一种叠台装置、立式叠片机及电芯制造设备的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池制造设备技术领域，具体涉及一种叠台装置、立式叠片机及电芯制造设备。


背景技术：

2.锂离子电池中电芯的生产工艺一般有两种，一种为卷绕工艺，另一种为叠片工艺。其中，叠片式电池的电芯由隔膜、负极片、隔膜、正极片依次层叠形成，叠片工艺生产的电芯具有容量高、内阻小的优点，且叠片工艺能够生产多种形状的电芯，可根据实际需求进行设定。叠片式电池的电芯一般采用叠片机进行制备，现有的叠片机通常为工作台水平设置的卧式叠片机，导致叠片机占地面积大，维护空间小。


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机占地面积大的缺陷，从而提供一种叠台装置、立式叠片机及电芯制造设备。
4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种叠台装置，包括：叠台架，适于设置在机架的立板上，所述叠台架包括安装台，所述安装台垂直于所述立板设置；叠台机构，设置于所述安装台上，所述叠台机构用于对正极片、负极片及隔膜进行叠片。
5.可选地，所述叠台架还包括叠台竖板，所述叠台竖板与所述立板平行设置且与所述安装台连接。
6.可选地，所述叠台架还包括加强板，所述加强板连接在所述叠台竖板和所述安装台之间。
7.本实用新型还提供了一种立式叠片机，包括上述的叠台装置。
8.可选地，所述立式叠片机还包括机架和极片抓取装置，所述机架包括立板，所述极片抓取装置设置在所述立板上，且位于所述叠台装置的上方。
9.可选地，所述极片抓取装置包括移动驱动结构、升降驱动结构及极片抓取机构，所述移动驱动结构设置在所述立板上且适于驱动所述极片抓取机构沿横向往复移动，所述升降驱动结构设置在所述移动驱动结构上且与所述极片抓取机构连接，所述升降驱动结构适于驱动所述极片抓取机构沿竖向移动，其中，所述横向为所述立板的水平延伸方向。
10.可选地，所述升降驱动结构为直线电机。
11.可选地，所述立式叠片机还包括正极片输送装置和负极片输送装置，所述正极片输送装置和所述负极片输送装置贯穿所述立板设置且分设于所述叠台装置的两侧。
12.可选地，所述立式叠片机还包括隔膜放卷装置，所述隔膜放卷装置设置于所述立板上，所述隔膜放卷装置适于对隔膜卷进行放料。
13.本实用新型还提供了一种电芯制造设备，包括上述的立式叠片机。
14.本实用新型具有以下优点：
15.1.本实用新型提供的一种叠台装置，将安装台与机架上的立板相互垂直设置，并
利用安装台上的叠台机构进行叠片，因此，该叠台装置为立式设置，减小了叠台装置的占地面积，增大了设备的维护空间。
16.2.本实用新型提供的一种叠台装置，利用叠台竖板与立板配合相接，便于叠台架与立板的对应配合，即便于叠台架的安装。
17.3.本实用新型提供的一种叠台装置，通过设置加强板，可以对叠台架进行加固，保证叠台装置的稳定性。
18.4.本实用新型提供的一种立式叠片机，通过设置极片抓取装置以对极片进行抓取和放置，以与叠台装置配合进行叠片，并且，将极片抓取装置集成设置于立板上，进一步缩小立式叠片机的体积。
19.5.本实用新型提供的一种立式叠片机，将升降驱动结构设置为直线电机，提高了极片抓取机构沿竖向的移动速度。
20.6.本实用新型提供的一种立式叠片机，将正极片输送装置和负极片输送装置贯穿立板后分设于叠台装置的两侧，布局更加紧凑，极片抓取行程短，加快生产节拍。
21.7.本实用新型提供的一种立式叠片机，将隔膜放卷装置和极片抓取装置同时设置于立板上，更便于对立式叠片机的维护，保证隔膜放卷装置和极片抓取装置的配合叠片。
附图说明
22.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。
23.图1示出了本实用新型的实施例1提供的叠台装置和机架的结构示意图；
24.图2示出了本实用新型的实施例1提供的叠台装置的结构示意图；
25.图3示出了本实用新型的实施例2提供的立式叠片机的整体结构示意图；
26.图4示出了本实用新型的实施例2提供的机架和隔膜放卷装置的结构示意图；
27.图5示出了本实用新型的实施例2提供的机架、极片抓取装置、叠台装置、正极片输送装置、负极片输送装置、正极片纠偏装置和负极片纠偏装置的结构示意图；
