一种叠片装置及电池制造设备的制作方法

1.本实用新型涉及电池生产制造技术领域，具体涉及一种叠片装置及电池制造设备。


背景技术：

2.随着全球能源危机和环境污染问题日益突出，节能、环保有关行业的发展被高度重视，发展新能源汽车已经在全球范围内形成共识。电池系统是新能源汽车中成本占比最高的部件，其成本占比接近40％，而其中锂电池无论在能量密度、寿命和环保性能上都具有很大的优势，是电池系统的首选。锂电池加工中很重要的一个环节是叠片，叠片即将正极片、负极片以及隔膜热复合后裁切形成叠片单元，再将叠片单元层叠设置的过程。现有技术中，通常将叠片单元通过输送装置直接输送至叠片台上，叠片单元的定位不精确，导致叠片单元的对齐精度低。


技术实现要素：

3.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的叠片过程中叠片单元的对齐精度低缺陷，从而提供一种叠片装置及电池制造设备。
4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种叠片装置，包括：输送机构，用于输送叠片单元；转运机构，设置于所述输送机构的下游，用于接收所述输送机构输出的所述叠片单元；叠台机构，设置于所述转运机构的下游，所述叠台机构包括固定结构，所述转运机构能够将所述叠片单元输送至靠近所述叠台机构的台面，并通过所述固定结构固定所述叠片单元。
5.可选地，所述转运机构沿周向可转动设置，所述转运机构上设置有至少一个转运槽体，在所述转运机构的转动方向上间隔设置有叠片输入位置和叠片输出位置，所述叠片输入位置位于所述叠片输出位置的上游，所述转运机构能够通过所述转运槽体将所述叠片单元由所述叠片输入位置转运至所述叠片输出位置，并且在所述叠片输出位置，所述叠片单元靠近所述叠台机构的台面。
6.可选地，所述叠台机构的台面适于与位于所述叠片输出位置处的所述叠片单元平行设置，或呈0
°
至5
°
的夹角设置。
7.可选地，所述转运机构包括放置部和转动部，所述放置部沿所述转动部的周向间隔设置有多个，所述转动部适于带动多个放置部沿周向移动，相邻两个所述放置部之间形成所述转运槽体。
8.可选地，所述放置部与所述叠台机构间隙设置，所述叠片单元具有延伸出所述放置部的悬空部。
9.可选地，所述放置部为柔性结构，所述放置部能够与所述叠台机构部分重合，所述叠片单元位于所述放置部内，或者是所述叠片单元具有延伸出所述放置部的悬空部。
10.可选地，所述转运槽体内设置有定位机构，所述定位机构适于与所述叠片单元的
外周抵接。
11.可选地，所述定位机构包括第一定位块和第一驱动部，所述第一驱动部与所述第一定位块传动连接，所述第一定位块和所述第一驱动部均设置有若干个，若干个所述第一定位块分设于所述放置部相对的两个侧部，所述两个侧部为沿所述转运机构轴向的两侧。
12.可选地，所述定位机构还包括第二定位块和第二驱动部，所述第二驱动部与所述第二定位块传动连接，所述第二定位块设置于所述放置部上且靠近所述转动部设置。
13.可选地，所述叠片装置还包括视觉检测单元，所述视觉检测单元对应所述叠台机构的台面设置，并且，所述视觉检测单元与所述第一驱动部和所述第二驱动部电性连接。
14.可选地，所述叠台机构还包括叠片台，所述固定结构对应所述叠片台的台面设置。
15.可选地，所述固定结构包括压刀，所述压刀可移动地设置于所述叠片台上。
16.可选地，所述叠片台为可升降结构。
17.本实用新型还提供了一种电池制造设备，包括上述的叠片装置。
18.本实用新型具有以下优点：
19.1.本实用新型提供的一种叠片装置，在输送机构和叠台机构之间设置转运机构，利用转运机构将叠片单元输送至靠近叠台机构的台面，再利用固定结构将叠片单元固定于叠台机构上，因此，通过转运机构与固定结构的配合，可以使叠片单元稳定且精确的叠放于叠台机构上，保证叠片单元的对齐精度。
