技术领域
[0001] 本
申请涉及锂
电池生产制造设备领域，具体涉及一种叠片机。
背景技术
[0002]
锂离子电池生产过程中，传统的热复合叠片方式是先通
过热压辊将正极极片料带、负极极片料带和隔膜料带辊压在一起形成复合单元料带，之后，再由裁断机构将复合单元料带裁断形成复合单元，并将复合单元依次放在传送带上，通过通过机械手在传送带上抓取复合单元后放置在叠片台，叠片台上的压针压紧复合单元以层叠复合单元至预设层数形成叠片电芯。该方式中，将制作好的复合单元依次的通过机械手转移到叠片台上进行堆叠，各工序衔接时间长，生产效率低。同时，层叠的复合单元压紧不均匀，易产生错位，后续装配成成品电芯时，电芯过松，极大的影响了后续成品电池的良品率。
发明内容
[0003] 本申请提供一种叠片机，以提高成品叠片电芯的生产效率。
[0004] 本申请提供了一种叠片机，包括：
[0005] 可绕自身旋
转轴沿固定旋转方向旋转的旋转体，以及沿所述固定旋转方向设置在所述旋转体周向外围的入料位和叠片位；
[0006] 所述旋转体包括：围设在其周向外壁上的至少两个工作面，以及位于各所述工作面上的固定机构；所述旋转体绕自身
旋转轴沿固定旋转方向旋转，以将所述工作面在入料位和叠片位之间切换；所述工作面用于在入料位承接复合单元料带，所述入料位设有用于裁断复合单元料带以形成复合单元的裁断机构，所述固定机构用于固定复合单元料带和复合单元；所述叠片位设有位于所述旋转体下方的叠片台，所述固定机构还用于释放复合单元至所述叠片台上；所述叠片台用于承接复合单元，并将承接的复合单元层叠至预设层数形成叠片电芯。
[0007] 所述的叠片机，其中，切换至所述叠片台上方的工作面上的复合单元所在平面与所述叠片台所在平面平行，所述叠片位还设置有复合单元检测系统，所述复合单元检测系统用于检测切换至所述叠片台上方工作面上的复合单元与已释放至叠片台上的复合单元在
水平方向上的边缘之间偏移的偏差是否在预设范围内；所述叠片台还包括用于驱动其沿水平方向往复移动的叠片台水平驱动组件，所述叠片台水平驱动组件驱动所述叠片台在水平方向上沿偏移的相反方向移动，以调整切换至叠片台上方的工作面上的复合单元的边缘与已释放至叠片台上的复合单元的边缘之间偏移的偏差在预设范围内。
[0008] 所述的叠片机，其中，所述叠片位处还设置有电芯卸料机构，所述电芯卸料机构用于对所述叠片电芯进行卸料；所述叠片台还包括用于驱动其沿垂直方向往复移动的叠片台垂直驱动组件，所述叠片台垂直驱动组件驱动所述叠片台在垂直方向上向下移动避让所述电芯卸料机构进行卸料，或者，驱动所述叠片台在垂直方向上向上移动以接料。
[0009] 所述的叠片机，其中，所述入料位处还设置有复合单元料带检测系统和复合单元料带调整机构，所述复合单元料带检测系统用于检测所述工作面上承接的复合单元料带的边缘与所述工作面的边缘的偏差是否在预设范围内；所述复合单元料带调整机构用于沿复合单元料带偏差的相反方向纠正复合单元料带，以使复合单元料带的边缘与工作面的边缘之间的偏差处于预设范围内。
[0010] 所述的叠片机，其中，所述固定机构包括：压紧组件和
吸附组件，所述压紧组件用于在形成复合单元之前压紧或释放复合单元料带，和用于在形成复合单元之后释放复合单元；所述吸附组件用于在形成复合单元之后吸附或释放复合单元。
[0011] 所述的叠片机，其中，所述压紧组件包括：沿复合单元料带的宽度方向设置在所述工作面相对两侧边上的压爪，用于驱动所述压爪向靠近或远离所述工作面的方向移动的第一压爪驱动单元，以及用于驱动向远离所述工作面的方向移动后的压爪在水平面内旋转的第二压爪驱动单元；所述吸附组件包括：设置在各所述工作面上的多个吸附孔，所述多个吸附孔外接用于使其产生
