一种锂电池极片辊压防皱生产系统的制作方法

1.本发明涉及锂电池生产技术领域，特别涉及一种锂电池极片辊压防皱生产系统。


背景技术：

2.在锂电池的生产过程中，将涂布工序完成的已附着活性物质的箔材放在工作台上，通过辊压操作增强活性物质与箔材的粘接强度。其中，箔材都存在一定的延展性，在辊压过程中，活性物质会对箔材产生挤压而造成箔材的轻微延展。在生产不同尺寸的锂电池时，为提高生产效率，有时需要在同一片箔材上同时生产两条或者更多极片，在前序的涂布过程巾，为了节省活性物质的用量，极片间的区域通常未涂覆活性物质。在辊压时，涂覆区域的箔材会向留白区域延展，使留白区域的箔材在外观上形成皱褶，而褶皱会给后续工序的制成带来严重影响，也严重影响电池的安全性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种锂电池极片辊压防皱生产系统，旨在解决现有技术中的锂电池极片皱褶问题。
4.为了达到上述目的，本发明的技术方案有：
5.本发明提供一种锂电池极片辊压防皱生产系统，包括：
6.用于传送附有活性物质的箔材的主传送机构，其沿传送方向依次设有贴合区、固定区以及辊压区；
7.用于传送除皱胶条的副传送机构，其沿传送方向依次设有切割区以及配送区；
8.转移机构，其设置在所述配送区和所述贴合区上，用于将所述配送区上的除皱胶条对应转移到位于所述贴合区上的箔材的留白区域中；
9.固定机构，其设置在所述固定区上，用于将所述除皱胶条固定在所述箔材的留白区域中，并形成与涂敷区域上的涂层的厚度一致的胶条层；
10.辊压机构，其设置在所述辊压区上。
11.与现有技术相比，本发明舍弃现有技术中的人工粘贴胶条到箔材上的留白区域的方式，创新地使用转移机构将副传送机构上的配送区上的除皱胶条转移到所述贴合区上的留白区域中，并通过固定机构将除皱胶条固定在所述箔材的留白区域中，使得留白区域上形成胶条层，且该胶条层与涂敷区域上的涂层的厚度一致，以便接下来的辊压过程中，辊压机构能够对所述胶条层与所述涂层施加压力，使所述涂敷区域和所述留白区域的箔材同时发生延展，解决了锂电池极片皱褶问题。
12.在一种优选实施例中，所述附有活性物质的箔材在所述主传送机构的传送规律下被划分为多个贴合段，每个所述贴合段的长度与所述除皱胶条的长度相同，所述贴合区上每次仅且只有一个贴合段。
13.在一种优选实施例中，所述转移机构包括：
14.导轨组件，其设置在所述主传送机构和所述副传送机构之间；
15.拾放组件，其与所述导轨组件运动连接，用于对所述配送区上的所述除皱胶条进行拾取，并将所述除皱胶条释放到所述贴合区上的箔材的留白区域中。
16.在一种优选实施例中，所述副传送机构的数量为一个；
17.所述拾放组件包括：
18.运动装置，其与所述导轨组件运动连接；
19.安装架，其上端与所述运动装置连接；
20.吸取装置，其与所述安装架的下端升降连接，用于对所述除皱胶条进行拾取或释放。
21.在一种优选实施例中，所述副传送机构的数量为两个，两个所述副传送机构分别位于所述主传送机构的左、右两侧；
22.所述拾放组件包括：
23.运动装置，其与所述导轨组件运动连接；
24.安装架，其上端与所述运动装置连接；
25.两个吸取装置，其与所述安装架的下端升降连接且位于所述安装架的左、右两侧，用于在其中一侧的所述吸取装置对所述除皱胶条进行拾取的同时，另一侧的所述吸取装置将所述除皱胶条进行释放。
26.在一种优选实施例中，所述吸取装置包括多组吸盘组，多组所述吸盘组的位置分布与所述箔材上的留白区域对应设置；
27.所述配送区上具有多组所述除皱胶条，多组所述除皱胶条的位置分布与多组所述吸盘组对应设置。
28.在一种优选实施例中，该生产系统还包括切割机构，其设置在所述切割区上，用于将胶板分割成多条除皱胶条和多条回收胶条；
29.所述副传送机构还包括有限位机构，所述限位机构分别设置在所述切割区的左、右两侧，所述配送区的左、右两侧以及所述配送区后侧的限位区域；
30.所述限位区域与多条所述除皱胶条一一对应设置。
31.在一种优选实施例中，所述附有活性物质的箔材的每个所述留白区域的宽度为w1，每个所述涂敷区域的宽度为w2，其中，w2＝n*w1，n为正整数；
32.每条所述除皱胶条的宽度为w3，每条所述回收胶条的宽度为w4，其中，w3＝w1，w4＝w2。
33.在一种优选实施例中，所述副传送机构的后侧设有回收机构，用于接收多条所述回收胶条。
