阅读说明：本技术 一种电芯叠片的z式叠片装置 (Z-type lamination device for battery core lamination ) 是由 于成信 于 2019-08-22 设计创作，主要内容包括：发明公开了一种电芯叠片的Z式叠片装置,包括机架、叠片台、可移动设置于机架上的移动机构、向叠片台输送隔膜的第一输送机构,叠片台上方相对两侧分别设置有用于输送正、负极片的第二输送机构,第二输送机构固定于机架上,固定于机架上的第一输送机构设置于两第二输送机构之间；叠片台两侧对称设置有用于对叠片台上极片进行压持的压持机构；叠片台在通过往复运动即可实现电芯中极片的叠片,提高了极片的叠片效率。(The invention discloses a Z-type lamination device for battery cell lamination, which comprises a rack, a lamination table, a moving mechanism movably arranged on the rack and a first conveying mechanism for conveying a diaphragm to the lamination table, wherein second conveying mechanisms for conveying a positive electrode sheet and a negative electrode sheet are respectively arranged on two opposite sides above the lamination table, the second conveying mechanisms are fixed on the rack, and the first conveying mechanism fixed on the rack is arranged between the two second conveying mechanisms; pressing mechanisms for pressing and holding the pole pieces on the lamination table are symmetrically arranged on two sides of the lamination table; the lamination platform can realize the lamination of the pole pieces in the battery cell through reciprocating motion, so that the lamination efficiency of the pole pieces is improved.)

一种电芯叠片的Z式叠片装置

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电芯叠片的Z式叠片装置。

背景技术

随着电池技术的发展，电池能量密度的提高，目前锂电池已经可以满足更多的需求了，所以市场对电池的需求也在持续增长。锂电池主要有电芯和外壳组成，而电芯主要由极片隔膜组成，现有的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，叠片一致性差。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电芯叠片的Z式叠片装置，叠片台在通过往复运动即可实现电芯中极片的叠片，提高了极片的叠片效率。

本发明提出的一种电芯叠片的Z式叠片装置，包括机架、叠片台、可移动设置于机架上的移动机构、向叠片台输送隔膜的第一输送机构，叠片台上方相对两侧分别设置有用于输送正、负极片的第二输送机构，第二输送机构固定于机架上，固定于机架上的第一输送机构设置于两第二输送机构之间；叠片台两侧对称设置有用于对叠片台上极片进行压持的压持机构，压持机构固定于移动机构上，叠片台、压持机构均固设于移动机构上以实现移动。

进一步地，移动机构包括水平移动机构、固定于水平移动机构上的升降机构和对叠片台进行运行纠偏的纠偏机构，升降机构的驱动端与叠片台下表面设置的支撑平台连接，纠偏机构与支撑平台固定连接，水平移动机构移动设置于机架上，以驱动叠片台的移动。

进一步地，水平移动机构包括直线电机、导轨滑动机构和移动平台，叠片台设置于移动平台上，导轨滑动机构设置于机架上表面的相对两侧，固定于机架上表面的直线电机驱动端与移动平台连接，直线电机驱动叠片台的运动方向与导轨滑动机构轴向平行；叠片台的下表面设置有与导轨滑动机构配合的第一滚轮，以实现叠片台在导轨滑动机构上水平移动。

进一步地，升降机构包括升降驱动机构、第一滚珠丝杠机构和用于支撑叠片台上下移动的第一导轨滑块机构，第一滚珠丝杠机构的一端固定于水平移动机构的移动平台上、另一端连接到升降驱动机构的输出端，第一滚珠丝杠机构上固定有第二板，第二板的另一端与纠偏机构固定连接，升降驱动机构驱动纠偏机构带动叠片台沿第一滚珠丝杠机构升降运动。

升降驱动机构与第一滚珠丝杠机构平行设置于所述升降台的框架内，升降驱动机构的输出端与第一滚珠丝杠机构的顶端分别连接一同步轮，两同步轮之间通过同步带连接，升降驱动机构通过驱动同步轮之间的转动，驱动第一滚珠丝杠机构的升降运动。