真空吸附
力的
负压装置；在形成所述复合单元后，所述负压装置工作以使所述多个吸附孔产生真空吸附力以吸附复合单元；在所述复合单元检测兄检测合格后的复合单元随任一工作面转动到叠片台的上方且正对于叠片台时，所述负压装置破真空以使所述多个吸附孔释放复合单元。
[0012] 所述的叠片机，其中，所述叠片台上还设置有用于压紧释放至叠片台上的复合单元或避让待释放至叠片台上的复合单元的压针组件。
[0013] 所述的叠片机，其中，所述压针组件包括：压针，用于驱动压针沿垂直于叠片台的方向往复移动以压紧复合单元的第一压针驱动单元，以及用于驱动压针沿垂直于压针轴向方向往复移动以避让复合单元的第二压针驱动单元。
[0014] 所述的叠片机，其中，围设在所述旋转体外围的废片检测系统以及用于剔除废片的废片剔除机构，所述废片检测系统用于检测复合单元是否合格，所述废片剔除机构用于将不合格的复合单元通过真空吸附作用吸附并转移。
[0015] 所述的叠片机，其中，废片剔除机构包括：真空
吸盘，和用于驱动真空吸盘向靠近或远离不合格的复合单元移动的真空吸盘驱动组件；所述真空吸盘驱动组件驱动所述真空吸盘向靠近不合格的复合单元移动，所述真空吸盘用于产生真空负压力以吸附不合格的复合单元；所述真空吸盘驱动组件驱动所述真空吸盘向远离不合格的复合单元移动，所述真空吸盘破真空以释放不合格的复合单元。
[0016] 本发明的有益效果是：
[0017] 本申请提供了一种叠片机，包括：可绕自身旋转轴沿固定旋转方向旋转的旋转体，以及沿所述固定旋转方向设置在所述旋转体周向外围的入料位和叠片位；所述旋转体包括：围设在其周向外壁上的至少两个工作面，以及位于各所述工作面上的固定机构；所述旋转体绕自身旋转轴沿固定旋转方向旋转，以将所述工作面在入料位和叠片位之间切换；所述工作面用于在入料位承接复合单元料带，所述入料位设置有用于裁断复合单元料带以形成复合单元的裁断机构；所述固定机构用于固定复合单元料带和复合单元；所述叠片位设置有位于所述旋转体下方的叠片台，所述固定机构还用于释放复合单元至所述叠片台上；所述叠片台用于承接复合单元，并将承接的复合单元层叠至预设层数形成叠片电芯。多个工作面围设在旋转体的周向外壁上，节约了设备的安装空间，进而节约生产空间，同时，相对于现有堆叠的生产方式，通过切换工位的方式，使得形成在工作面上的复合单元释放至叠片台上，无需机械手转移复合单元，显著的提高了生产效率。
附图说明
[0018] 图1为本申请提供的叠片机的轴测图；
[0019] 图2为本申请提供的叠片机的主视图；
[0020] 图3为本申请提供的叠片机中旋转体旋转的动作示意图一；
[0021] 图4为本申请提供的叠片机中旋转体旋转的动作示意图二；
[0022] 图5为本申请提供的叠片机中旋转体旋转的动作示意图三；
[0023] 图6为本申请提供的叠片机中旋转体旋转的动作示意图四。
具体实施方式
[0024] 下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0025] 参见图1和图2所示，本
实施例所提供的叠片机主要包括：复合单元料带制作装置100，旋转体10和围设在旋转体10周向外围的入料位A和叠片位B。
[0026] 复合单元料带制作装置100用于制作复合单元料带101，并将制作的复合单元料带101输送至旋转体10的位于入料位A处的工作面12上。如图2所示，复合单元料带制作装置
100包括：一对
