電池電芯自動疊片機及電池電芯制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池制造領域，尤其涉及一種電池電芯自動疊片機，適用于鋰電池、鎳氫電池及鎳鉻電池等矩形電池的“Z”字形疊片，本發明還涉及一種電池電芯制造方法。
【背景技術】
[0002]鋰電池、鎳氫電池及鎳鉻電池等電池的電芯主要由交替疊放的正極片、負極片以及設置在正、負極片之間的絕緣隔膜組成，疊片機即為用以完成上述正負極片及隔膜疊放工作而生產出電芯的設備。
[0003]疊片機通常包括機架和固定在機架上的料槽、定位機構、疊片機構、機械手機構、隔膜放料及糾偏機構、卷繞機構及貼膠機構等功能機構，機架通常包括一水平設置的底座和固定在底座上的一豎直方向的立板，上述各功能機構都安裝在該立板上，使得各機構布置不夠緊湊，造成立板太高，占用空間大，且不利于機械手機構順暢活動，影響疊片效率。
[0004]另外，由于電芯中正極片和負極片需交替疊放，現有的疊片機中正、負極片的料槽一般是相鄰設置，在電芯的生產過程中，正負極片所產生的粉塵容易相互混合落到極片上對電池質量造成不良影響。
【發明內容】
[0005]本發明提出一種電池電芯自動疊片機，解決現有的疊片機中各功能機構布置不緊湊導致疊片機占用空間大的問題。
[0006]進一步地，本發明還解決正、負極片產生的粉塵容易相互混合落到極片上影響電池質量的技術問題。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
根據本發明的一個方面，本發明提供一種電池電芯自動疊片機，包括機架、疊片結構、正極片料槽、負極片料槽、上料結構、隔膜放料及張力控制結構、隔膜殘卷結構、電芯貼膠結構、取成品電芯結構和電芯抓取結構；機架包括水平設置的面板和位于面板上方的頂板；疊片結構安裝于所述面板上，包括疊片臺機構和用以驅動疊片臺機構在第一位置和第二位置之間水平直線往復運動的疊片臺移載機構；正極片料槽和負極片料槽安裝于所述面板上，且分別對應于第一位置和第二位置設置；上料結構安裝于所述頂板上，并分別對應于所述正極片料槽和負極片料槽設置，以在疊片臺機構往復運動時將正極片料槽中的正極片和負極片料槽中的負極片交替地移載至所述疊片臺機構上；隔膜放料及張力控制結構，安裝于所述頂板上，并位于所述第一位置和第二位置之間，以在疊片臺機構往復運動時向疊片臺機構上提供隔膜而使正極片與負極片相隔離；隔膜殘卷結構，安裝于所述面板上并位于所述疊片結構的下游，以將預定長度的隔膜卷繞于完成疊片后形成的半成品電芯上；電芯貼膠結構，位于所述隔膜殘卷機構的下游，用以對卷繞完成的電芯進行貼膠而形成成品電芯；取成品電芯結構，位于所述電芯貼膠結構的下游，用以承托成品電芯并將成品電芯轉移至成品放置區；電芯抓取結構，位于所述疊片結構和所述取成品電芯結構之間，用以抓取所述半成品電芯，并將所述半成品電芯依次送至隔膜殘卷機構卷繞和電芯貼膠機構貼膠后送至所述取成品電芯結構。
[0008]優選地，所述正極片料槽和所述負極片料槽分列于所述疊片臺機構直線運動方向的兩側。
[0009]優選地，所述上料結構包括用以吸取極片的吸料機構和用以帶動吸料機構行走的水平移動機構；所述水平移動機構包括第一級傳動機構和第二級傳動機構；第一級傳動機構包括第一連接板以及與所述第一連接板相連的動力組件，所述動力組件驅動第一連接板以設定速度相對于所述頂板移動；第二級傳動機構與第一連接板相連，并在第一連接板的帶動下以兩倍的設定速度相對于頂板作倍速移動；所述吸料機構與所述第二級傳動機構相連，從而使所述吸料機構相對于所述頂板作快速移動。
[0010]優選地，所述隔膜放料及張力控制結構包括立板機構、隔膜卷軸、過輥、隔膜張力控制機構、水平滑軌和隔膜糾偏機構；立板機構可移動地安裝于該水平滑軌上；隔膜卷軸用以放置隔膜卷，安裝于所述立板機構上；過輥用以對隔膜進行引導，安裝于所述立板機構上；隔膜張力控制機構包括導軌、位置可調地連接于導軌上的浮動輥、驅動浮動輥沿導軌移動而保持隔膜張力的張力控制驅動裝置；所述導軌安裝于立板機構上，且導軌兩端點的連線與水平面具有夾角α ;水平滑軌安裝于所述頂板上，水平滑軌的長度方向與所述疊片臺機構直線運動方向垂直；隔膜糾偏機構，連接所述立板機構而可驅動立板機構沿水平滑軌移動。