进一步地，纠偏机构包括纠偏驱动机构、第二滚珠丝杠机构、第二导轨滑块机构和纠偏板，纠偏驱动机构固定于水平移动机构上，第二滚珠丝杠机构的一端连接到纠偏驱动机构的输出端，第二滚珠丝杠机构上固定有第三板，第三板的另一端与纠偏板固定连接，在与纠偏板连接处的第三板与第二导轨滑块机构可滑动连接、

进一步地，所述压持机构包括压刀、固定于水平移动机构上的压刀驱动机构，压刀驱动机构的输出端与压刀的一端连接，压刀的另一端与叠片台自由接触；所述压持机构包括抬升机构和第一移动驱动机构，第一移动驱动机构固定于水平移动机构上，抬升机构的输出端与压刀的一端连接，以驱动压刀上下移动，第一移动驱动机构的输出端与抬升机构连接，以驱动抬升机构带动压刀左右移动；

进一步地，所述抬升机构包括抬升气缸、第三导轨滑块机构和固定于水平移动机构上的叠片支架，第三导轨滑块机构固设于叠片支架上，抬升气缸通过第三导轨滑块机构可移动固定于叠片支架上；抬升气缸的输出端与压刀的一端连接，以驱动压刀上下移动，第一移动驱动机构的输出端与抬升气缸固定连接，以驱动抬升气缸沿第三导轨滑块机构左右运动。

进一步地，第二输送机构包括立柱和极片固定机构，立柱一端固定于机架上，立柱另一端固定有直线模组，直线模组的输出端与极片固定机构的固定端固定连接，极片固定机构的夹持端固定极片；极片固定机构包括第一固定板、第一驱动机构和吸盘，第一固定板与直线模组的输出端固定连接，第一驱动机构的固定端与第一固定板连接、输出端与吸盘的固定端连接，以驱动吸盘运动，吸盘的吸附端固定有极片；

进一步地，所述第一驱动机构包括第一气缸和吸盘支架，第一气缸固定于第一固定板上，第一气缸的输出端与吸盘支架一端固定连接，吸盘支架的另一端与吸盘的固定端连接，第一气缸驱动吸盘支架带动吸盘运动。

进一步地，第一输送机构包括两隔膜辊和用于放置隔膜的隔膜腔，两隔膜辊分别设置于隔膜腔出口的相对两侧；移动机构在两相对的第二输送机构之间运动。

本发明提供的一种电芯叠片的Z式叠片装置的优点在于：本发明结构中提供的一种电芯叠片的Z式叠片装置，叠片台在通过往复运动即可实现电芯中极片的叠片，提高了极片的叠片效率，同时第一输送机构放置于两第二输送机构之间，隔膜可以直接随着叠片台的运动而往复设置于各个极片之间，进一步实现了极片的叠片质量；升降机构使得该装置适应不同规格极片对于叠片的要求，从而实现消除极片厚度差异的效果；纠偏机构实现叠片机在叠片过程中，对隔膜的纠偏，以提高隔膜与叠片台上极片的贴合度，提高了叠片的质量；压刀需要抽出时，抬升气缸的气源泄气，使得压刀与叠片台上的极片脱离接触，然后第一移动驱动机构伸缩带动压刀离开叠片台，实现压刀在抽出时与电芯极片不接触，从而从根本上消除压刀抽出时由于压力摩擦导致的电芯极片出现压痕摩擦，提高了产品的一致性和质量。