热压辊103，多个过棍104以及纠偏系统105。复合单元料带101包括：两层层叠的隔膜带，设置在两层隔膜带之间的正极极片带或负极极片带，以及设置在最上层隔膜带上表面的负极极片带或正极极片带，或者设置在最下层隔膜带下表面的负极极片带或正极极片带。一对热压辊103通过热辊压的方式将两层层叠的隔膜带，设置在两层隔膜带之间的正极极片带或负极极片带，以及设置在最上层隔膜带上表面的负极极片带或正极极片带，或者设置在最下层隔膜带下表面的负极极片带或正极极片带通过热辊压的方式复合成一整体，从而得到复合单元料带101，复合单元料带101穿带在多个过棍104上，以传送复合单元料带101，并为传送的复合单元料带101提供足够的
张力，纠偏系统105用于对传送过程中产生偏移的复合单元料带101纠偏，保持传送的一致性。
[0027] 旋转体10的轴向方向具有旋转轴11，该旋转体10可绕自身旋转轴11沿固定旋转方向旋转，该旋转体10旋转的固定旋转方向根据复合单元料带制作装置100输送的复合单元料带101的输送方向确定，如图2所示，复合单元料带101的输送方向为由左至右的方向，则前述的固定旋转方向为顺
时针方向。
[0028] 上述旋转体10包括：围设在旋转体10周向外壁上的至少两个工作面12，以及设置在各工作面12上的固定机构。旋转体10绕自身旋转轴11沿固定旋转方向旋转，从而将各工作面12在入料位A和叠片位B之间切换。在入料位A处，工作面12用于承接从复合单元料带制作装置100制作并输出的复合单元料带101，在入料位A处还设置有裁断机构20，该裁断机构20用于将承接在入料位A处工作面12上的复合单元料带101裁断形成复合单元102。在入料位A处，工作面12上的固定机构用于固定承接在该处工作面12上的复合单元料带101，并在裁断机构20将复合单元料带101裁断后，固定所形成的复合单元102。在叠片位B处设置有位于旋转体10下方的叠片台30，在旋转体10绕自身旋转轴沿固定旋转方向将形成有复合单元
102的工作面12由入料位A切换至叠片位B后，前述的固定机构释放复合单元102至叠片台30上，该叠片台30用于承接所释放的复合单元102。通过旋转体的多次旋转切换后，将形成的复合单元102依次的释放至叠片台30上，即下一释放的复合单元102层叠至上一释放的复合单元102上，使得依次形成的复合单元层叠堆放，直至层叠堆放至叠片电芯所需的预设层数，则形成叠片电芯。如此，复合单元的转移方式仅是通过旋转体10的旋转和固定机构的释放实现的，不仅节约了设备安装空间，还简化转移过程，节约转移时间，从而提高叠片电芯生产效率。
[0029] 如上，固定机构包括：压紧组件和吸附组件，其中，压紧组件用于在形成复合单元102之前压紧或避让复合单元料带101，和用于在形成复合单元之后释放复合单元。吸附组件用于在形成复合单元之后吸附或释放复合单元102，即吸附由压紧组件释放的复合单元。
[0030] 压紧组件包括：至少两个压爪13、第一压爪驱动单元和第二压爪驱动单元，各压爪13上都分别设有第一压爪驱动单元和第二压爪驱动单元，至少两个压爪13沿复合单元料带
101的宽度方向设置在工作面12的相对两侧边上，第一压爪驱动单元用于驱动压爪13向靠近或远离工作面12的方向移动，第二压爪驱动单元用于驱动向远离工作面12的方向移动后的压爪13在水平面内旋转。吸附组件包括：设置在各工作面12上的多个吸附孔14，该多个吸附孔14外接负压装置，负压装置工作以使前述多个吸附孔14产生真空吸附力，负压装置停止工作以使前述产生了真空吸附力的多个吸附孔14破真空。
[0031] 在入料位A处的工作面12承接了从复合单元料带制作装置100制作并输出的复合单元料带101之前，第一压爪驱动单元驱动压爪13向远离工作面12的方向移动，第二压爪驱动单元再驱动向远离工作面12移动后的压爪13在水平面内旋转，压爪13旋转后的