20.2.本实用新型提供的一种叠片装置，通过在转运机构上设置转运槽体，以用于容纳并转运叠片单元，转运槽体可在叠片输入位置处接收叠片单元，并在转运槽体转动至叠片输出位置处时，通过与固定结构的配合使叠片单元从转运槽体内移出，因此，转运机构在转动的过程中即可对叠片单元进行转运，转运方式简单。
21.3.本实用新型提供的一种叠片装置，当叠片单元位于叠片输出位置处时，叠片单元与叠台机构的台面平行或近似平行，更便于固定结构在按压叠片单元时保证叠片单元之间相互对齐。
22.4.本实用新型提供的一种叠片装置，通过在转运机构上设置多个放置部，以在转运机构上沿周向形成多个转运槽体，因此在转运机构沿周向转动的过程中，转运机构能够连续的从输送机构处接收叠片单元，并将叠片单元连续的转运至叠台机构进行叠片，提高了叠片效率。
23.5.本实用新型提供的一种叠片装置，将放置部与叠台机构间隙设置，在放置部转动的过程中不会与叠台机构产生干涉，因此，放置部可以为柔性结构也可以为硬性结构，并且，叠片单元具有延伸出放置部的悬空部分，使得在叠片输出位置，叠片单元的悬空部能够与叠台机构的台面相对应，以使固定结构能够按压于叠片单元的悬空部处。
24.6.本实用新型提供的一种叠片装置，当放置部为柔性结构时，在放置部转动的过程中，放置部的部分可以与叠台机构相重合，也即放置部的部分可以与叠台机构产生干涉，因为放置部为柔性结构，在放置部转动的过程中，放置部可以产生变形，并从叠片单元与叠台机构的台面之间抽出。
25.7.本实用新型提供的一种叠片装置，通过在转运槽体内设置定位机构，以当叠片单元位于转运槽体内时，利用定位机构对叠片单元的位置进行调整定位，保证叠片单元输送至叠台机构上时位置的准确性。
26.8.本实用新型提供的一种叠片装置，利用第一驱动部对第一定位块的位置进行调整，在第一定位块移动的过程中推动叠片单元移动至适当位置，以沿转运机构的轴向调节叠片单元的位置，保证叠片单元在转运机构轴向上的位置的准确性。
27.9.本实用新型提供的一种叠片装置，通过设置第二驱动部可以对第二定位块的位置进行调整，以对叠片单元在转运机构的径向上的位置进行调整，并且，对于不同型号的叠片单元，叠片单元伸入至放置部的位置不同，可以利用第二驱动部将第二定位块移动至不同的位置，以与不同型号的叠片单元相适配，提高了叠片装置使用的灵活性与适应性。
28.10.本实用新型提供的一种叠片装置，将视觉检测单元与第一驱动部和第二驱动部电性连接，当视觉检测单元检测到位于叠台机构的台面上的叠片单元的位置不合格时，发送信号于第一驱动部和/或第二驱动部，以使第一驱动部和/或第二驱动部调整第一定位块和/或第二定位块的位置，将叠片单元调整至合格位置。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
30.图1示出了本实用新型的实施例提供的叠片装置的整体结构示意图；
31.图2示出了本实用新型的实施例提供的转运机构的主视图；
32.图3为图2的左视图。
33.附图标记说明：
34.10、输送机构；20、转运机构；21、转运槽体；22、放置部；23、转动部；30、叠台机构；31、固定结构；32、叠片台；40、叠片单元；41、悬空部；50、第一定位块；60、第二定位块；70、视觉检测单元。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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
述术语在本实用新型中的具体含义。
38.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
