專利名稱：鋰電池電芯疊片機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種同時完成包裝和穿插碼放兩種不同物品的包裝碼放設備。具
體涉及鋰電池生產(chǎn)中，具有極片包膜及包膜后正、負極極片自動計數(shù)疊加功能的鋰電池電 芯疊片機。
背景技術：
目前常用的鋰電池，如方形疊片式鋰電池，都是由殼體和容納于殼體內(nèi)的復數(shù)個 正極極片、隔膜、負極極片以及電解液組成的。其中，隔膜通常為長條狀膜，將其剪切成比正 極極片略寬略長，通過疊加于正極極片與負極極片之間，由此構成的正極極片_隔膜_負極 極片組合后被包裹放置于殼體內(nèi)，從而使隔膜起到隔離正、負電極的作用。為避免在運輸、 使用過程中受到震動等情況造成的隔膜偏移，引起電池性能下降甚至報廢，出現(xiàn)了通過熱 封將正極片左、右兩側、底部及上端極耳外的一部分進行熱封粘合，形成袋狀結構。負極片 為保證完全覆蓋正極片同時便于疊加其尺寸一般要等同于正極片封裝后的尺寸。 上述封裝疊片是采用半自動封口機和手工疊片方式進行的，工作效率低，疊片數(shù) 量易出錯，為此，需要自動封裝疊片計數(shù)設備。 現(xiàn)有技術中，中國實用新型專利；專利號ZL200520075843. 4公開了一種一種鋰 電池的包膜機其特征為，儲料組件由至少一個儲料罐及儲料檢測探頭組成；成品組件由至 少一個成品罐及成品檢測探頭組成；由復數(shù)個并排的滾筒組成上下滾筒組，上下滾筒組之 間設有輸料間隙；直線移動機構由相互配合的齒輪、齒條及導向槽組成。沒有疊片功能。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是；具有極片包膜及包膜后正、負極極片自動計數(shù)疊加功能的，鋰 電池電芯疊片機。 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是上料機械手底端設有真空吸盤， 真空吸盤下面設有儲料器， 所述上料機械手具有水平、垂直方向運動，所述真空吸盤安裝在上料機械手垂直 方向運動的底部，所述儲料器在其底部開有通孔，所述通孔的位置尺寸與真空吸盤的位置 尺寸一致，開有通孔的儲料器在上料機械手水平方向位移垂直取料的工作位下方，儲料器 底部孔的位置與真空吸盤的位置相對應； 上下環(huán)形皮帶，上環(huán)形皮帶連同其上的被動輪以其驅(qū)動軸為圓心浮動壓實在下環(huán) 形皮帶上，上環(huán)形皮帶裝有被動輪的一端是環(huán)形皮帶的進料端； 在上下環(huán)形皮帶兩側，設有一對垂直方向的直線導軌，所述直線導軌上設有送包 裝膜機械手、所述包裝膜機械手上設有氣動夾和氣動剪，一對平行于直線導軌的滾珠絲桿， 所述滾珠絲桿底部裝有皮帶輪，滾珠絲桿驅(qū)動包裝膜機械手做垂直方向位移，兩個包裝膜 機械手運行距離、速度相等，運行方向相反，兩根滾珠絲桿之間設有驅(qū)動板，所述驅(qū)動板上 設有一對調(diào)節(jié)螺絲、調(diào)節(jié)螺母、驅(qū)動電機、相互嚙合的對齒輪及同軸帶輪，帶輪與滾珠絲桿底部的帶輪之間用皮帶相連； 在上下環(huán)形皮帶的出料端即環(huán)形皮帶驅(qū)動軸端后面，依次設有斜滑板、疊片器及 儲料器，所述儲料器底部設有通孔；疊片機械手在儲料器的上方，所述疊片機械手上分別設 有垂直于滑板的第一氣缸和垂直于儲料器的第二氣缸，所述氣缸下端設有真空吸盤，垂直 于儲料器第二氣缸下端的真空吸盤與儲料器底部孔的位置相對應； 上述技術中，上料機械手具有水平、垂直方向運動，真空吸盤安裝在上料機械手垂