位置满足避让从复合单元料带制作装置100输出的复合单元料带102，使得复合单元料带制作装置100输出的复合单元料带102可以顺畅的输送到入料位A处的工作面12上。在入料位A处的工作面12承接了从复合单元料带制作装置100制作并输出的复合单元料带101之后，第二压爪驱动单元驱动旋转后的压爪13复位，第一压爪驱动单元驱动复位后的压爪13向靠近工作面
12的方向移动以压紧复合单元料带102。此时，裁断机构20工作以裁断复合单元料带101形成复合单元102，工作面12上的多个吸附孔14在负压装置的作用下产生真空吸附力吸附复合单元102，同时，第一压爪驱动单元驱动压紧在复合单元102上的压爪13向远离工作面12的方向移动，第二压爪驱动单元驱动向远离工作面12的方向移动后的压爪13在水平面内旋转以避让复合单元102。如此，前述形成复合单元102的工作面12在旋转体10绕自身旋转轴沿固定旋转方向将该工作面12由入料位A切换到叠片位B后，压紧组件无需再次执行驱动动作，只需前述的多个吸附孔14破真空，从而释放所吸附的复合单元102，如此，便可提高复合单元102的释放速度，进一步提高叠片效率。
[0032] 本申请中，在叠片台30上还设置有压针组件(图中未示出)，该压针组件用于压紧释放至叠片台30上的复合单元102，或者避让待释放至叠片台30上的复合单元102。待释放至叠片台30上的复合单元102是指形成有复合单元102的工作面12由入料位A切换到叠片位B后，未被固定机构释放的复合单元。
[0033] 具体的，上述的压针组件包括：压针，第一压针驱动单元以及第二压针驱动单元，第一压针驱动单元用于驱动压针沿垂直于叠片台30的方向向远离或靠近叠片台30的方向往复移动，第二压针驱动单元用于驱动向远离叠片台30的方向移动后的压针在水平面内旋转以避让待释放的复合单元102。在形成有复合单元102的工作面12由入料位A切换到叠片位B时或切换时，第一压针驱动单元驱动压针沿垂直于叠片台30的方向向远离叠片台30的方向移动，第二压针驱动单元驱动向远离叠片台30的方向移动后的压针在水平面内旋转以避让待释放的复合单元102。在待释放的复合单元102释放至该叠片台30上后，第二压针驱动单元驱动压针复位，第一压针驱动单元驱动复位后的压针沿垂直于叠片台30的方向向靠近叠片台的方向移动以压紧复合单元102。如此往复循环，以层叠复合单元102形成叠片电芯。
[0034] 本申请中，由入料位A切换至叠片位B叠片台30上方的工作面12上的复合单元102所在平面与叠片台30所在平面平行，即，由入料位A切换至叠片位B叠片台30上方的工作面12上的复合单元102所在平面与已释放至叠片台30上的复合单元102所在平面平行。作为优选的实施方式，由于复合单元102为柔性片状结构，只需保证由入料位A切换至叠片位B处叠片台30上方的工作面12所在平面与叠片台30所在平面平行即可。
[0035] 如上，在保证由入料位A切换至叠片位B处叠片台30上方的工作面12所在平面与叠片台30所在平面平行后，即，待释放的复合单元102和已释放至叠片台30上的复合单元102平行后，即可便于判断两个复合单元102是否对齐，或者对齐的偏差是否在预设范围内。相应的，在叠片位B处还设置有复合单元检测系统(图中未示出)，该复合单元检测系统用于检测切换至叠片台30上方的工作面12上的复合单元102与已释放至叠片台30上的复合单元102在水平方向上的边缘之间偏移的偏差是否在预设范围内。在叠片台30上还设置有用于驱动叠片台30沿水平方向往复移动的叠片台水平驱动组件31，该叠片台水平驱动组件31驱动叠片台在水平方向上沿偏移的相反方向移动，以调整切换至叠片台30上方的工作面12行的复合单元102与已释放至叠片台30上的复合单元102的边缘之间的偏差在预设范围内，避免层叠在叠片台30上的多层复合单元102在层叠方向上偏差，而影响成品叠片电芯
