[0001]
本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其是指一种锂电池电芯叠片系统。
背景技术：[0002]
锂电池叠片技术，是使用隔膜将正、负电极片进行隔离，并依次层叠极片和隔膜，使其成为电芯的锂电池制造技术。其基本原理及工作过程为：利用隔膜组件将成卷的隔膜拉出，通过底座或隔膜组件的往复运动将隔膜折叠为z字形，同时，利用机械手或其他转运装置将正、负电极片交替放在折叠的隔膜之间，由隔膜将正、负电极片分开。多次重复上述过程，从而形成具有一定厚度的锂电池电芯。
[0003]
现有的叠片装置采用单张极片叠片方式，通过机械手或其他转运装置一次只放置一张极片到底座上进行叠片，叠片效率较低。
技术实现要素：[0004]
本发明提供一种锂电池电芯叠片系统，解决了叠片装置叠片效率较低的技术问题。
[0005]
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006]
一种锂电池电芯叠片系统，其包括：
[0007]
底座，所述底座沿直线依次设置有至少两个叠片台；
[0008]
设置于底座上的隔膜放卷机构，所述隔膜放卷机构包括用于释放隔膜的放卷组件和用于将隔膜引入所述叠片台的覆膜组件；
[0009]
设置于所述底座上的第一上料机构，所述第一上料机构设置于所述叠片台的一侧，所述第一上料机构包括用于承载正极极片的第一承载组件和用于将所述第一承载组件上的正极极片移动至叠片台的第一上料组件；
[0010]
设置于所述底座上的第二上料机构，所述第二上料机构设置于所述叠片台远离所述第一上料机构一侧，所述第二上料机构包括用于承载负极极片的第二承载组件和用于将所述第二承载组件上的负极极片移动至叠片台的第二上料组件；
[0011]
设置于所述底座上的下料机构，所述下料机构用于移动所述叠片台上的电池电芯脱离所述叠片台。
[0012]
进一步地，锂电池电芯叠片系统还包括：
[0013]
设置于所述第一承载组件远离所述叠片台一侧的第一预加工机构，所述第一预加工机构包括用于将正极卷料切割成正极极片的第一裁切组件、用于去除切割后的正极极片表面灰尘的第一除尘组件、用于检测及剔除次品第一除次组件和用于将除次后的正极极片移动至所述第一承载组件第一分料组件；
[0014]
设置于所述第二承载组件远离所述叠片台一侧的第二预加工机构，所述第一预加工机构包括用于将负极卷料切割成负极极片的第二裁切组件、用于去除切割后的负极极片表面灰尘的第二除尘组件、用于检测及剔除次品第二除次组件和用于将除次后的负极极片
移动至所述第一承载组件的第二分料组件。
[0015]
进一步地，
[0016]
所述第一预加工机构包括用于移动正极极片第一传输组件，所述第一裁切组件、所述第一除尘组件、第一除次组件依次设置于所述第一传输组件的顶端，所述第一除尘组件包括第一吸尘器，所述第一分料组件为第一分料机械手，所述第一分料机械手设置于所述第一传输组件和所述第一承载组件之间；
[0017]
所述第二预加工机构包括用于移动负极极片第二传输组件，所述第二裁切组件、所述第二除尘组件、第二除次组件依次设置于所述第二传输组件的顶端，所述第二除尘组件包括第二吸尘器，所述第二除次组件包括第二ccd相机，所述第二分料组件为第二分料机械手，所述第二分料机械手设置于所述第二传输组件和所述第二承载组件之间。
[0018]
进一步地，
[0019]
所述第一除次组件包括第一ccd相机和所述第一除次机械手，所述第一除次机械手根据所述第一ccd相机的检测信号移除第一传输组件上有残次的正极极片；
[0020]
所述第二除次组件包括第人ccd相机和所述第二除次机械手，所述第二除次机械手根据所述第二ccd相机的检测信号移除第二传输组件上有残次的负极极片。
[0021]
进一步地，所述锂电池电芯叠片装置还包括热压成型机构，所述热压成型机构包括用于承载叠片后的电芯的热压台、设置于所述热压台上的热压组件，所述热压组件用于将电芯周围的隔膜粘接到极片上；所述下料机构设置于所述叠片台和所述热压台之间。
[0022]
进一步地，所述热压组件包括设置于所述热压台的热压架、竖直滑动设置于所述热压架的热压模和用于驱动所述热压模上下移动的热压驱动件。
[0023]
进一步地，所述热压机构还包括设置于所述热压组件一侧的热切组件，所述热切组件包括竖直滑动设置于所述热压台的热切刀和用于驱动所述热切刀上下移动的热切驱动件。
[0024]
进一步地，
[0025]