34.在一种优选实施例中，所述主传送机构还设有观察区，所述观察区位于所述固定区与辊压区之间；
35.拍摄机构，其设置在所述观察区上，用于获取所述观察区中的附有活性物质和除皱胶条的箔材的图像信息；
36.控制机构，其与所述拍摄机构电性连接，用于接收所述图像信息并进行处理，得到停机信息或工作信息；
37.所述主传送机构与所述控制机构电性连接，用于接收并根据所述停机信息或所述工作信息进行停机或工作。
38.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
39.图1是本技术实施例1中拾放组件处于所述第一位置时的示意图；
40.图2是本技术实施例1中拾放组件处于所述第二位置时的示意图；
41.图3是本技术实施例1中转移机构的侧视图；
42.图4是本技术中附有活性材料的箔材的示意图；
43.图5是本技术中附有活性材料和除皱胶条的箔材的示意图；
44.图6是本技术实施例2的示意图；
45.图7本技术实施例2中拾放组件处于所述第一位置时的局部示意图
46.图8本技术实施例2中拾放组件处于所述第一位置时的局部示意图。
具体实施方式
47.为了更好地阐述本发明，下面参照附图对本发明作进一步的详细描述。
48.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术实施例保护的范围。
49.在本技术实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术实施例。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
50.下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
51.此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
52.目前为了解决辊压工序中出现皱褶得问题，一般会人为在已附着活性物质的箔材中的留白区域粘贴胶条，通过展平涂覆区域和留白区域的方式来实现除皱，但是需要生产人员进入设备内部进行操作，具有有安全隐患，并且每人粘贴手法不同，展平除皱效果差异较大。
53.实施例1
54.结合图1至图5所示，本发明提供一种锂电池极片辊压防皱生产系统，包括：
55.用于传送附有活性物质的箔材的主传送机构100，其沿传送方向依次设有贴合区110、固定区120以及辊压区140；
56.用于传送除皱胶条22的副传送机构200，其沿传送方向依次设有切割区210以及配
送区220；
57.转移机构，其设置在所述配送区220和所述贴合区110上，用于将所述配送区220上的除皱胶条22对应转移到位于所述贴合区110上的箔材的留白区域12中；
58.固定机构400，其设置在所述固定区120上，用于将所述除皱胶条22固定在所述箔材的留白区域12中，并形成与涂敷区域11上的涂层的厚度一致的胶条层；
59.辊压机构500，其设置在所述辊压区140上。
60.具体来说，附有活性物质的箔材经主传送机构100进行传送并传送至贴合区110处，所述转移机构将除皱胶条22对应释放到该箔材的留白区域12中，此时，所述主传送机构100持续工作，将已贴有所述除皱胶条22的箔材进行传送，并在经过固定区120处，在所述固定机构400的工作下使得所述除皱胶条22固定在所述箔材的留白区域12中，并形成与涂敷区域11上的涂层的厚度一致的胶条层，实现涂覆区域和留白区域12的展平，该箔材继续在所述主传送机构100的工作下传送到辊压区140，所述辊压机构500对箔材进行辊压处理，使所述涂敷区域11和所述留白区域12的箔材同时发生延展，避免出现皱褶，解决了锂电池极片皱褶问题，提高了生产效率和成品合格率。而且，所述副传送机构200用于传送除皱胶条22，为箔材持续提供除皱胶条22，保证本发明的持续运转。
61.与现有技术相比，本发明舍弃现有技术中的人工粘贴胶条到箔材上的留白区域12的方式，创新地使用转移机构将副传送机构200上的配送区220上的除皱胶条22转移到所述贴合区110上的留白区域12中，并通过固定机构400将除皱胶条22固定在所述箔材的留白区域12中，使得留白区域12上形成胶条层，且该胶条层与涂敷区域11上的涂层的厚度一致，以便接下来的辊压过程中，辊压机构500能够对所述胶条层与所述涂层施加压力，使所述涂敷区域11和所述留白区域12的箔材同时发生延展，解决了锂电池极片皱褶问题。
