[發明專利]鋰離子動力電池的電芯疊片機

有效

• 申請號: 201210418261.6
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102969538A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 喻世民;張強;肖江連
• 申請（專利權）人: 東莞市鴻寶鋰電科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司 44272
• 代理人: 張作林

技術領域

本發明涉及電池制造機械技術領域，尤其涉及一種用于生產鋰離子動力電池電芯的機器。

背景技術

目前，大型鋰離子動力電池的制造過程中，通常采用疊片機將鋰離子電池電芯的正、負極片與隔離膜做Z形疊片裝配，制作成電芯。常用的鋰離子動力電芯疊片機中，設備的左右兩取片機械臂機構在正極、負極兩料槽中拾取極片，經二次定位工作臺精確定位后，在疊片臺上交替放料；疊片臺在兩機械臂左右運動配合兩機械臂動作，并使隔離膜形成Z形將正負極片隔開；設備如此循環動作實現極組的疊片組裝，當疊片數量達到設定的數值后，由電芯轉移機械手將極組轉至卷繞隔膜工位；卷繞機械手將極組夾緊，在極組外包隔膜，待極組外所包的隔膜達到設定的圈數后，裁刀裁斷隔膜，設備自動進入下一個極組的組裝；與此同時在已經外包隔膜的機組上貼終止防松膠紙，形成完整的電芯；設備一次只能生產一個電芯。

然而由電芯的Z型疊片組裝結構決定了疊片機在制作電芯時的工作模式和效率；隨著燃油類不可再生能源的進一步使用而出現供應緊張以及對環境的污染，導致市場對大型鋰離子動力電池需要猛增，現行疊片機的結構生產效率難以滿足市場需要。若置兩臺則需要占用更多廠房位置和操作人員，造成資源上的浪費。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種生產效率高、產品一致性好、運行穩定、適用高性能動力電池、成本低的多工位電芯疊片機，即以疊片臺機構為中心，構成兩個或者多個并行系統同時工作，可以一次生產兩個乃至多個電芯。

本發明所述的鋰離子動力電池的電芯疊片機，其包括：

疊片臺機構，其設置有兩個且對稱放置，采用高速直線伺服模塊組驅動，用以實現鋰電池電芯的正負極片的定位、壓緊及與隔離膜的Z形疊片裝配工藝，形成電芯；

極片料盒機構，用以正、負極片的供料儲存；

二次定位機構，包括光電傳感器，檢測缺片或多重吸片，設置在疊片臺及極片料盒機構之間，將極片精確定位；

取片機械臂，包括正極取片機械臂及負極取片機械臂，每個取片機械臂包括兩組備片吸盤及兩組疊片吸盤，四個吸盤分別在極片料盒機構、二次定位平臺、疊片臺機構取放極片和完成疊片；

多片檢測機構，設置在料盒及二次定位機構之間，機械手從料盒抓到極片片時自動檢測是否缺片、多片，缺片時自動重新取片，多片時自動放回料盒繼續抓料并將多余的極片分離，若長時間不能分離開，則進行報警；

隔膜放卷機構，設置在疊片臺的上方，在電芯進行疊片和尾卷時連續供料，主動放卷；

隔膜卷繞機構，設置在所述負極取片機械臂后，將疊片完成的電芯卷繞隔離膜；

隔膜切斷機構，設置在所述負極取片機械臂與所述隔膜卷繞機構之間，在電芯完成卷繞隔離膜的將隔膜裁斷；

貼膠機構，將完成尾卷隔膜的電芯貼終止膠帶；

電芯轉移機構，將疊片后的極組按順序夾取轉移到所述隔膜卷繞機構外包隔膜、轉移至貼膠機構貼膠、將完成的電芯移放到出料拉帶上；

電芯輸送帶，將完成組裝工藝的電芯存儲或者將電芯轉入下一工位。

作為一種優選方案，所述極片料盒機構包括正極料盒和負極料盒，正負極料盒均為插入式便攜料盒，極片料盒機構成整體滑拉式，便于更換。

作為一種優選方案，所述極片料盒機構包括極片上料輔助裝置及極片上料頂升機構，極片上料輔助裝置為分片毛刷，避免吸多片；上料頂升機構設置在極片料盒下方，根據料盒中極片高度調整極片位置。

作為一種優選方案，所述隔膜放卷機構包括浮輥、低摩擦氣缸、電位器，浮輥在送料過程中吸收送料瞬間啟動產生的張力，防止打滑，電位器實時監測位移量，反饋信號給放卷馬達使工作張力保持恒定。

作為一種優選方案，所述隔膜放卷機構包括糾偏系統，對隔膜進行糾偏，保證疊片、卷繞時正、負極片與隔膜整齊一致。

作為一種優選方案，所述二次定位機構包括光電傳感器，檢測缺片或多重吸片。

作為一種優選方案，所述正極取片機械臂和負極取片機械臂的備片吸盤及兩組疊片為真空吸盤；取片機械臂由一個伺服馬達驅動四組吸盤同時動作。

作為一種優選方案，所述正極取片機械臂和負極取片機械臂包括極片折彎機構，設置在所述正、負取片機械臂的備片吸盤位置。

作為一種優選方案，所述隔膜卷繞機構包括雙夾持機構，雙夾持機構將電芯兩側全部夾持形成保護。