所述第一上料机构还包括第一视觉定位件和第一校准组件，所述第一承载组件包括活动设置于所述底座的第一承载台，所述第一视觉定位件用于检测所述第一承载台上的正极极片的位置，所述第一校准组件用于移动所述第一承载台，所述第一校准组件通过第一视觉定位件的定位信号以调节所述第一承载台的位置；
[0026]
所述第二上料机构还包括第二视觉定位件和第二校准组件，所述第二承载组件包括活动设置于所述底座的第二承载台，所述第二视觉定位件用于检测所述第二承载台上的负极极片的位置，所述第二校准组件用于移动所述第二承载台，所述第二校准组件通过第二视觉定位件的定位信号以调节所述第二承载台的位置。
[0027]
进一步地，
[0028]
所述第一校准组件包括第一x轴丝杆模组、设置于所述第一x轴丝杆模组的第一y轴丝杆模组和设置于所述第一y轴丝杆模组的第一z轴旋转模组，所述第一承载台设置于第一z轴旋转模组上；
[0029]
所述第二校准组件包括第二x轴丝杆模组、设置于所述第二x轴丝杆模组的第二y轴丝杆模组和设置于所述第二y轴丝杆模组的第二z轴旋转模组，所述第二承载台设置于第二z轴旋转模组上。
[0030]
进一步地，
[0031]
所述第一上料组件包括第一上料座和用于移动所述第一上料座的第一上料机械手，所述第一上料座的底端设置有用于固定所述正极极片的至少两个第一极片固定件；
[0032]
所述第二上料组件包括第二上料座和用于移动所述第二上料座的第二上料机械手，所述第二上料座的底端设置有用于固定所述负极极片的至少两个第二极片固定件。
[0033]
本发明的有益效果：通过本发明，在底座上设置有多个叠片台，每个叠片台上对应设置有隔膜放卷机构，通过第一上料机构从叠片台的一侧输送正极极片，通过第二上料机构从叠片台的另一侧输送负极极片，并且通过隔膜放卷机构依次对叠片台上的正极极片和负极极片交叉覆膜，极大地提高了叠片效率和覆膜效率；采用多张极片同时上料，提高极片上料效率，降低上料成本；采用多张极片同时下料，提高下料效率，降低下料成本。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]
图1为本锂电池电芯叠片系统一个实施例的俯视图；
[0036]
图2为图1中锂电池电芯叠片系统的结构框架图；
[0037]
图3为图1中锂电池电芯叠片系统的第一预加工机构；
[0038]
图4为图1中锂电池电芯叠片系统的第二预加工机构；
[0039]
图5为图1中锂电池电芯叠片系统隔膜放卷机构、第一上料结构、第二上料机构的结构示意图；
[0040]
图6是图5中隔膜放卷机构、第一上料结构、第二上料机构的结构框架图。
[0041]
附图标记说明：100、底座；110、叠片台；200、隔膜放卷机构；210、放卷组件；220、覆膜组件；300、第一上料机构；310、第一承载组件；311、第一承载台；320、第一上料组件；330、第一视觉定位件；340、第一校准组件；400、第二上料机构；410、第二承载组件；411、第二承载台；420、第二上料组件；430、第二视觉定位件；440、第二校准组件；500、第一预加工机构；510、第一裁切组件；520、第一除尘组件；530、第一除次组件；540、第一分料组件；550、第一传输组件；600、第二预加工机构；610、第二裁切组件；620、第二除尘组件；630、第二除次组件；640、第二分料组件；650、第二传输组件；700、热压成型机构；710、热切组件；720、热压组件；730、热压台；800、下料机构；
具体实施方式
[0042]
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
[0043]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它
们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0044]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
[0045]
此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0046]
需说明的是，为了方便描述，定义空间上相互垂直的三个坐标轴分别为x轴、y轴和z轴，其中x轴与y轴为同一水平面相互垂直的两个坐标轴，z轴为竖直方向的坐标轴；x轴、y轴和z轴位于空间相互垂直有三个平面分别为xy面、yz面和xz面，其中，xy面为水平面，xz面和yz面均为竖直面，且xz面与yz面垂直。