62.在一种实施例中，所述固定机构400包括多个转动辊和转轴，所述转轴与多个所述转动辊连接，多个所述转动辊与留白区域12对应设置，并与留白区域12上的除皱胶条22接触，以对所述除皱胶条22进行施压，实现将除皱胶条22粘贴固定在留白区域12中。其中，所述除皱胶条22的朝向所述箔材的一侧具有粘贴面，所述粘贴面上具有粘着力。
63.在一种实施例中，所述附有活性物质的箔材在所述主传送机构100的传送规律下被划分为多个贴合段，每个所述贴合段的长度与所述除皱胶条22的长度相同，所述贴合区110上每次仅且只有一个贴合段。本发明通过上述方式，保证所述转移机构每次释放的所述除皱胶条22都能够贴合到所述贴合区110上的贴合段的留白区域12中，而且每个所述贴合段的长度与所述除皱胶条22的长度相同，所述贴合区110上每次仅且只有一个贴合段，保证相邻的两个贴合段上的除皱胶条22能够实现对接，相邻两个贴合段上的除皱胶条22之间不会存在较大的空隙，进一步提高后续的辊压效果，防止出现皱褶。
64.进一步地，所述主传送机构100包括伺服电机、计时模块和控制模块；其中，所述控制模块与所述计时模块和所述伺服电机电性连接，利用所述控制模块控制所述伺服电机的工作，实现所述贴合区110上每次仅且只有一个贴合段。具体地，由于所述伺服电机的转动速率设置为恒定转速，即所述主传送机构100的传送速率恒定，即所述计时模块每次只需要计时恒定的时间即可实现所述贴合区110上每次仅且只有一个贴合段；通过计时模块进行计时，并在达到预设时间后发送信号到所述控制模块，利用控制模块控制所述伺服电机进行间歇性的传送规律工作，即可保证所述贴合区110上每次仅且只有一个贴合段。
65.需要说明的是，上述的控制模块与计时模块和伺服电机的信号传输和处理方式还可以采用本领域技术人员的其他技术手段解决，本发明不进行限制。
66.在一种实施例中，所述转移机构包括：
67.导轨组件310，其设置在所述主传送机构100和所述副传送机构200之间；
68.拾放组件，其与所述导轨组件310运动连接，用于对所述配送区220上的所述除皱胶条22进行拾取，并将所述除皱胶条22释放到所述贴合区110上的箔材的留白区域12中。
69.本发明的所述拾放组件沿所述导轨组件310的铺设方向进行运动，并相对所述导轨组件310具有第一位置和第二位置；当所述拾放组件处于所述第一位置时，所述拾放组件位于所述配送区220上，并对所述配送区220上的所述除皱胶条22进行拾取；当所述拾放组件处于所述第二位置时，所述拾放组件位于所述贴合区110上，并将从所述配送区220处所拾取的所述除皱胶条22释放到所述贴合区110上的箔材的留白区域12中。
70.优选地，所述配送区220和所述贴合区110对应设置并处于同一直线上，以便减少所述导轨组件310的铺设占用空间，而且减少所述拾放组件的运动路径，节省时间，提高生产效率。
71.进一步地，所述副传送机构200的数量为一个；所述拾放组件包括：运动装置321，其与所述导轨组件310运动连接；安装架322，其上端与所述运动装置321连接；吸取装置323，其与所述安装架322的下端升降连接，用于对所述除皱胶条22进行拾取或释放。本发明通过所述吸取装置323的吸取作用，对所述除皱胶条22进行吸取或释放，而且所述吸取装置323与所述安装架322的下端升降连接，以避免所述转移机构在工作过程中与其他部件或除皱胶条22或箔材发生干涉。需要说明的是，所述吸取装置323可以通过升降气缸或升降模组实现与所述安装架322的升降连接，还可以采用本领域技术人员的其他技术手段，本发明对此不进行限制。
72.进一步地，所述吸取装置323包括多组吸盘组3231，多组所述吸盘组3231的位置分布与所述箔材上的留白区域12对应设置；所述配送区220上具有多组所述除皱胶条22，多组所述除皱胶条22的位置分布与多组所述吸盘组3231对应设置。在一种具体实施例中，所述箔材具有两个涂敷区域11和三个留白区域12，如图4和图5所示，即所述除皱胶条22的数量对应为3个，每个所述除皱胶条22对应有1组吸盘组3231，每组吸盘组3231上具有3个吸盘，3个所述吸盘分别对所述除皱胶条22的前端、中端及后端进行吸取，以便稳定地对所述除皱胶条22进行吸取。