39.如图1至图3所示的叠片装置的一种具体实施方式，包括：输送机构10、转运机构20和叠台机构30，转运机构20设置于输送机构10的下游，叠台机构30设置于转运机构20的下游，叠台机构30包括固定结构31。输送机构10用于输送叠片单元40，转运机构20用于接收输送机构10输出的叠片单元40，并能够将叠片单元40输送至靠近叠台机构30的台面，叠台机构30能够接收转运机构20输出的叠片单元40，并通过固定结构31将叠片单元40固定于叠台机构30上。
40.值得说明的是，上述的叠片单元40为将极片与隔膜料带热复合后，再经过裁切所形成的单独的叠片单元40，利用输送机构10朝向转运机构20连续的输送叠片单元40。也即区别于落叠的z形叠片方式，本实施例采用裁断方式，将连续叠片裁切为多个复合的叠片单元40进行叠片。
41.在输送机构10和叠台机构30之间设置转运机构20，利用转运机构20将叠片单元40输送至靠近叠台机构30的台面，再利用固定结构31将叠片单元40固定于叠台机构30上，因此，通过转运机构20与固定结构31的配合，可以使叠片单元40稳定且精确的叠放于叠台机构30上，保证叠片单元40的对齐精度。
42.如图1和图2所示，转运机构20能够沿周向转动，转运机构20上设置有至少一个转运槽体21。在转运机构20的转动方向上间隔设置有叠片输入位置和叠片输出位置，叠片输入位置位于叠片输出位置的上游，转运机构20能够通过转运槽体21将叠片单元40由叠片输入位置转运至叠片输出位置。即转运槽体21能够在叠片输入位置处接收输送机构10输出的叠片单元40，并在叠片输出位置处通过与固定结构31的配合将叠片单元40输出。并且，在叠片输出位置，叠片单元40靠近叠台机构30的台面。
43.通过在转运机构20上设置转运槽体21，以用于容纳并转运叠片单元40，转运槽体21可在叠片输入位置处接收叠片单元40，并在转运槽体21转动至叠片输出位置处时，通过与固定结构31的配合使叠片单元40从转运槽体21内移出，因此，转运机构20在转动的过程中即可对叠片单元40进行转运，转运方式简单。
44.在本实施例中，当叠片单元40位于叠片输出位置处时，叠片单元40与叠台机构30的台面平行设置，或者是呈0
°
至5
°
的夹角设置。也即，叠片单元40与叠台机构30的台面平行或近似平行，更便于固定结构31在按压叠片单元40时保证叠片单元40之间相互对齐。
45.值得说明的是，上述的“叠片单元40靠近叠台机构30的台面”即为叠片单元40与叠台机构30的台面平行设置，或者是具有0
°
至5
°
之间的极小的夹角。本领域技术人员可毫无疑义的理解“靠近”的目的就是为了便于固定结构31能够压齐层叠的叠片单元40。
46.如图1至图3所示，转运机构20包括放置部22和转动部23，放置部22沿转动部23的周向间隔设置有多个，转动部23能够带动多个放置部22沿周向移动，相邻两个放置部22之间形成上述的转运槽体21。
47.通过在转运机构20上设置多个放置部22，以在转运机构20上沿周向形成多个转运槽体21，因此在转运机构20沿周向转动的过程中，转运机构20能够连续的从输送机构10处接收叠片单元40，并将叠片单元40连续的转运至叠台机构30进行叠片，提高了叠片效率。并
且，通过输送机构10和转运机构20的配合便于控制叠片单元40的叠片数量，能够有效进行闭环控制。
48.在本实施例中，如图1和图2所示，放置部22与转动部23的周向之间具有较小的夹角，放置部22远离转动部23的一端的延伸方向背离转动部23的转动方向，因此，转运槽体21在靠近转动部23的一侧(也即转运槽体21的根部位置)的空间较小，以使叠片单元40在插入转运槽体21内时，可以对叠片单元40进行限制，保证转运过程中叠片单元40的稳定性。
49.值得说明的是，请参阅图1，转动部23带动放置部22顺时针转动，放置部22远离转动部23的一端朝向逆时针的方向延伸。
50.在本实施例中，转动部23为转轴，放置部22与转轴固定连接，在转轴转动的过程中带动放置部22同步转动。