[0047]
实施例
[0048]
如图1-图6所示，本发明提供的一种锂电池电芯叠片系统，其底座100，底座100沿直线依次设置有至少两个叠片台110；
[0049]
设置于底座100上的隔膜放卷机构200，隔膜放卷机构200包括用于释放隔膜的放卷组件210和用于将隔膜引入叠片台110的覆膜组件220；
[0050]
设置于底座100上的第一上料机构300，第一上料机构300设置于叠片台110的一侧，第一上料机构300包括用于承载正极极片的第一承载组件310和用于将第一承载组件310上的正极极片移动至叠片台110的第一上料组件320；
[0051]
设置于底座100上的第二上料机构400，第二上料机构400设置于叠片台110远离第一上料机构300一侧，第二上料机构400包括用于承载负极极片的第二承载组件410和用于将第二承载组件410上的负极极片移动至叠片台110的第二上料组件420；
[0052]
设置于底座100上的下料机构800，下料机构800用于移动叠片台110上的电池电芯脱离叠片台110。
[0053]
通过本发明，在底座100上设置有多个叠片台110，每个叠片台110上对应设置有隔膜放卷机构200，通过第一上料机构300从叠片台110的一侧输送正极极片，通过第二上料机构400从叠片台110的另一侧输送负极极片，并且通过隔膜放卷机构200依次对叠片台110上的正极极片和负极极片交叉覆膜，极大地提高了叠片效率和覆膜效率；采用多张极片同时上料，提高极片上料效率，降低上料成本；采用多张极片同时下料，提高下料效率，降低下料成本。
[0054]
在本实施例中，一共设置有三个叠片台110，这里可以根据实际需求增减叠片台110的数量。
[0055]
如图1至图5所示，由于上料前需要对正、负电极片卷料进行极耳成型和极片裁切，锂电池电芯叠片系统还包括设置于第一承载组件310远离叠片台110一侧的第一预加工机构500和设置于第二承载组件410远离叠片台110一侧的第二预加工机构600，第一预加工机
构500和第二预加工机构600以三个叠片台110的连线为对称轴对称设置。
[0056]
第一预加工机构500包括用于将正极卷料切割成正极极片的第一裁切组件510、用于去除切割后的正极极片表面灰尘的第一除尘组件520、用于检测及剔除次品第一除次组件530和用于将除次后的正极极片移动至第一承载组件310第一分料组件540，第一裁切组件510可以为激光切割装置，激光切割装置可以从市场购买获得。具体地，第一预加工机构500包括用于移动正极极片第一传输组件550，这里的第一传输组件550可以是传送带装置，第一裁切组件510、第一除尘组件520、第一除次组件530依次设置于第一传输组件550的顶端，第一除尘组件520包括第一吸尘器，第一吸尘器的吸尘口对准第一传输组件550，可以吸掉正极极片上的灰尘，第一分料组件540为第一分料机械手，第一分料机械手设置于第一传输组件550和第一承载组件310之间，第一分料机械手可以为六轴机械手，通过第一分料机械手可以将第一传输组件550上的正极极片移动到第一承载组件310上。
[0057]
优选地，第一除次组件530包括第一ccd相机(图中没有显示)和第一除次机械手(图中没有显示)，第一除次机械手根据第一ccd相机的检测信号移除第一传输组件550上有残次的正极极片。具体地，本锂电池电芯叠片系统还设置有控制器(图中没有显示)，第一ccd相机、第一除次机械手分别与控制器电连接，第一ccd相机用于拍摄第一传输组件550上的正极极片，并将拍摄的照片传输至控制器，控制器对照片数据进行处理，对比检测正极极片尺寸和表面形状，当检测到不符合预设条件的正极极片时，控制器控制第一除次机械手去除掉该次品。
[0058]
如图4所示，第二预加工机构600包括用于将正极卷料切割成负极极片的第二裁切组件610、用于去除切割后的负极极片表面灰尘的第二除尘组件620、用于检测及剔除次品第二除次组件630和用于将除次后的负极极片移动至第二承载组件410第二分料组件640，第二裁切组件610可以为激光切割装置，激光切割装置可以从市场购买获得。具体地，第二预加工机构600包括用于移动负极极片第二传输组件650，这里的第二传输组件650可以是传送带装置，第二裁切组件610、第二除尘组件620、第二除次组件630依次设置于第二传输组件650的顶端，第二除尘组件620包括第二吸尘器，第二吸尘器的吸尘口对准第二传输组件650，可以吸掉负极极片上的灰尘，第二分料组件640为第二分料机械手，第二分料机械手设置于第二传输组件650和第二承载组件410之间，第二分料机械手可以为六轴机械手，通过第二分料机械手可以将第二传输组件650上的负极极片移动到第二承载组件410上。