质量。
[0036] 在叠片位B处还设置有电芯卸料机构40，该电芯卸料机构40用于对前述形成的叠片电芯进行卸料，以将叠片电芯转移到下一工序对叠片电芯进行压合、贴胶等工序。具体的，电芯卸料机构40可以是机械手，通过夹取或吸取的方式转移叠片电芯。
[0037] 在一实施例中，所形成的叠片电芯由于距离旋转体距离较近，不便于电芯卸料机构40靠近转移叠片电芯，则叠片台30还设置有用于驱动叠片台30沿垂直方向往复移动的叠片台垂直驱动组件32，该叠片台垂直驱动组件32驱动叠片台30在垂直方向上向下移动以避让电芯卸料机构40进行卸料，或者，驱动叠片台30在垂直方向上向上移动以接料，即，承接释放的复合单元102。
[0038] 一些实施例中，承接在入料位A处的复合单元料带102由于传输不可避免的会出现偏移的现象，为减少承接在工作面12上的复合单元料带101出现偏移的现象，在入料位A处还设置有复合单元料带检测系统和复合单元料带调整机构(图中未示出)，其中，复合单元料带检测系统用于检测在承接在入料位A处工作面12上的复合单元料带101的至少一边缘与该处工作面12的至少一边缘的偏差是否在预设方位内，复合单元料带调整机构用于沿复合单元料带102偏差的相反方向纠正复合单元料带102，以使复合单元料带102的至少一边缘与工作面12的至少一边缘之间的偏差处于预设范围内。
[0039] 上述实施方式中，复合单元料带检测系统可以是通过CCD成像检测，或者是通过光电
传感器进行检测，例如，在旋转体10的上方设置两个
光电传感器，两个光电传感器分别位于入料位A处工作面12沿旋转轴11轴向方向的两侧边缘的上方，分别用于检测复合单元料带102宽度方向的两侧边缘与工作面12上的两侧边缘之间偏移的偏差是否在预设范围内。前述的复合单元料带调整机构可以是机械手，利用机械手推动的方式沿偏移的相反方向纠正复合单元料带。
[0040] 在一实施例中，本申请提供的叠片机还包括：围设在旋转体10外围的废片检测系统以及废片剔除机构，废片检测系统用于检测复合单元102是否合格，废片剔除系统用于将不合格的复合单元102通过真空吸附力的作用吸附并转移。
[0041] 如前所述，复合单元102包括：层叠的两层隔膜，设置在两层隔膜之间的正极极片或负极极片，以及设置在上层隔膜上表面的负极极片或正极极片，或者设置在下层隔膜下表面的负极极片或正极极片。废片检测系统可以是通过CCD成像原理检测极片与隔膜在上下层叠方向上的偏差是否在预设方位内，如此，即可判断是否为合格的复合单元。需要说明的是，废片检测系统可以设置在入料位A处，也可设置在叠片位B处。
[0042] 废片剔除机构包括：真空吸盘和真空吸盘驱动组件，真空吸盘驱动组件用于驱动真空吸盘向靠近或远离不合格的复合单元移动，真空吸盘驱动组件驱动真空吸盘向靠近不合格的复合单元移动，真空吸盘用于产生真空吸附力以吸附不合格的复合单元。真空吸盘驱动组件驱动吸附有不合格的复合单元的真空吸盘向远离不合格的复合单元的方向移动，之后，真空吸盘破真空以释放不合格的复合单元，对不合格的复合单元进行回收再利用。
[0043] 本申请中，旋转体10的周向外壁上设置有四个工作面12，即四个工作面12沿旋转体10的周向外壁等分阵列，如此，四个工作面12便两两相邻，相邻的两个工作面12的侧边重合或不重合。当然，在其他实施例中，工作面12设置的数量也可为其他数值，例如：三个、五个、六个等，在此不再一一列举。