28.图6示出了本实用新型的实施例2提供的正极片纠偏装置或负极片纠偏装置的结构示意图；
29.图7示出了本实用新型的实施例2提供的极片抓取装置的结构示意图；
30.图8示出了本实用新型的实施例2提供的尾卷装置的结构示意图。
31.附图标记说明：
32.10、机架；11、立板；100、隔膜放卷装置；110、放卷机构；120、过辊机构；121、第一辊体；130、缓存机构；131、第二辊体；140、张力调节机构；150、隔膜摆动机构；200、极片抓取装置；210、极片抓取机构；211、第一正极片吸附件；212、第二正极片吸附件；213、第一负极片吸附件；214、第二负极片吸附件；220、抓取驱动机构；221、移动驱动结构；2211、定子；2212、第一动子；2213、第二动子；2214、第三动子；222、升降驱动结构；2221、第一升降部；2222、第二升降部；2223、第三升降部；2224、第四升降部；300、叠台装置；310、叠片台；320、压刀组件；321、压刀座；322、压刀架；323、压刀本体；324、第一升降结构；330、开合机构；331、齿条；
332、齿轮；340、安装台；350、第二升降结构；360、第三升降结构；370、叠台竖板；380、加强板；400、尾卷装置；410、安装座；420、取料机构；430、缠绕机构；431、夹紧结构；432、旋转结构；440、夹持机构；450、切断机构；500、正极片输送装置；600、负极片输送装置；700、正极片纠偏装置；710、正极片纠偏平台；720、正极片纠偏机构；721、定位板；722、横向定位基准；723、横向纠偏驱动器；724、纵向定位基准；725、纵向纠偏驱动器；800、负极片纠偏装置；810、负极片纠偏平台；820、负极片纠偏机构。
具体实施方式
33.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。
34.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。
35.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。
36.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。
37.实施例1
38.如图1和图2所示的叠台装置300的一种具体实施方式，包括：叠台架和叠台机构，叠台架设置在机架10的立板11上，叠台架包括安装台340，安装台340垂直于立板11设置，叠台机构设置于安装台340上，使用叠台机构对正极片、负极片和隔膜进行叠片。
39.将安装台340与机架10上的立板11相互垂直设置，并利用安装台340上的叠台机构进行叠片，因此，该叠台装置300为立式设置，减小了叠台装置300的占地面积，增大了设备的维护空间。
40.如图2所示，叠台架还包括叠台竖板370，叠台竖板370连接于安装台340的下表面上且与立板11平行设置。当叠台架安装于机架10上，叠台竖板370与立板11对应设置。利用叠台竖板370与立板11配合相接，便于叠台架与立板11的对应配合，即便于叠台架的安装。
41.如图2所示，叠台架还包括加强板380，加强板380连接在叠台竖板370和安装台340之间。通过设置加强板380，可以对叠台架进行加固，保证叠台装置300的稳定性。
42.如图2所示，叠台机构包括叠片台310，叠片台310平行于安装台340设置，叠片台310的下方连接有第二升降结构350，第二升降结构350设置于安装台340上，利用第二升降结构350驱动叠片台310沿竖向移动，以调节叠片台310在竖向的位置。
43.在本实施例中，如图2所示，叠台装置300还包括压刀机构和开合机构330，压刀机构设置有两个，两个压刀机构相对设置且对应叠片台310的两个侧部设置，每个压刀机构包括相对设置的两个压刀组件320，压刀机构能够对隔膜和/或极片进行按压。开合机构330也设置有两个，且两个开合机构330与两个压刀机构一一对应设置，每个开合机构330包括相对间隔设置的两个齿条331、同时与两个齿条331啮合设置的齿轮332以及驱动部件，两个齿条331分别与对应的两个压刀组件320相连接，驱动部件与齿轮332连接，在驱动部件的驱动下，两个压刀组件320能够沿第一方向相互靠近或相互远离运动。
44.在本实施例中，驱动部件为电机。