[0059]
优选地，第二除次组件630包括第二ccd相机和第二除次机械手，第二除次机械手根据第二ccd相机的检测信号移除第二传输组件650上有残次的负极极片。具体地，本锂电池电芯叠片系统还设置有控制器，第二ccd相机、第二除次机械手分别与控制器电连接，第二ccd相机用于拍摄第二传输组件650上的负极极片，并将拍摄的照片传输至控制器，控制器对照片数据进行处理，对比检测负极极片尺寸和表面形状，当检测到不符合预设条件的负极极片时，控制器控制第二除次机械手去除掉该次品。
[0060]
如图5和图6所示，第一上料机构300还包括第一视觉定位件330和第一校准组件340，第一承载组件310包括活动设置于底座100的第一承载台311，第一视觉定位件330用于检测第一承载台311上的正极极片的位置，第一校准组件340用于移动第一承载台311，第一校准组件340通过第一视觉定位件330的定位信号以调节第一承载台311的位置。具体地，第一承载台311的顶端还设置有传送带装置，以方便将正极极片移动至靠近叠片台110的位
置，方便第一上料组件320抓取，第一视觉定位件330和第一校准组件340与控制器电连接，第一视觉定位件330可以是ccd相机，上料前，通过第一视觉定位件330和第一校准组件340的多次调节校准，可以将正极极片移动至预设的位置，方便第一上料组件320上料。
[0061]
在本实施例中，第一校准组件340包括第一x轴丝杆模组(图中没有显示)、设置于第一x轴丝杆模组的第一y轴丝杆模组(图中没有显示)和设置于第一y轴丝杆模组的第一z轴旋转模组(图中没有显示)，第一承载台311设置于第一z轴旋转模组上。具体地，第一x轴丝杆模组、第一y轴丝杆模组和第一z轴旋转模组，可以驱动承载台朝x方向和y方向移动，并绕z方向旋转，以方便调节承载台上正极极片的位置。
[0062]
更加优选地，第一上料组件320包括第一上料座和用于移动第一上料座的第一上料机械手，第一上料座的底端设置有用于固定正极极片的至少两个第一极片固定件。在本实施例中，第一极片固定件可以采用真空吸嘴，这里设置有两个真空吸嘴，可以同时吸附两个正极极片进行转移，极大地提高了叠片速度。
[0063]
正极极片上料时，通过第一分料机械手将第一传输组件550上的正极极片转移到第一承载台311的传送带装置上，正极极片依次被移动至靠近叠片台110的位置，同时通过第一视觉定位件330和第一校准组件340的多次调节校准，将正极极片移动至预设的位置以方便第一上料组件320抓取。
[0064]
如图5和图6所示，第二上料机构400还包括第二视觉定位件430和第二校准组件440，第二承载组件410包括活动设置于底座100的第二承载台411，第二视觉定位件430用于检测第二承载台411上的负极极片的位置，第二校准组件440用于移动第二承载台411，第二校准组件440通过第二视觉定位件430的定位信号以调节第二承载台411的位置。具体地，第二承载台411的顶端还设置有传送带装置，以方便将负极极片移动至靠近叠片台110的位置，方便第二上料组件420抓取，第二视觉定位件430和第二校准组件440与控制器电连接，第二视觉定位件430可以是ccd相机，上料前，通过第二视觉定位件430和第二校准组件440的多次调节校准，可以将负极极片移动至预设的位置，方便第二上料组件420上料。
[0065]
在本实施例中，第二校准组件440包括第二x轴丝杆模组、设置于第二x轴丝杆模组的第二y轴丝杆模组和设置于第二y轴丝杆模组的第二z轴旋转模组，第二承载台411设置于第二z轴旋转模组上。具体地，第二x轴丝杆模组、第二y轴丝杆模组和第二z轴旋转模组，可以驱动承载台朝x方向和y方向移动，并绕z方向旋转，以方便调节承载台上负极极片的位置。
[0066]
更加优选地，第二上料组件420包括第二上料座和用于移动第二上料座的第二上料机械手，第二上料座的底端设置有用于固定负极极片的至少两个第二极片固定件。在本实施例中，第二极片固定件可以采用真空吸嘴，这里设置有两个真空吸嘴，可以同时吸附两个负极极片进行转移，极大地提高了叠片速度。
[0067]