51.值得说明的是，转动部23还可以为传送带，传送带的输送方向呈周向设置，放置部22在传送带上间隔设置有多个，放置部22的一端与传送带连接，放置部22的另一端朝向远离传送带的方向延伸。
52.在本实施例中，放置部22为柔性结构，在放置部22转动的过程中，放置部22可以与叠台机构30部分重合，也即放置部22的部分可以与叠台机构30产生干涉。因为放置部22为柔性结构，在放置部22转动的过程中，放置部22可以产生变形，并从叠片单元40与叠台机构30的台面之间抽出。因此，叠片单元40可以完全位于放置部22内，即叠片单元40没有延伸出放置部22的部分，叠片单元40也可以具有延伸出放置部22的悬空部41。
53.值得说明的是，放置部22可以为柔性结构，也可以为硬性结构。当放置部22为柔性结构时，可以如上述的与叠台机构30产生重合，也可以与叠台机构30间隙设置。当放置部22为硬性结构时，放置部22需要与叠台机构30间隙设置，避免放置部22与叠台机构30发生硬性碰撞。不论放置部22为柔性结构还是硬性结构，当放置部22与叠台机构30间隙设置时，叠片单元40需要具有延伸出放置部22的悬空部41，使得在叠片输出位置，叠片单元40的悬空部41能够与叠台机构30的台面相对应，以使固定结构31能够按压于叠片单元40的悬空部41处。
54.需要进一步说明的是，放置部22为柔性结构，即放置部22的材质为柔性材质，例如橡胶等；放置部22为硬性结构，即放置部22的材质为硬质，例如钢、合金等。
55.当然，转运机构20也可以为其他能够将叠片单元40由输送机构10转运至叠台机构30处的结构，例如夹取运输机构等，只需将叠片单元40运输至靠近叠台机构30处时，再使叠片单元40从转运机构20脱离，以保证叠片单元40的对齐度。
56.如图2和图3所示，转运槽体21内设置有定位机构，定位机构能够与叠片单元40的外周相抵接。
57.通过在转运槽体21内设置定位机构，以当叠片单元40位于转运槽体21内时，利用定位机构对叠片单元40的位置进行调整定位，保证叠片单元40输送至叠台机构30上时位置的准确性。
58.在本实施例中，如图2所示，定位机构包括第一定位块50和第一驱动部，第一驱动部与第一定位块50传动连接。第一定位块50和第一驱动部对应设置有若干个，若干个第一定位块50分设于放置部22相对的两个侧部处，上述的两个侧部为沿转运机构20的轴向的两侧。
59.利用第一驱动部对第一定位块50的位置进行调整，在第一定位块50移动的过程中推动叠片单元40移动至适当位置，以沿转运机构20的轴向调节叠片单元40的位置，保证叠片单元40在转运机构20轴向上的位置的准确性。
60.在本实施例中，如图3所示，定位机构还包括第二定位块60和第二驱动部，第二驱动部与第二定位块60传动连接，第二定位块60设置于放置部22上且靠近转动部23设置。
61.通过设置第二驱动部可以对第二定位块60的位置进行调整，以对叠片单元40在转运机构20的径向上的位置进行调整，并且，对于不同型号的叠片单元40，叠片单元40伸入至放置部22的位置不同，可以利用第二驱动部将第二定位块60移动至不同的位置，以与不同型号的叠片单元40相适配，提高了叠片装置使用的灵活性与适应性。
62.值得说明的是，转运机构20的轴向即为图3中的横向，如图3所示，两个第一定位块50沿放置部的左右两侧布置。
63.在本实施例中，第一驱动部和第二驱动部均为直线驱动结构，用于驱动第一定位块50和第二定位块60靠近或远离叠片单元40移动，例如液压缸、气缸或直线电机等。
64.如图1所示，叠台机构30还包括叠片台32，固定结构31对应叠片台32的台面设置。在本实施例中，固定结构31包括压刀，压刀可移动地设置于叠片台32上。当转运机构20将叠片单元40输送至叠片输出位置处时，压刀移动至压设于叠片单元40上，以压紧叠片单元40，避免叠片单元40移动，并在转运机构20继续转动的过程中，使叠片单元40从转运槽体21内移出。