45.在本实施例中，如图2所示，压刀组件320包括压刀座321、压刀架322、压刀本体323和第一升降结构324，利用第一升降结构324对压刀本体323在竖向的位置进行调节，以与叠片台310上的隔膜和极片的位置相适配。
46.实施例2
47.如图3至图8所示的立式叠片机的一种具体实施方式，包括机架10以及设置于机架10的立板11上的隔膜放卷装置100、极片抓取装置200、实施例1中的叠台装置300、尾卷装置400、正极片输送装置500和负极片输送装置600。该叠片机的机架10竖直设置，将隔膜放卷装置100、极片抓取装置200、叠台装置300和尾卷装置400均布置于机架10的立板11上，充分利用竖直方向的布局空间，减小了占地面积。
48.如图4所示，隔膜放卷装置100包括放卷机构110、过辊机构120、缓存机构130和张力调节机构140。放卷机构110设置于机架10上，用于放置隔膜卷并对隔膜卷进行放料。过辊机构120也设置于机架10上，包括间隔设置的多个第一辊体121。缓存机构130可移动地设置于机架10上，包括间隔设置的多个第二辊体131，多个第一辊体121和多个第二辊体131一一对应设置。缓存机构130能够靠近或远离过辊机构120运动，以调节过辊机构120和缓存机构130之间的缓存距离。张力调节机构140设置于机架10上，通过设置张力调节机构140以对隔膜的张紧度进行调节，确保在整个叠片过程中隔膜始终保持张力状态，且张紧度稳定于一定值，进而保证电池的成型质量。
49.如图4所示，隔膜放卷装置100还包括隔膜摆动机构150，隔膜摆动机构150可移动地设置于机架10上。通过隔膜摆动机构150能够带动隔膜往复移动，以配合叠台装置300进行叠片。
50.如图5所示，立式叠片机包括正极片输送装置500和负极片输送装置600，正极片输送装置500和负极片输送装置600贯穿立板11设置且分设于叠台装置300的两侧，极片抓取装置200适于将正极片输送装置500上的正极片或负极片输送装置600上的负极片运送至叠台装置300上。将正极片输送装置500和负极片输送装置600贯穿立板11设置，且分设于叠台装置300的两侧，布局更加紧凑，极片抓取行程短，加快生产节拍。
51.在本实施例中，正极片输送装置500和负极片输送装置600均为传送带。
52.如图3和图6所示，立式叠片机还包括正极片纠偏装置700和负极片纠偏装置800，正极片纠偏装置700包括正极片纠偏平台710和正极片纠偏机构720，负极片纠偏装置800包括负极片纠偏平台810和负极片纠偏机构820。正极片纠偏装置700设置于叠台装置300和正极片输送装置500之间，负极片纠偏装置800设置于叠台装置300和负极片输送装置600之间。利用正极片纠偏装置700和负极片纠偏装置800对正极片和负极片进行定位，保证极片
抓取装置200抓取正极片和负极片的精确度。
53.在本实施例中，如图6所示，正极片纠偏机构720和负极片纠偏机构820均包括定位板721、沿定位板721的横向设置于定位板721的相对两侧的横向定位基准722和横向纠偏驱动器723、沿定位板721的纵向设置于定位板721的相对两侧的纵向定位基准724和纵向纠偏驱动器725，其中，定位板721设置于正极片纠偏平台710或负极片纠偏平台810上。通过横向纠偏驱动器723和纵向纠偏驱动器725对正极片或负极片的两侧边进行推动，使正极片或负极片的另外两侧边分别与横向定位基准722和纵向定位基准724相抵接。
54.如图7所示，极片抓取装置200包括极片抓取机构210和抓取驱动机构220。
55.具体的，如图7所示，极片抓取机构210包括第一正极片吸附件211、第二正极片吸附件212、第一负极片吸附件213和第二负极片吸附件214。第一正极片吸附件211用于将正极片输送装置500上的正极片运输至正极片纠偏平台710上，第二正极片吸附件212用于将正极片纠偏平台710上的正极片运输至叠台装置300上；第一负极片吸附件213用于将负极片输送装置600上的负极片运输至负极片纠偏平台810上，第二负极片吸附件214用于将负极片纠偏平台810上的负极片运输至叠台装置300上。