直方向運動的底部，儲料器底部開有通孔，通孔的位置尺寸與真空吸盤的位置尺寸一致，底
部開有通孔的儲料器在上料機械手水平方向位移垂直取料的工作位下方，儲料器底部孔的
位置與真空吸盤的位置相對應；當儲料器中待包裝極片用完時，安裝在上料機械手垂直方
向運動底部的真空吸盤，直接接觸儲料器，由于儲料器底部對應真空吸盤位置有孔，故而達
不到設定的真空度，真空吸盤自動上行回位，設備自動更換下一個儲料器繼續(xù)工作。 上述技術中，上下環(huán)形皮帶分別是由環(huán)形皮帶和一對主、被動帶輪組成，通過被動
輪可以調(diào)節(jié)環(huán)形皮帶張緊度，上下環(huán)形皮帶主動帶輪通過同軸連接的對齒輪輸入扭矩，兩
條環(huán)形皮帶運行速度一致，運行方向相反。上環(huán)形皮帶連同其上的被動輪以其驅(qū)動軸為圓
心，靠自身重力浮動壓實在下環(huán)形皮帶上，從而保證進入到上下環(huán)形皮帶之間的隔膜、極
片、隔膜在疊加運送時沒有間隙，不會出現(xiàn)打滑位移，靠自身重力浮動壓實其壓力、摩擦力
恒定不變，不會過壓損壞產(chǎn)品。環(huán)形皮帶裝有被動輪的一方是環(huán)形皮帶的進料端； 上述技術中，上下環(huán)形皮帶兩側，設有一對垂直方向的直線導軌，直線導軌上設
有送包裝膜機械手，送包裝膜機械手上設有氣動夾和氣動剪， 一對平行于直線導軌的滾珠
絲桿，滾珠絲桿底部裝有皮帶輪，兩根滾珠絲桿之間設有驅(qū)動板，驅(qū)動板上設有一對調(diào)節(jié)螺
絲、調(diào)節(jié)螺母、驅(qū)動電機、相互嚙合的對齒輪及同軸帶輪，帶輪與滾珠絲桿底部的帶輪之間
用皮帶相連；調(diào)節(jié)螺絲螺母改變驅(qū)動板位置可以同時調(diào)整兩條傳動皮帶張緊度，使兩條皮
帶張緊度保持一至。兩個包裝膜機械手垂直運行距離、速度相等，運行方向相反。 上述技術中，上下環(huán)形皮帶的出料端即環(huán)形皮帶驅(qū)動軸端后面，依次設有斜滑板、
疊片器及儲料器，儲料器底部設有通孔，疊片機械手在儲料器的上方，其上分別設有垂直于
斜滑板的第一氣缸和垂直于儲料器的第二氣缸，氣缸下端設有真空吸盤，垂直于儲料器第
二氣缸下端的真空吸盤與儲料器底部孔的位置相對應； 本實用新型的工作原理是上料機械手具有水平、垂直方向運動，真空吸盤安裝在 上料機械手垂直方向運動的底部，儲料器底部開有通孔，通孔的位置尺寸與真空吸盤的位 置尺寸一致，底部開有通孔的儲料器在上料機械手水平方向位移垂直取料的工作位下方， 儲料器底部孔的位置與真空吸盤的位置相對應；當儲料器中待包裝極片用完時，安裝在上 料機械手垂直方向運動底部的真空吸盤，直接接觸儲料器，由于儲料器底部對應真空吸盤 位置有孔，故而達不到設定的真空度，真空吸盤自動上行回位，設備自動更換下一個儲料器 繼續(xù)工作。 上下環(huán)形皮帶分別是由環(huán)形皮帶和一對主、被動帶輪組成，通過被動輪可以調(diào)節(jié) 環(huán)形皮帶張緊度，上下環(huán)形皮帶主動帶輪通過同軸連接的對齒輪輸入扭矩，兩條環(huán)形皮帶 運行速度一致，運行方向相反。上環(huán)形皮帶連同其上的被動輪以其驅(qū)動軸為圓心，靠自身重 力浮動壓實在下環(huán)形皮帶上，從而保證進入到上下環(huán)形皮帶之間的隔膜、極片、隔膜在疊加 運送時不產(chǎn)生間隙，不會出現(xiàn)打滑位移，重力浮動壓實結構壓力恒定不變，不會發(fā)生過壓而損壞產(chǎn)品。