65.在本实施例中，如图1所示，压刀对应叠片台32的相对的两侧设置，以压设于叠片单元40的两侧上。
66.当然，固定结构31也可以为其他能够对叠片单元40进行按压的结构。
67.在本实施例中，叠片台32为可升降结构。当叠片台32上每增加一个叠片单元时，叠片台32自动下降与一个叠片单元40的厚度相同的高度，以使每个叠片单元40均可以转运至叠片台32的相同高度处，保证叠片过程的稳定性和均一性。
68.值得说明的是，可以使用直线驱动结构驱动叠片台32沿竖向移动，例如使用气缸、液压缸等。
69.如图1所示，叠片装置还包括视觉检测单元70，视觉检测单元70对应叠片台32的台面设置，并且，视觉检测单元70与第一驱动部和第二驱动部均电性连接。具体的，视觉检测单元70与控制单元电性连接，控制单元再与第一驱动部和第二驱动部电性连接，当视觉检测单元70检测到位于叠片台32上的叠片单元40的位置不合格时，发送信号于控制单元，控制单元控制第一驱动部和/或第二驱动部运动，以使第一驱动部和/或第二驱动部调整第一定位块50和/或第二定位块60的位置，将叠片单元40调整至合适位置。因此，当叠片装置在叠片过程中发生问题导致叠片单元40的叠片位置发生偏移时，能够进行闭环控制，自动纠正叠片位置，保证叠片效率和叠片质量。
70.在本实施例中，视觉检测单元70为ccd相机。
71.在本实施例中，如图1所示，输送机构10为传送带，传送带上沿传输方向连续输送叠片单元40。具体的，传送带可以为真空皮带，对叠片单元40进行吸附输送，保证叠片单元40输送的稳定性。
72.当然，输送机构10也可以为其他能够向转运机构20连续输送叠片单元40的机构。
73.本实施例还提供了电池制造设备的一种具体实施方式，包括上述的叠片装置。在电池制造的过程中，利用该叠片装置进行叠片，能够对裁切后的单独的叠片单元40进行叠片，并且，在输送机构10和叠台机构30之间设置转运机构20，利用转运机构20将叠片单元40输送至靠近叠台机构30的台面，再利用固定结构31将叠片单元40固定于叠台机构30上，因此，通过转运机构20与固定结构31的配合，可以使叠片单元40稳定且精确的叠放于叠台机构30上，保证叠片单元40的对齐精度。
74.在本实施例中，电池制造设备还可以包括复合机构和裁切机构。利用复合机构将极片热复合于隔膜料带上，然后使用裁切机构将复合后的料带裁切形成单独的叠片单元。
75.在使用本实施例的叠片装置时，首先，使用输送机构10对叠片单元40进行运输，叠片单元40从输送机构10的输出端移出，并在叠片输入位置处进入至转运机构20的转运槽体21内并与放置部22相贴合；然后，第一驱动部驱动第一定位块50移动，第一定位块50推动叠片单元40移动，使叠片单元40移动至适当位置；转运机构20在转动的过程中带动叠片单元40朝向叠台机构30转运，并当转运机构20转动至叠片输出位置处时，压刀对叠片单元40进行按压，第一驱动部驱动第一定位块50远离叠片单元40移动，转动机构20继续转动，使叠片单元40从转运机构20的转运槽体21内脱离，以层叠设置于叠片台32上；最后，叠片台32下降一个叠片单元40厚度的高度，以等待下一个叠片单元40层叠。
76.根据上述描述，本专利申请具有以下优点：
77.1.在输送机构和叠台机构之间设置转运机构，利用转运机构将叠片单元输送至靠近叠台机构的台面，再利用固定结构将叠片单元固定于叠台机构上，因此，通过转运机构与固定结构的配合，可以使叠片单元稳定且精确的叠放于叠台机构上，保证叠片单元的对齐精度；
78.2.通过设置视觉检测单元和定位机构，当叠片装置在叠片过程中发生问题导致叠片单元的叠片位置发生偏移时，能够进行闭环控制，自动纠正叠片位置，保证叠片效率和叠片质量。
79.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。