一种Z型叠片装置及电芯生产系统的制作方法

本发明涉及电芯生产设备技术领域，具体而言，涉及一种z型叠片装置及电芯生产系统。

背景技术：

随着环境污染的加剧，近年来为了节约能源、保护环境，电气装置例如电动车得到了大力发展。作为电气装置主要动力来源的锂离子电池的需求也逐年增大。

现有的z型锂离子电池电芯的制造，往往通过往复滑动的机械手将正极片和负极片依次堆叠到叠片台上，使用固定式叠片台或往复式叠片台完成叠片，叠片效率低。

技术实现要素：

本发明的目的包括提供一种z型叠片装置，以改善现有技术中的叠片效率低的问题。

本发明的目的还包括提供一种电芯生产系统，其包括上述的z型叠片装置。

本发明的实施例是这样实现的：

一种z型叠片装置，其包括正极片送料机构、负极片送料机构、第一叠片台、第二叠片台、叠片机构以及支撑架；叠片机构可转动地设置在支撑架上，正极片送料机构、第一叠片台、负极片送料机构和第二叠片台沿叠片机构的周向设置；叠片机构包括相互连接的正极片叠片组件和负极片叠片组件，正极片叠片组件用于将正极片送料机构上的正极片分别转移到第一叠片台和第二叠片台上，负极片叠片组件用于将负极片送料机构上的负极片分别转移到第一叠片台和第二叠片台上。

在本发明的一个实施例中：

上述正极片叠片组件和/或负极片叠片组件包括至少两个绕叠片机构的转动轴线设置的吸放料组件，当其中一个吸放料组件处于取料状态时，另一个吸放料组件处于放料状态。

在本发明的一个实施例中：

上述吸放料组件包括连接臂以及固定连接在连接臂一端的吸盘机构，至少两个连接臂远离吸盘机构的一端固定连接；吸盘机构用于吸取或释放正极片或负极片；当吸盘机构吸取正极片或负极片时，吸放料组件处于取料状态；当吸盘机构释放正极片或负极片时，吸放料组件处于放料状态。

在本发明的一个实施例中：

上述连接臂相对于吸盘机构的工作平面倾斜设置，沿从吸盘机构逐渐靠近转动轴线的方向，连接臂相对于工作平面的高度逐渐增大。

在本发明的一个实施例中：

上述第一叠片台和/或第二叠片台可滑动地设置在叠片机构的周向，以在正极片叠片工位和负极片叠片工位之间切换。

在本发明的一个实施例中：

上述正极片送料机构、第一叠片台、负极片送料机构和第二叠片台沿叠片机构的周向依次间隔设置。

在本发明的一个实施例中：

上述z型叠片装置还包括用于对正极片纠偏的正极片纠偏机构以及用于对负极片纠偏的负极片纠偏机构。

一种电芯生产系统，包括上述任意一种z型叠片装置，该电芯生产系统还包括正极片制片装置和负极片制片装置。正极片制片装置设置在z型叠片装置的正极片送料机构远离叠片机构的一端，用于制造正极片；负极片制片装置设置在z型叠片装置的负极片送料机构远离叠片机构的一端，用于制造负极片。

在本发明的一个实施例中：

上述电芯生产系统还包括设置在正极片制片装置与正极片送料机构之间的第一不良剔除机构，以及设置在负极片制片装置与负极片送料机构之间的第二不良剔除机构。

在本发明的一个实施例中：

上述电芯生产系统包括至少两个z型叠片装置，至少两个z型叠片装置沿第一方向依次设置。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明的实施例提供的z型叠片装置，其包括正极片送料机构、负极片送料机构、第一叠片台、第二叠片台、叠片机构以及支撑架。叠片机构可转动地连接在支撑架上，且叠片机构包括相互连接的正极片叠片组件和负极片叠片组件，正极片送料机构、负极片送料机构、第一叠片台和第二叠片台设置在叠片机构周向，通过转动使得正极片叠片组件将正极片送料机构上的正极片转移到第一叠片台和第二叠片台上；同时通过负极片叠片组件将负极片送料机构上的负极片转移到第一叠片台和第二叠片台上，实现了同时对两个叠片台进行叠片，加快了叠片效率。

本发明的实施例提供的电芯生产系统，包括上述的z型叠片装置，因此也具有叠片速度快，效率高的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的电芯生产系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的电芯生产系统中叠片机构处于第一视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的电芯生产系统中叠片机构处于第二视角下的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的另一种电芯生产系统的整体结构示意图。