[0011]優選地，所述隔膜殘卷結構包括隔膜切斷機構、挑隔膜機構、隔膜卷繞機構；所述挑隔膜機構包括第一級隔膜張力控制組件和第二級隔膜張力控制組件；第一級隔膜張力控制組件包括由至少兩根相互間隔的第一過輥構成的第一組過輥、由至少一根第二過輥構成的第二組過輥以及第一驅動裝置，所述第一組過輥位于隔膜上方，所述第二組過輥位于隔膜下方，且第一過輥與第二過輥在隔膜長度方向交錯排列，所述第一驅動裝置驅動第一組過輥和第二組過輥相互遠離而將隔膜挑成所述預定長度，且所述第一驅動裝置還驅動兩組過輥隨隔膜卷繞而相互靠近，以使隔膜在卷繞時保持恒張力；第二級隔膜張力控制組件包括位于隔膜上方的第一壓輥、位于隔膜下方的第二壓輥以及第二驅動裝置，當隔膜卷繞至還剩設定的警戒長度時，所述第二驅動裝置驅動所述第一壓輥和所述第二壓輥相互靠近而夾住隔膜，使隔膜尾段在卷繞時保持恒張力；所述隔膜切斷機構設置于所述第一級隔膜張力控制組件的上游，用以在第一級隔膜張力控制組件將隔膜挑成預定長度后將隔膜切斷；所述隔膜卷繞機構設置于所述第二級隔膜張力控制組件的下游，用以將所述預定長度的隔膜卷繞于所述半成品電芯上。
[0012]優選地，所述疊片臺機構包括一底板；所述疊片臺移載機構包括固定在所述面板上并且前后延伸的移載導軌、與該移載導軌相配合并固定在疊片臺機構的底板上的滑塊以及用以驅動該滑塊前后移動的移載驅動裝置；所述移載驅動裝置包括一電機和由該電機驅動的兩條平行設置的齒形帶；所述齒形帶與所述移載導軌平行，所述移載導軌的兩端分別對應所述第一位置和所述第二位置。
[0013]優選地，所述電芯貼膠結構通過支撐桿支撐于所述面板上；所述電芯抓取結構包括:一抓持單元，用以抓取電芯；一翻轉單元，用以固定該抓持單元并帶動該抓持單元在豎直面進行-度范圍的翻轉；一上下移動單元，用以固定該翻轉單元并帶動該翻轉單元上下移動；以及一水平移動單元，其能夠前后移動地固定在所述面板上，用以固定該上下移動單元并帶動該上下移動單元前后移動；所述電芯抓取結構能夠將電芯從水平狀態翻轉至豎直狀態送至所述電芯貼膠結構處，從而配合所述電芯貼膠結構對電芯的側面進行U字形包膠。
[0014]優選地，所述電池電芯自動疊片機還包括電芯檢測結構，所述電芯檢測結構設置于所述電芯貼膠結構處，所述電芯檢測結構包括:一安裝座；相對設置的兩夾持臂，夾持臂沿豎直方向設置，每個夾持臂都包括一絕緣材質的連接板及分別固定在所述連接板上下兩端的上導電夾板與下導電夾板，所述上導電夾板和下導電夾板之間具有間隔；一短路測試儀，其包括兩測試端，其中一測試端與所述兩夾持臂的上導電夾板電性連接，另一測試端與所述兩夾持臂的下導電夾板電性連接；至少一第一驅動件，其固定在所述安裝座上，驅動所述兩夾持臂相對靠近或遠離。
[0015]優選地，所述取成品電芯結構包括安裝架、電芯托盤機構、電芯轉移機構、電芯提取機構和電芯堆疊機構；安裝架安裝于所述面板上；電芯托盤機構包括用以緩存成品電芯的托盤，所述托盤安裝于所述安裝架上；電芯轉移機構安裝于所述安裝架上并位于所述電芯托盤機構上方；電芯提取機構連接所述電芯轉移機構，并由電芯轉移機構驅動而可水平移動；電芯堆疊機構用以疊放成品電芯，設置于所述電芯提取機構的行程范圍內，并位于電芯提取機構下方；所述電芯提取機構能夠提取緩存于所述托盤上的成品電芯，并在水平移動時將成品電芯轉移至所述電芯堆疊機構上。
[0016]根據本發明的另一個方面，本發明還提供一種電池電芯制造方法，包括:
令疊片臺在第一位置和第二位置之間水平直線往復運動；
在疊片臺往復運動時令分別安裝在對應于第一位置和第二位置的上方的上料結構將正極片和負極片交替地疊放于疊片臺上；
令一隔膜放料結構從疊片臺上方向疊片臺提供隔膜，并由疊片臺的往復運動使得隔膜呈Z字形放料將正極片與負極片相隔離，其中隔膜放料結構位于第一位置和第二位置連線的中點的上方；
將預定長度的隔膜卷繞在完成疊片后形成的半成品電芯上；
對卷繞完成的電芯進行貼膠而形成成品電芯。
[0017]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:本發明的疊片機中，機架設有上下間隔排布的面板和頂板，上料結構、隔膜放料及張力控制結構安裝在頂板上，與位于面板上的疊片臺結構相配合完成電池電芯制造過程中最重要的疊片工作。上料結構、隔膜放料及張力控制結構、疊片臺結構的行動路線互不干擾，充分利用機架空間，各結構可順暢移動，有機配合，提高疊片機疊片的效率。
[0018]進一步地，本發明的疊片機中，正、負極片料槽分列于疊片臺機構行走路線的兩偵牝并分別對應設置在疊片臺機構行程范圍的前后位置上，呈中心對稱布置，疊片臺機構在往復運動過程中接受正、負極片的交替上料及隔膜放料而實現疊片；正、負極片料槽距離相隔較遠，避免了生產過程中正、負極片所產生的粉塵相互混合落到極片上對電池質量造成影響的因素，提高產品質量。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明電池電芯自動疊片機實施例的結構示意圖。
[0020]圖2是本發明電池電芯自動疊片機實施例的俯視結構示意圖。
[0021]圖3是本發明電池電芯自動疊片機實施例中料槽與疊片結構的布置示意圖。
[0022]圖4是本發明電池電芯自動疊片機實施例中疊片結構的俯視結構示意圖。
[0023]圖5是本發明電池電芯自動疊片機實施例中上料結構的側向結構示意圖。
[0024]圖6是本發明電池電