附图说明

图1为本发明一种电芯叠片的Z式叠片装置的结构示意图；

图2为图1中移动机构和纠偏机构结构图；

图3为移动机构和第一输送机构的平面结构图；

图4为水平移动机构的结构示意图；

图5为升降机构的结构示意图；

图6为图5中升降机构的详细结构示意图；

图7为压持机构的结构示意图；

图8为纠偏机构的结构示意图；

其中，1-机架，2-叠片台，3-移动机构，4-压持机构，6-第二输送机构，7-第一输送机构，21-升降台，22-支撑平台，31-水平移动机构，32-升降机构，33-纠偏机构，41-压刀，42-抬升气缸，43-第三导轨滑块机构，44-第一移动驱动机构，45-叠片支架，61-立柱，62-极片固定机构，63-直线模组，71-隔膜辊，621-第一固定板，622-吸盘，623-第一气缸，624-吸盘支架，311-直线电机，312-导轨滑动机构，313-动平台，321-升降驱动机构，322-第一滚珠丝杠机构，323-第一导轨滑块机构，324-同步轮，325-第二板，331-纠偏驱动机构，332-第二滚珠丝杠机构，333-第二导轨滑块机构334-纠偏板，335-第一板，336-第三板，337-第一限位块，411-第一压刀，412-第三压刀，421-第一抬升气缸，422-第三抬升气缸，441-第一移动气缸，442-第一移动气缸，511-第二压刀，512-第四压刀， 521-第二抬升气缸， 522-第四抬升气缸，541-第二移动气缸，542-第二移动气缸。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明,在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参照图1至8，本发明提出的一种电芯叠片的Z式叠片装置，包括机架1、叠片台2、可移动设置于机架1上的移动机构3、向叠片台2输送隔膜的第一输送机构7，叠片台2上方相对两侧分别设置有用于输送正、负极片的第二输送机构6，第二输送机构6固定于机架1上，固定于机架1上的第一输送机构7设置于两第二输送机构6之间；叠片台2两侧对称设置有用于对叠片台2上极片进行压持的压持机构4，压持机构4固定于移动机构3上，叠片台2、压持机构4均固设于移动机构3上以实现移动。

叠片台2通过移动机构3在两第二输送机构6下方实现运动，优选移动机构3在两相对的第二输送机构6之间运动，在运动的过程中两第二输送机构6分别向叠片台输送极片，实现叠片台2通过往复运动即可实现电芯中极片的叠片，提高了极片的叠片效率，同时第一输送机构7放置于两第二输送机构6之间，隔膜可以直接随着叠片台2的运动而往复设置于各个极片之间，进一步实现了极片的叠片质量。

如图3所示，移动机构3包括水平移动机构31、固定于水平移动机构31上的升降机构32和对叠片台2进行运行纠偏的纠偏机构33，升降机构32的驱动端设置于叠片台2的下表面；水平移动机构31可移动设置于机架1上，以驱动叠片台2的移动。

叠片台2通过水平移动机构31实现前后水平移动、通过升降机构32实现上下移动，升降机构32使得该装置适应不同规格极片对于叠片的要求，从而实现消除极片厚度差异的效果；将升降机构32设置于水平移动机构31上，便于叠片台2在前后运动的过程中直接实现升降。

如图4所示，水平移动机构31包括直线电机311、导轨滑动机构312和移动平台313，叠片台2设置于移动平台313上，导轨滑动机构312设置于机架1上表面的相对两侧，固定于机架1上表面的直线电机311驱动端与移动平台313连接，直线电机311驱动叠片台2的运动方向与导轨滑动机构312轴向平行；叠片台2的下表面设置有与导轨滑动机构312配合的第一滚轮，以实现叠片台2在导轨滑动机构312上水平移动。

如图5和6所示，升降机构32可以设置1个至多个，以能实现叠片台2的稳定移动为佳；本实施例为升降机构32设置于叠片台2下方的一侧，驱动支撑平台22以支撑叠片台2的上下运动，避免叠片台2在运动的过程出现倾斜的缺陷。升降机构32包括升降驱动机构321、第一滚珠丝杠机构322和用于支撑叠片台2上下移动的第一导轨滑块机构323，升降驱动机构321固定于水平移动机构31的的移动平台313上，第一导轨滑块机构323固定于升降台21的一侧、同时与纠偏机构33的第一板335一侧面滑动连接，以实现升降驱动机构321驱动纠偏机构33上下运动，进而带动与纠偏机构33连接的叠片台2上下运动的目的。第一滚珠丝杠机构322的一端固定于水平移动机构31的的移动平台313上、另一端连接到升降驱动机构321的输出端，第一滚珠丝杠机构322上固定有第二板325，第二板325的另一端与纠偏机构33的第一板335固定连接，第二板325随第一滚珠丝杠机构322的运动沿第一导轨滑块机构323方向运动，进而带动就纠偏机构33运动，纠偏机构33与支撑平台22固定连接，进而纠偏机构33的运动带动支撑平台22的上下运动。第一滚珠丝杠机构322的运动方向与第一导轨滑块机构323的运动导向一致，