图标：010-电芯生产系统；110-正极片制片装置；120-负极片制片装置；210-第一不良剔除机构；220-第二不良剔除机构；300-z型叠片装置；311-正极片送料机构；312-负极片送料机构；321-第一叠片台；322-第二叠片台；331-正极片纠偏机构；332-负极片纠偏机构；340-叠片机构；341-第一吸放料组件；342-第二吸放料组件；343-第三吸放料组件；344-第四吸放料组件；345-正极片叠片组件；346-负极片叠片组件；347-连接臂；378-吸盘机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1为本实施例提供的电芯生产系统010的整体结构示意图。请参照图1，本实施例提供了一种电芯生产系统010，其包括正极片制片装置110、负极片制片装置120和z型叠片装置300。正极片制片装置110用于制造正极片并输送给z型叠片装置300，负极片制片装置120用于制造负极片并输送给z型叠片装置300。z型叠片装置300包括正极片送料机构311、负极片送料机构312、第一叠片台321、第二叠片台322、叠片机构340以及支撑架(图未示出)。叠片机构340可转动地连接在支撑架上，且叠片机构340包括相互连接的正极片叠片组件345和负极片叠片组件346，正极片送料机构311、负极片送料机构312、第一叠片台321和第二叠片台322设置在叠片机构340周向，通过转动使得正极片叠片组件345将正极片送料机构311上的正极片转移到第一叠片台321和第二叠片台322上；同时通过负极片叠片组件346将负极片送料机构312上的负极片转移到第一叠片台321和第二叠片台322上，实现了同时对两个叠片台进行叠片，加快了叠片效率。

下面对本实施例提供的z型叠片装置300进行进一步说明：

在本实施例中，正极片制片装置110为现有技术中常用的极片切片装置，其能够将成卷的正极片裁切成单片，并将单片的正极片输送给正极片送料机构311。负极片制片装置120为现有技术中常用的极片切片装置，其能够将成卷的负极片裁切成单片，并将单片的负极片输送给负极片送料机构312。

请继续参照图1，在本实施例中，z型叠片装置300包括两个送料机构、两个叠片台、叠片机构340以及支撑架(图未示出)。叠片机构340可转动地设置在支撑架上。两个送料机构相对设置在叠片机构340的两侧，分别为正极片送料机构311和负极片送料机构312。两个叠片台相对设置在叠片机构340的两侧，分别为第一叠片台321和第二叠片台322，同时两个叠片台均位于两个送料机构之间，如此大致形成正极片送料机构311、第一叠片台321、负极片送料机构312和第二叠片台322依次沿叠片机构340的周向设置的形式，优选的相邻送料机构与叠片台之间关于叠片机构340的夹角为90°。

图2为本实施例提供的电芯生产系统010中叠片机构340处于第一视角下的结构示意图，图3为本实施例提供的电芯生产系统010中叠片机构340处于第二视角下的整体结构示意图。请结合参照图1-图3，在本实施例中，叠片机构340包括相互连接的两个叠片组件，分别为正极片叠片组件345和负极片叠片组件346，正极片叠片组件345与负极片叠片组件346相对反向设置，当正极片叠片组件345处于为第一叠片台321堆叠正极片时，负极片叠片组件346处于为第二叠片台322堆叠负极片的状态。

进一步的，由于本实施例提供的电芯生产系统010同时包含切片装置和叠片装置，构成了切片叠片一体机，切片装置制成的极片需通过送料机构运送到切片机构处，因此送料机构采用真空输送带。可以理解的，在其他实施例中，也可以采用其他的输送机构。

为了提高叠片效率，进一步的，正极片叠片组件345和负极片叠片组件346分别包括两个吸放料组件，具体的，正极片叠片组件345包括第一吸放料组件341和第二吸放料组件342，负极片叠片组件346包括第三吸放料组件343和第四吸放料组件344。相邻吸放料组件之间的夹角为90°，如此一个吸放料组件分别对应一个送料机构或叠片台，当第一吸放料组件341位于正极片送料机构311处于取料状态时，第二吸放料组件342位于第一叠片台321处，为第一叠片台321运送正极片，此时第二吸放料组件342处于放料状态，第三吸放料组件343位于负极片送料机构312处于取料状态，第四吸放料组件344位于第二叠片台322处，为第二叠片台322运动负极片，此时第四吸放料组件344处于放料状态(如图1所示)。