[0044] 可以理解的是，上述旋转体10的截面为四边形，四个工作面12分别位于该四边形的每个边上。可以理解的是，当设置有四个工作面12时，旋转体10绕自身旋转轴11沿固定方向每次旋转的
角度为相邻两工作面12之间的夹角，即为90°，该设置有四个工作面12的旋转体10每旋转90°，必有一个工作面12朝下且正对于叠片台30。
[0045] 以下以设置四个工作面为例对旋转体的旋转动作进行说明，同时，为便于对裁断和废片剔除的描述，特增加裁断位C和废片剔除位D，将裁断机构20和废片检测系统设置在裁断位C，废片剔除机构设置在废片剔除位D处。
[0046] 参见图3所示，在入料位A处的工作面12，该工作面12上的第一压爪驱动单元驱动压爪13向远离入料位A处工作面12的方向移动，第二压爪驱动单元驱动向远离入料位A处工作面12的方向移动后的压爪在水平面内旋转，以避让有复合单元制作装置100制作并输出的复合单元料带101，当复合单元料带101输送到入料位A处的工作面12上后，第二压爪驱动单元驱动压爪13复位，第一压爪驱动单元驱动压爪13向靠近工作面12的方向移动以压紧复合单元料带。
[0047] 参见图4所示，图中示出的是旋转体10沿固定旋转方向(即图中实心弧形箭头所指方向)绕旋转轴11旋转90°后的示意图，将原入料位A处的工作面12切换到裁断位C处，相应的，裁断机构20设置在该裁断位C处，之后切换到入料位A处的工作面12重新承接复合单元料带101，裁断机构20将重新切换到入料位A处工作面12上重新承接的复合单元料带101和切换至裁断位C处的原入料位A处工作面12上的复合单元料带101沿两个工作面12之间裁断，以在切换至裁断位C处的原入料位A处工作面12上形成复合单元102。切换至裁断位C处的原入料位A处工作面12上的多个吸附孔14在负压装置的作用下产生真空吸附力以吸附复合单元102，同时，压爪13在两个压爪驱动单元的驱动下重复避让复合单元料带101的动作。
[0048] 本实施方式中，废片检测系统个设置在裁断位C处，以检测复合单元是否合格，合格的复合单元在叠片位B处释放至叠片台，不合格的复合单元则不释放至叠片台，随旋转体10的旋转流转至废片剔除位D处。
[0049] 本实施方式中，在裁断位C处还可设置复合单元检测系统以及复合单元调整机构，复合单元检测系统用于检测复合单元的边缘与工作面的边缘之间的偏差是否在预设范围内，复合单元调整机构用于向偏移的相反方向移动复合单元，复合单元的边缘与工作面的边缘之间的偏差调整至预设范围内，满足后序工序的要求。
[0050] 参见图5所示，图中示出的是旋转体10再次沿固定旋转方向(即图中实心弧形箭头所指方向)绕旋转轴11旋转90°后的示意图，将切换至裁断位C处的工作面12切换至叠片位B处，且该工作面12上固定的是由废片检测系统检测合格的复合单元102，则该工作面12上的多个吸附孔14外接的负压装置停止工作，使得多个负压孔14破真空，以释放合格的复合单元102至叠片台30上。
[0051] 参见图6所示，由废片检测系统检测不合格的复合单元随旋转体10的旋转流转到废片剔除位D处，在废片剔除位D处设置的废片剔除机构通过真空吸附力的作用将不合格的复合单元吸附并转移。
[0052] 综上所述，本申请所提供的叠片机，不仅有效的节约了设备的空间占用率，还能够提高生产叠片电芯的效率。
[0053] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、
变形或替换。