如图6所示，升降驱动机构321与第一滚珠丝杠机构322平行设置于所述升降台的框架内，升降驱动机构321的输出端与第一滚珠丝杠机构322的顶端分别连接一同步轮324，两同步轮之间通过同步带连接，升降驱动机构321通过驱动同步轮324之间的转动，通过升降驱动机构321的正反转驱动第一滚珠丝杠机构322的升降运动。升降驱动机构321可以采用伺服电机。

如图8所示，纠偏机构33包括纠偏驱动机构331、第二滚珠丝杠机构332、纠偏台、第二导轨滑块机构333和纠偏板334，纠偏驱动机构331固定于水平移动机构31上，纠偏台包括第一板335和第四板338，两第四板338分别连接到第一板335的两端，两第四板338的另一端均与用于支撑叠片台2的支撑平台22固定连接，第一板335和两第四板338形成用于放置纠偏机构33的空腔，第二滚珠丝杠机构332的一端连接到纠偏驱动机构331的输出端、另一端通过以支撑板支撑，第二滚珠丝杠机构332与该支撑板之间设置有轴承，使得第二滚珠丝杠机构332在运动的过程中，能基本无摩擦运动，第二滚珠丝杠机构332上固定有第三板336，第三板336的另一端与穿过第四板338与纠偏板334固定连接，在与纠偏板334连接处的第三板336与第二导轨滑块机构333可滑动连接，第二滚珠丝杠机构332上套设有第一限位块337，第一限位块337设置于第三板336的两侧，以夹持固定第三板336，保证了第三板336在第二滚珠丝杠机构332的固定稳定性，避免第三板336在运动的过程中与第二滚珠丝杠机构332之间出现打滑现象第四板338上开设U型孔，第三板336穿过U型孔与纠偏板334固定连接，U型孔的设置使得第三板336在运动的过程中，不受第四板338的影响。

纠偏驱动机构331采用伺服电机，当叠片台2上的隔膜出现倾斜或者叠片台2上的极片与隔膜不能有效贴合时，纠偏驱动机构331驱动第二滚珠丝杠机构332运动，带动第三板336沿第二导轨滑块机构333运动，进而带动固定于第三板336上的纠偏板334运动，与纠偏板334上的隔膜通过摩擦带动隔膜前后运动，以实现对隔膜的纠偏。第二导轨滑块机构333为直线导轨。

如图7所示，所述压持机构包括压刀41、固定于水平移动机构31上的压刀驱动机构，压刀驱动机构的输出端与压刀41的一端连接，压刀41的另一端与叠片台2自由接触；所述压刀驱动机构包括抬升机构和第一移动驱动机构44，第一移动驱动机构44固定于水平移动机构31上，抬升机构的输出端与压刀41的一端连接，以驱动压刀41上下移动，第一移动驱动机构44的输出端与抬升机构连接，以驱动抬升机构带动压刀41左右移动；第一移动驱动机构441采用气缸，该气缸通过一个固定板固定于水平移动机构31的移动平台313上。

所述抬升机构包括抬升气缸42、第三导轨滑块机构43和固定于水平移动机构31上的叠片支架45，第三导轨滑块机构43固设于叠片支架45上，抬升气缸42通过第三导轨滑块机构43可移动固定于叠片支架45上；抬升气缸42的输出端与压刀41的一端连接，以驱动压刀41上下移动，第一移动驱动机构44的输出端与抬升气缸42固定连接，以驱动抬升气缸42沿第三导轨滑块机构43左右运动。在压刀41与叠片台2压持状态下，压刀41需要抽出时，抬升气缸42的气源泄气，使得压刀41与叠片台2上的极片脱离接触，然后第一移动驱动机构44伸缩带动压刀41离开叠片台2，实现压刀41在抽出时与电芯极片不接触，从而从根本上消除压刀41抽出时由于压力摩擦导致的电芯极片出现压痕摩擦，提高了产品的一致性和质量。