负极极片上料时，通过第二分料机械手将第二传输组件650上的负极极片转移到第二承载台411的传送带装置上，负极极片依次被移动至靠近叠片台110的位置，同时通过第二视觉定位件430和第二校准组件440的多次调节校准，将负极极片移动至预设的位置以方便第二上料组件420抓取。
[0068]
在本实施例中，如图所示，底座100上设置有三个叠片台110，每个叠片台110的两侧分别设置有第一承载台311和第二承载台411，相邻的第一承载台311之间设置有一个第
一分料机械手，相邻的第二承载台411之间设置有一个第二分料机械手，第一传输组件550设置于靠近中间的第一承载台311的一侧，且第一传输组件550可以将正极极片直接移动到中间的第一承载台311，第二传输组件650设置于靠近中间的第二承载台411的一侧，且第二传输组件650可以将负极极片直接移动到中间的第二承载台411，可以充分利用设备的空间，提高分料的速率。
[0069]
如图6所示，隔膜放卷机构200包括用于释放隔膜的放卷组件210和用于将隔膜引入叠片台110的覆膜组件220。具体地，底座100上设置有龙门架(图中没有标注)，龙门架上设置有放卷组件210，放卷组件210包括卷辊和控制卷辊转动的磁粉刹车，覆膜组件220包括转动设置于龙门架的多个导向辊。
[0070]
如图1和图2所示，锂电池电芯叠片装置还包括热压成型机构700，热压成型机构700包括用于承载叠片后的电芯的热压台730、设置于热压台730上的热压组件720，热压组件720用于将电芯周围的隔膜粘接到极片上；下料机构800设置于叠片台110和热压台730之间。具体地，下料机构800为设置于叠片台110上方和热压成型机构700上方的下料机械手，当叠片到一定数量之后，下料机械手将叠片后的极片移动至热压成型机构700，热压成型后再将成型后的电芯取下。
[0071]
在本实施例中，热压组件720包括设置于热压台730的热压架、竖直滑动设置于热压架的热压模(图中没有显示)和用于驱动热压模上下移动的热压驱动件(图中没有显示)。具体地，热塑驱动件可以是气缸，通过热压组件720，可以将隔膜粘紧到极片上。
[0072]
在本实施例中，当多个极片并排叠片后，热压成型之前需要将其切割分离，热压机构还包括设置于热压组件720一侧的热切组件710，热切组件710包括竖直滑动设置于热压台730的热切刀(图中没有显示)和用于驱动热切刀上下移动的热切驱动件(图中没有显示)。具体地，热切驱动件为气缸，气缸可以带动热切刀将多个并排的极片切割分离，以方便进行热压成型。
[0073]
工作原理：
[0074]
预处理：第一预加工机构500对正极极片进行极耳成型和极片裁切，并除去正极极片上的灰尘以及去除次品，第二预加工机构600对负极极片进行极耳成型和极片裁切，并除去负极极片上的灰尘以及去除次品；
[0075]
上料：通过第一分料机械手将第一传输组件550上的正极极片转移到第一承载台311的传送带装置上，正极极片依次被移动至靠近叠片台110的位置，同时通过第一视觉定位件330和第一校准组件340的多次调节校准，将正极极片移动至预设的位置以方便第一上料组件320抓取；通过第二分料机械手将第二传输组件650上的负极极片转移到第二承载台411的传送带装置上，负极极片依次被移动至靠近叠片台110的位置，同时通过第二视觉定位件430和第二校准组件440的多次调节校准，将负极极片移动至预设的位置以方便第二上料组件420抓取；
[0076]
叠片：第一上料组件320将第一承载台311上的正极极片抓取抓取至叠片台110，隔膜放卷机构200进行覆膜，第二上料组件420将第二承载台411上的负正极极片抓取抓取至叠片台110，隔膜放卷机构200进行覆膜，正极极片和负极极片交错堆叠；
[0077]
热压成型：下料机械手将电芯搬到热压台730，用热切刀将连在一起两个电芯分开，并通过热压模固定隔膜与极片之间的相对位置。
[0078]
下料：下料机械手将成型后的电芯从热压台730上取下。
[0079]
综上所述：本实施例的一种锂电池电芯叠片系统，采用多个极片在同一叠片台110同时堆叠的叠片的方案，极大地提高了叠片装置的叠片效率；采用隔膜一次覆盖多张极片的覆膜方式，提高覆膜效率；采用多张极片同时上料，提高极片上料效率，降低上料成本；采用多张极片同时下料，提高下料效率，降低下料成本。叠片、覆膜、上料、下料工序自动化程度较高，节省了各个工序的人力物力及时间成本，极大地缩短了锂电池电芯的叠片时长，降低成本支出并提高企业经济效益及竞争力。
[0080]
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。