環(huán)形皮帶裝有被動輪的一方是環(huán)形皮帶的進料端； 上下環(huán)形皮帶兩側，設有一對垂直方向的直線導軌，直線導軌上設有送包裝膜機 械手，送包裝膜機械手上設有氣動夾和氣動剪， 一對平行于直線導軌的滾珠絲桿驅(qū)動包裝 膜機械手垂直運行，滾珠絲桿底部裝有皮帶輪，兩根滾珠絲桿之間設有驅(qū)動板，驅(qū)動板上設 有一對調(diào)節(jié)螺絲、調(diào)節(jié)螺母、驅(qū)動電機、驅(qū)動電機設有相互嚙合的對齒輪及同軸帶輪，帶輪 與滾珠絲桿底部的帶輪之間用皮帶相連傳送動力；調(diào)節(jié)螺絲螺母改變驅(qū)動板位置，即可同 時調(diào)整兩條傳動皮帶張緊度，使兩條皮帶張緊度保持一至。兩個包裝膜機械手垂直運行距 離、速度相等，運行方向相反。兩個包裝膜機械手分別用其上的氣動夾和氣動剪，上下交替 拉動包裝隔膜到設定長度后剪斷。 上下環(huán)形皮帶的出料端即環(huán)形皮帶驅(qū)動軸端后面，依次設有斜滑板、疊片器及儲 料器，儲料器底部設有通孔，疊片機械手在儲料器的上方，其上分別設有垂直于斜滑板的第 一氣缸和垂直于儲料器的第二氣缸，氣缸下端設有真空吸盤，垂直于儲料器第二氣缸下端 的真空吸盤與儲料器底部孔的位置相對應；包裝好的極片自上下環(huán)形皮帶的出料端即環(huán)形 皮帶驅(qū)動軸端后面，進入斜滑板，疊片機械手連同其上的兩個氣缸同時位移，當垂直于斜滑 板的第一氣缸和垂直于儲料器的第二氣缸，分別移動到斜滑板上方和疊片器上方停止，兩 氣缸同時動作垂直于斜滑板的第一氣缸用其下的真空吸盤吸起進入斜滑板的極片回位，垂 直于儲料器的第二氣缸將移動前從儲料器吸起的極片放入疊片器后回位，疊片機械手連同 其上的兩個氣缸(垂直于斜滑板的第一氣缸其下的真空吸盤吸有包裝好的極片)再做位移 回到啟動位置，兩個氣缸再同時動作，垂直于斜滑板的第一氣缸將包裝好的極片放入疊片 器后回位，當疊片器中存入設定好的片數(shù)時自動轉換下一個疊片器。垂直于儲料器的第二 氣缸再一次從儲料器中吸起極片進入下一循環(huán)，當儲料器中極片用完時，安裝在氣缸底部 的真空吸盤，直接接觸儲料器，由于儲料器底部對應真空吸盤位置有孔，故而達不到設定的 真空度，氣缸帶動真空吸盤上行回位，設備自動更換下一個儲料器繼續(xù)工作。 本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點 1.真空吸盤對應儲料器底部開孔設計；不用儲料檢測探頭，結構簡潔緊湊，不會 因儲料檢測探頭故障而吸起儲料器。 2、上下環(huán)形皮帶分別用主、被動帶輪支撐，不設滾筒組；上下環(huán)形皮帶之間沒有間 隙；上環(huán)形皮帶連同其上的被動輪以其驅(qū)動軸為圓心，靠自身重力浮動壓實在下環(huán)形皮帶 上，從而保證進入到上下環(huán)形皮帶之間的隔膜、極片、隔膜，在疊加運送時不產(chǎn)生間隙，重力 浮動壓實結構壓力恒定、環(huán)形皮帶與包裝膜之間摩擦力不變，不會出現(xiàn)打滑位移，不會發(fā)生 過壓而損壞產(chǎn)品。 3、滾珠絲桿傳動；較齒輪、齒條、傳動軸、導向槽組合傳動，結構簡單緊湊且傳動精度高。 4、極片包膜、正、負極極片疊加同時完成，功能強大。
附圖1為本實用新型的框架結構示意圖； 附圖2為圖1中送膜機械手傳動結構示意圖； 附圖3為圖2中送膜機械手傳動皮帶張力調(diào)整結構示意圖； 其中:[1]、儲料器底孔;[2]、儲料器;[3]、真空吸盤;[4]、上料機械手;[5]、托料板；[6]、滾珠絲桿；[7]、送膜機械手；[8]、熱封壓組件；[9]、上環(huán)形皮帶；[10]、下環(huán)形皮