如图1和2所示，第二输送机构6包括立柱61和极片固定机构62，立柱61一端固定于机架1上，立柱61另一端固定有直线模组63，直线模组63的输出端与极片固定机构62的固定端固定连接，极片固定机构62的夹持端固定极片；极片固定机构62包括第一固定板621、第一驱动机构和吸盘622，第一固定板621与直线模组63的输出端固定连接，第一驱动机构的固定端与第一固定板621连接、输出端与吸盘622的固定端连接，以驱动吸盘622运动，吸盘622的吸附端固定有极片。

所述第一驱动机构包括第一气缸623和吸盘支架624，第一气缸623固定于第一固定板621上，第一气缸623的输出端与吸盘支架624一端固定连接，吸盘支架624的另一端与吸盘624的固定端连接，第一气缸623驱动吸盘支架624带动吸盘624运动。两直线模组63的运动方向与叠片台2前后运动方向相交，优选两方向垂直设置。

如图3所示，第一输送机构7包括两隔膜辊71和用于放置隔膜的隔膜腔，两隔膜辊71分别设置于隔膜腔出口的相对两侧，以导向隔膜的运动；

工作过程：叠片台2的同侧设置两个压持机构4，即叠片台2两侧共设置4个压持机构4，工作时，叠片台2初始位置在最右边，隔膜从第一输送机构7的两个隔膜辊71之间的穿出，靠近右侧第二输送机构6的两相对的压持机构4上的压刀处于下压状态，将隔膜固定于叠片台2上，另两压持机构4处于松动状态，与隔膜不接触，即附图7中的第三压刀412和第四压刀512处于下压状态，第一压刀411和第二压刀511处于松动状态，右侧的第二输送机构6工作，直线模组63驱动第一固定板621运动，进而带动固定于第一固定板621上的第一气缸623运动，当第一气缸623运动到叠片台2上的设定位置时，直线模组63停止运动，第一气缸623驱动吸盘支架624向叠片台2运动，因此使得吸附有正/负极片的吸盘624向叠片台2运动，将极片放置于叠片台2上，然后第一抬升气缸421和第二抬升气缸521分别带动第一压刀411和第二压刀511向上运动，同时，第一移动气缸441和第二移动气缸541伸长，使得第一压刀411和第二压刀511向靠近叠片台2靠近，当第一压刀411和第二压刀511运动到叠片台2正上方的设定位置时，第一抬升气缸421和第二抬升气缸521缩回，带动第一压刀411和第二压刀511压紧叠片台2上的极片。

然后叠片台2随着水平移动机构31拉动隔膜向左运动，当移动到最左端时，第一压刀411和第二压刀511处于压紧状态不动，第三抬升气缸422和第四抬升气缸522的气源均泄气，分别与第三抬升气缸422和第四抬升气缸522连接的第三压刀412和第四压刀512保持松动状态，减少了压刀抽离时与隔膜的摩擦，第一移动气缸442和第二移动气缸542动作，带动第三压刀412和第四压刀512脱离隔膜，随后通过左侧的第二输送机构输送负/正极片放置于叠片台2的隔膜上，随后第一移动气缸442和第二移动气缸542动作，将第三压刀412和第四压刀512压紧极片，然后叠片台2随着水平移动机构31拉动隔膜向右运动，如此往复运动进行Z型叠片，得到一定叠片量的极片，以完成叠片，在完成叠片后，通过现有的切刀机构，将隔膜切断即可。

在以上往复运动的Z型叠片中，叠片台2通过升降机构32对叠片台2升降进行控制，从而实现消除极片厚度差异的效果，通过叠片台的左右纠偏机构33，带动纠偏板运动，进而通过纠偏板334与隔膜的摩擦带动隔膜运动，从而实现隔膜前后方向的纠偏。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。