56.如图7所示，抓取驱动机构220包括移动驱动结构221和升降驱动结构222，移动驱动结构221设置在立板11上且适于驱动极片抓取机构210沿立板11的横向往复移动，升降驱动结构222设置在移动驱动结构221上且与极片抓取机构210连接，升降驱动结构222适于驱动极片抓取机构210沿竖向移动。具体的，如图7所示，第一正极片吸附件211与第一升降部2221传动连接，第二正极片吸附件212与第二升降部2222传动连接，第一负极片吸附件213与第三升降部2223传动连接，第二负极片吸附件214与第四升降部2224传动连接，移动驱动结构221包括定子2211和可移动地设置于定子2211上的第一动子2212、第二动子2213和第三动子2214，第一升降部2221设置于第一动子2212上，第二升降部2222和第四升降部2224设置于第二动子2213上，第三升降部2223设置于第三动子2214上。
57.在本实施例中，第一升降部2221、第二升降部2222、第三升降部2223和第四升降部2224均为直线电机或者是磁悬浮高速电机。
58.在本实施例中，第一正极片吸附件211、第二正极片吸附件212、第一负极片吸附件213以及第二负极片吸附件214均为吸盘结构。
59.在本实施例中，如图3所示，隔膜摆动机构150设置于第二动子2213上，且位于第二升降部2222和第四升降部2224之间，通过第二动子2213的横向移动实现隔膜的摆动。
60.如图3和图8所示，尾卷装置400设置于叠台装置300的一侧，尾卷装置400包括安装座410、取料机构420、缠绕机构430、夹持机构440和切断机构450。取料机构420可移动地设置于安装座410上，用于对待尾卷电芯进行夹取并放置于缠绕机构430上。缠绕机构430包括夹紧结构431和旋转结构432，夹紧结构431能够对待尾卷电芯进行夹持，旋转结构432能够驱动夹紧结构431旋转以将隔膜缠绕于待尾卷电芯上。夹持机构440可移动地设置于安装座410上，夹持机构440能够对隔膜进行夹持。切断机构450设置于安装座410上且位于夹持机构440远离缠绕机构430的一侧，切断机构450能够将隔膜在夹持机构440远离缠绕机构430的一侧切断。
61.利用取料机构420将待尾卷电芯夹取并放置于缠绕机构430上，在取料机构420输送待尾卷电芯的过程中同时拉伸出隔膜，当隔膜拉伸出预定长度后，利用夹持机构440夹持
住隔膜，并利用位于夹持机构440后面的切断机构450将隔膜切断，此时，缠绕机构430可以转动待尾卷电芯以缠绕隔膜进行尾卷，同时，叠台装置300可以进行下一次的叠片工序，即电芯的尾卷工艺和叠片工艺可以同时进行，提高了电芯的加工效率。
62.实施例3
63.本实施例提供了电芯制造设备的一种具体实施方式，包括实施例2中的立式叠片机。该立式叠片机中隔膜放卷装置100、极片抓取装置200、叠台装置300和尾卷装置400均布置于机架10的立板11上，充分利用竖直方向的布局空间，减小了占地面积，因此，减小了电芯制造设备的整体布局空间，也可以预留出较大的维修空间。
64.在使用实施例2提供的立式叠片机时，将隔膜卷设置于放卷机构110上，并将隔膜卷拉伸至隔膜摆动机构150处，通过极片抓取机构210将正极片输送装置500和负极片输送装置600上的正极片和负极片输送至叠片台310上，并结合隔膜放卷装置100配合叠片；当叠台装置300叠片完成后，第三升降结构360驱动安装台340下降，带动叠片台310下降至与尾卷装置400的取料机构420位于同一水平面上，取料机构420滑动至叠片台310处，将叠片台310上的待尾卷电芯取走，并当隔膜拉伸出预定的长度时，通过夹持机构440夹持住隔膜，切断机构450在夹持机构440的后面将隔膜切断，之后，取料机构420和夹持机构440共同沿安装座410滑动，取料机构420将待尾卷电芯输送至缠绕机构430处，并利用夹紧结构431将待尾卷电芯夹紧，利用旋转结构432带动待尾卷电芯转动，以将隔膜缠绕于待尾卷电芯上，其中，在尾卷过程中，夹持机构440朝向缠绕机构430滑动，以对隔膜进行送料，当夹持机构440滑动至与缠绕机构430间隔预定距离时，夹持机构440将隔膜松开。
65.根据上述描述，本专利申请具有以下优点：
66.1.该叠片机的机架竖直设置，将隔膜放卷装置、极片抓取装置、叠台装置和尾卷装置均布置于机架的立板上，充分利用竖直方向的布局空间，减小了占地面积；
67.2.将正极片输送装置和负极片输送装置贯穿立板后分设于叠台装置的两侧，布局更加紧凑，极片抓取行程短，加快生产节拍；
68.3.将隔膜放卷装置和极片抓取装置同时设置于立板上，更便于对立式叠片机的维护，保证隔膜放卷装置和极片抓取装置的配合叠片。
69.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。