73.进一步地，多组所述吸盘组3231与供气系统进行连接，以利用所述供气系统控制多组所述吸盘组3231的吸取工作。其中，多组所述吸盘组3231的吸取力大于所述除皱胶条22的粘着力，以便将所述除皱胶条22进行吸取。需要说明的是，为方便了解，图1至图6中省略了供气系统。
74.本发明可以通过将已制定好的除皱胶条22放到所述副传送机构200中进行传送，也可以将多块长度与所述贴合段长度相同的胶板20逐一放到所述副传送机构200中，利用切割机构600分割出除皱胶条22；在一种实施例中，该生产系统还包括切割机构600，其设置在所述切割区210上，用于将胶板20分割成多条除皱胶条22和多条回收胶条21；所述副传送机构200还包括有限位机构700，所述限位机构700分别设置在所述切割区210的左、右两侧，所述配送区220的左、右两侧以及所述配送区220后侧的限位区域；所述限位区域与多条所
述除皱胶条22一一对应设置。
75.本发明通过所述限位机构700对所述胶板20以及分割后的所述除皱胶条22进行限位，限制所述胶板20在左、右方向上的运动，确保所述胶板20被所述切割机构600分割后的每条所述除皱胶条22的宽度与每个所述留白区域12的宽度一致。除此之外，所述限位机构700也在传送方向上限制所述除皱胶条22的运动，以便所述转移机构对所述除皱胶条22进行拾取。
76.进一步地，所述切割机构600包括多个切割圆锯、驱动轴和驱动电机，所述驱动电机通过所述驱动轴带动多个所述切割圆锯进行转动，实现对胶板20的分割。需要说明的是，相邻两个切割圆锯之间的距离需要根据留白区域12的个数和宽度，以及涂敷区域11的个数和宽度而定，以使分割出来的所述除皱胶条22的数量和宽度与留白区域12对应。
77.进一步地，所述限位机构700为阻挡板，所述阻挡板包括第一阻挡板和第二阻挡板，所述第一阻挡板分别设置在所述切割区210的左、右两侧以及所述配送区220的左、右两侧，用于控制所述胶板20在左、右方向上的位置；所述第二阻挡板设置在所述配送区220后侧的限位区域中，并于多条所述除皱胶条22一一对应设置，用于控制所述除皱胶条22在传送方向上的位置。
78.进一步地，每个所述第二阻挡板的对应所述除皱胶条22的一侧设有感应开关，所述感应开关与所述副传送机构200的控制模块电性连接，所述控制模块与伺服电机电性连接；当所述感应开关与所述除皱胶条22相接触时，所述伺服电机停止工作，所述副传送机构200停止传送，而当所述感应开关不与所述除皱胶条22接触时，所述伺服电机工作，所述副传送机构200进行传送，以便将下一组胶板20推往所述切割区210中进行切割处理，并使下一组所述除皱胶条22进入配送区220中并与所述感应开关进行接触。
79.进一步地，所述附有活性物质的箔材的每个所述留白区域12的宽度为w1，每个所述涂敷区域11的宽度为w2，其中，w2＝n*w1，n为正整数；每条所述除皱胶条22的宽度为w3，每条所述回收胶条21的宽度为w4，其中，w3＝w1，w4＝w2。
80.其中，所述30mm≤w2≤600mm，10mm≤w1≤50mm。
81.在一种具体实施例中，该附有活性物质的箔材的总宽度为900mm，具有两个涂敷区域11和三个留白区域12，其中，每个所述涂敷区域11的宽度w2为300mm，每个所述留白区域12的宽度w1为100mm；为了使所述除皱胶条22能够完美贴合到所述留白区域12中，所述配送区220中的每条所述除皱胶条22的宽度w3为100mm，所述配送区220中的每条所述回收胶条21的宽度w4为300mm，即相邻两条所述除皱胶条22的距离为300mm，与所述贴合区110中的箔材的留白区域12一一对应，以便所述转移机构进行转移。
82.进一步地，所述副传送机构200的后侧设有回收机构800，用于接收多条所述回收胶条21，本发明利用所述回收机构800对所述回收胶条21进行回收处理，以便将所述回收胶条21重新返回到所述副传送机构200中进行切割，以切割成所述除皱胶条22。需要说明的是，由于所述限位机构700并没有对所述回收胶条21进行限位，使得所述回收胶条21能够在切割完成后随所述副传送机构200传送到所述回收机构800中。
83.进一步地，所述回收机构800为收集箱。
84.在一种具体实施例中，当每个所述涂敷区域11的宽度w2为300mm，即每条所述回收胶条21得宽度w4为300mm时，当回收的所述回收胶条21的数量达到一定量时，每3条所述回
收胶条21即可拼凑成一个胶板20，并将所述拼凑而成的胶板20放到所述副传送机构200中进行分割，实现无聊的循环使用。