需要说明的，在本实施例中，叠片机构340包括四个吸放料组件，相邻吸放料组件之间的夹角为90°，如此当向第一叠片台321或第二叠片台322叠一张极片时，叠片机构340需转动90°，可以理解的，在其他实施例中，为了提高叠片速度，减小叠片机构340叠一张极片转动的角度，也可以具体设置正极片叠片组件345和负极片叠片组件346的吸放料组件的数量，从而减小相邻吸放料组件之间的夹角。

进一步的，吸放料组件包括连接臂347以及固定连接在连接臂347一端的吸盘机构378。四个吸放料组件的连接臂347固定连接成一体，形成大致为“十”字形的叠片机构340，吸盘机构378固定连接在连接臂347远离转动轴线的一端，用于通过吸盘吸放极片进行极片的转移，从而达到叠片的效果。

进一步的，连接臂347相对于吸盘机构378的工作平面倾斜设置，工作平面为吸盘机构378吸取极片时极片所在的平面。沿从吸盘机构378的位置向逐渐靠近转动轴线的方向，连接臂347向远离叠片台所在位置的方向倾斜，即连接臂347相对于工作平面的高度逐渐增大。

在本实施例中，叠片台包括台体以及底座，台体用于堆叠正极片和负极片以制成电芯。台体可移动的设置在底座上，从而使台体能够在正极片叠片工位和负极片叠片工位之间切换，从而使隔膜能够呈z字形设置在相邻正极片和负极片之间，进而制成z型电芯。

需要说明的，在本实施例中，台体相对于底座可滑动地设置，从而制成z型电芯，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求，将台体相对于底座固定设置，通过移动隔膜实现z型电芯的制造。

请继续参照图1，在本实施例中，为了保证吸盘机构378在吸取极片时极片处于预设位置，进而保证通过堆叠极片制成的电芯的质量，z型叠片装置300还包括设置在送料机构和叠片机构340之间的纠偏机构，具体的，在正极片送料机构311和叠片机构340之间设置有正极片纠偏机构331，在负极片送料机构312和叠片机构340之间设置有负极片纠偏机构332。纠偏机构为现有技术中常用的纠偏机构，在本实施例中，纠偏机构包括纠偏台、控制机构和电荷耦合器件(ccd)。当极片运输到纠偏台上时，通过电荷耦合器件对极片进行拍照，并将该照片信息传送到控制机构，控制机构通过将该照片信息与极片的预设位置进行对比后，控制纠偏台移动，直至极片处于预设位置，完成纠偏。

在本实施例中，为了保证极片质量，电芯生产系统010还包括用于筛除不合格极片的不良剔除机构，具体的，在正极片制片装置110与正极片送料机构311之间设置有第一不良剔除机构210，保证正极片送料机构311输送的正极片质量符合要求；在负极片制片装置120与负极片送料机构312之间设置有第二不良剔除机构220，保证负极片送料机构312输送的负极片的质量符合要求。不良剔除机构为现有技术中常用的机构，其通过将经过不良剔除机构的极片与预设极片进行对比，当极片与预设极片不相符时，不良剔除机构将其剔除。

图4为本实施例提供的另一种电芯生产系统010的整体结构示意图。请参照图4，为了进一步提高电芯生产系统010的生产效率，在本实施例中，电芯生产系统010包括两个z型叠片装置300，分别为第一z型叠片装置300和第二z型叠片装置300，正极片制片装置110制成的正极片一部分通过第一z型叠片装置300进行叠片，另一部分在正极片送料机构311的作用下输送到第二z型叠片装置300处进行叠片；负极片制片装置120制成的负极片一部分通过第一z型叠片装置300进行叠片，另一部分在负极片送料机构312的作用下输送到第二z型叠片装置300处进行叠片。可以理解的，在其他实施例中，为了进一步提高电芯生产系统010的生产效率，也可以根据需求，增加z型叠片装置300的数量。

本发明的实施例中提供的电芯生产系统010，包括切片装置和叠片装置，实现了切片叠片一体的制造方式，避免了发生极片二次输送、磨损掉粉及吸多片等问题，有效提高了电芯生产质量。叠片装置通过叠片机构340的旋转实现高速叠片，在保证生产的电芯质量的前提下，每一z型叠片装置300的叠片效率可达200ppm，叠片速度快。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。