服电机座28、第一极片叠片驱动直线导轨30、第一极片叠片驱动伺服电机31、第一极片叠片驱动滚珠丝杆座32、第一极片叠片驱动滚珠丝杆33、第一极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座34。由此可知，第一极片叠片驱动单元26是伺服电机作为源动力实现直线往复运动的滚珠丝杆传动机构。同理，第二极片叠片执行单元47也是伺服电机作为源动力实现直线往复运动的滚珠丝杆传动机构。第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41关于参考平面面对称、呈一字排开安装，第一极片叠片机构14上第一极片叠片驱动单元26中的第一极片叠片驱动滚珠丝杆与第二极片叠片机构41上第二极片叠片执行单元47中第二极片叠片驱动滚珠丝杆同型且同轴安装，分别由一个伺服电机驱动，在极片叠合过程中所执行的运动同步、同向，即在执行运动工作时，相同的时刻有相同的速率且方向相同。本实施例中，为了优化结构，将实施例1中的第一极片叠片驱动单元26中的第一极片叠片驱动滚珠丝杆与第二极片叠片执行单元47中第二极片叠片驱动滚珠丝杆合并为一条，即第二极片叠片驱动滚珠丝杆去除，原来分别由一个伺服电机驱动替换成由一个伺服电机驱动。这样，由原来的第一极片叠片驱动单元26驱动第一极片叠片机构14的叠片运动和第二极片叠片执行单元47驱动第二极片叠片机构41的叠片运动，更换成，第一极片叠片驱动单元26驱动第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41一同同步叠片运动。替换后，第一极片叠片驱动单元26保留，第二极片叠片执行单元47去除；然后将第一极片叠片驱动单元26中的伺服电机替换成dd马达。最后由实施例1的第一极片叠片驱动单元26和第二极片叠片执行单元47替换成本实施例的极片叠片驱动单元26。本实施例中，极片叠片驱动单元26包括包括极片叠片驱动dd马达座28、极片dd直线导轨30、叠片驱dd马达31、极片叠片驱动滚珠丝杆座32、极片叠片驱动滚珠丝杆33、极片叠片驱动滚珠丝杆螺母及其座34。极片叠片驱动单元26同步驱动第一极片叠片机构14与第二极片叠片机构41实现第一极片叠片运动和第二极片叠片运动。

c.第一极片叠片执行单元22包括两套直线导轨及一个气缸。本实施例中，将气缸替换成由一个电机驱动的凸轮机构。替换后，第一极片叠片执行单元22包括两套直线导轨及一个电机驱动的凸轮机构。同理，第二极片叠片执行单元47包括两套直线导轨及一个电机驱动的凸轮机构。

由上更改得到的本实施例知，本实施例实现的目的、方式、运动、原理与实施例1完全相同，具体叙述略。