85.在一种实施例中，所述主传送机构100还设有观察区130，所述观察区130位于所述固定区120与辊压区140之间；拍摄机构，其设置在所述观察区130上，用于获取所述观察区130中的附有活性物质和除皱胶条22的箔材的图像信息；控制机构，其与所述拍摄机构电性连接，用于接收所述图像信息并进行处理，得到停机信息或工作信息；所述主传送机构100与所述控制机构电性连接，用于接收并根据所述停机信息或所述工作信息进行停机或工作。
86.本发明通过所述拍摄机构对所述观察区130中的附有活性物质和除皱胶条22的箔材进行拍摄，以获取图像信息；再借助所述控制机构接收所述图像信息并进行处理，得到停机信息或工作信息，并控制所述主传送机构100的伺服电机进行停机或工作。
87.具体地，所述除皱胶条22的上侧面的颜色偏浅，并与所述活性物质形成鲜明的颜色对比，所述拍摄机构包括第一摄像头910和第二摄像头920，所述第一摄像头910设置在所述观察区130的正上方，用于对所述附有活性物质和除皱胶条22的箔材进行俯视方向的拍摄并生成第一图像信息，所述第二摄像头920设置在所述观察区130的侧方，用于对所述附有活性物质和除皱胶条22的箔材进行侧视方向的拍摄并生成第二图像信息，所述第一图像信息和所述第二图像信息整合为图像信息后发送到所述控制机构。
88.所述控制机构接收到图像信息后进行解析处理，得到第一图像信息和第二图像信息，通过对所述第一图像信息和第二图像信息进行二值化处理，使得所述除皱胶条22与所述活性物质的分界线显而易见，一旦该分界线出现偏移等现象时，即所述除皱胶条22粘贴出现问题，所述控制机构生成停机信息，否则则生成工作信息；所述控制机构还通过对所述第二图像信息的箔材侧面进行测厚，并与预设厚度进行比对，一旦测量厚度高于预设厚度时，即防皱胶条厚度偏大，所述控制机构生成停机信息，否则则生成工作信息。
89.所述主传送机构100的伺服电机在接收到所述停机信息时停机，以便工作人员及时对设备及箔材进行故障排查，所述伺服电机在接收到所述工作信息时工作，以便该生产系统持续工作。
90.需要说明的是，所述控制机构可以为电脑或其他具有图像计算处理能力的设备，本发明对此不进行限制。本发明对于图像信息的处理方法并不局限于上述方式，还可以采用本领域技术人员的其他技术手段，本发明不进行限制。在一种实施例中，在所述辊压机构500后可以增设一加热机构，通过对除皱胶条22进行加热，使得除皱胶条22受热翘起，便于后续的剥离。
91.实施例2
92.结合图6至图8所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述副传送机构200的数量为两个，两个所述副传送机构200分别位于所述主传送机构100的左、右两侧；所述拾放组件包括：运动装置321，其与所述导轨组件310运动连接；安装架322，其上端与所述运动装置321连接；两个吸取装置323，其与所述安装架322的下端升降连接且位于所述安装架322的左、右两侧，用于在其中一侧的所述吸取装置323对所述除皱胶条22进行拾取的同时，另一侧的所述吸取装置323将所述除皱胶条22进行释放。
93.本发明通过两个所述副传送机构200设置在所述主传送机构100的左、右两侧，且
所述导轨组件310由左侧的所述副传送机构200经所述主传送机构100横跨至右侧的所述副传送机构200，所述拾放组件沿所述导轨组件310的铺设方向进行运动，并相对所述导轨组件310具有第一位置和第二位置；
94.当所述拾放组件处于所述第一位置时，所述运动装置321位于左侧所述副传送机构200与主传送机构100之间，左侧的所述吸取装置323对左侧的所述配送区220上的除皱胶条22进行拾取，同时，右侧的所述吸取装置323将原本吸取于右侧所述配送区220的除皱胶条22释放到留白区域12中；
95.而当所述拾放组件处于所述第二位置时，所述运动装置321位于右侧所述副传送机构200与主传送机构100之间，左侧的所述吸取装置323将原本吸取于左侧所述配送区220的除皱胶条22释放到留白区域12中，同时，右侧的所述吸取装置323对右侧的所述配送区220上的除皱胶条22进行拾取。
96.本发明通过上述方式，进一步加快粘贴除皱胶条到留白区域的效率。
97.根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。