帶；[11]、驅(qū)動軸；[12]、斜滑板；[13]、疊片機械手；[14]、垂直于斜滑板第一氣缸；[15]、
垂直于儲料器第二氣缸；[16]、真空吸盤；[17]、儲料器；[18]、儲料器底孔；[19]、疊片器； [20]、機架；[21]、水平螺栓；[22]、腳輪；[23]、直線導軌；[24]、氣動夾；[25]、氣動剪； [26]、調(diào)節(jié)螺絲;[27]、對齒輪;[28]、皮帶輪;[29]、傳動皮帶;[30]、調(diào)節(jié)螺母;[31]、被動
論;[32]、包裝膜固定軸;[33]、皮帶輪;[34]、驅(qū)動板; 具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步描述 上料機械手4具有水平、垂直方向運動，真空吸盤3安裝在上料機械手4垂直方向 運動的底部，儲料器2底部開有通孔1 ，通孔1的位置尺寸與真空吸盤3的位置尺寸一致，底 部開有通孔1的儲料器2在上料機械手4水平方向位移垂直取料的工作位下方，儲料器2底 部孔1的位置與真空吸盤3的位置相對應；真空吸盤3下行自儲料器2中吸起待包裝極片 回位，上料機械手4運行到托料板5上方停止，真空吸盤3下行將待包裝極片放在托料板5 上回位，進入下一循環(huán)；當儲料器2中待包裝極片用完時，安裝在上料機械手4垂直方向運 動底部的真空吸盤3，直接接觸儲料器2，由于儲料器2底部對應真空吸盤3位置有孔l，故 而達不到設定的真空度，真空吸盤3自動上行回位，設備自動更換下一個儲料器繼續(xù)工作。 上下環(huán)形皮帶9、 10分別是由環(huán)形皮帶和一對主、被動帶輪組成，通過被動輪31可 以調(diào)節(jié)環(huán)形皮帶張緊度，上下環(huán)形皮帶9、 10主動帶輪通過同軸連接的對齒輪輸入扭矩，兩 條環(huán)形皮帶運行速度一致，運行方向相反。上環(huán)形皮帶9連同其上的被動輪31以其驅(qū)動軸 11為圓心，靠自身重力浮動壓實在下環(huán)形皮帶10上，托料板5將剪斷定長的隔膜從中間打 折，連同其上待包裝的極片， 一起從環(huán)形皮帶裝有被動輪31的一方，送入上下環(huán)形皮帶9、 10之間，隔膜、極片、隔膜在上下環(huán)形皮帶9、10之間疊加運送及熱封壓組件8下行熱封其 間，不產(chǎn)生間隙，不打滑位移，重力浮動壓實結構壓力恒定不變，不會發(fā)生過壓而損壞產(chǎn)品。 上下環(huán)形皮帶9、 10兩側，設有一對垂直方向的直線導軌23，直線導軌23上設有送 包裝膜機械手7，送包裝膜機械手7上設有氣動夾24和氣動剪25， 一對平行于直線導軌的 滾珠絲桿6，滾珠絲桿6底部裝有皮帶輪33，兩根滾珠絲桿6之間設有驅(qū)動板34，驅(qū)動板34 上設有一對調(diào)節(jié)螺絲26、調(diào)節(jié)螺母30、驅(qū)動電機、驅(qū)動電機上設有相互嚙合的對齒輪27及 同軸帶輪28，帶輪28與滾珠絲桿6底部的帶輪33之間用皮帶29相連傳送動力；調(diào)節(jié)螺絲 26螺母30改變驅(qū)動板34位置，即可同時調(diào)整兩條傳動皮帶29張緊度，使兩條皮帶29張緊 度保持一至。兩個包裝膜機械手7垂直運行距離、速度相等，運行方向相反。兩個包裝膜機 械手7分別用其上的氣動夾24和氣動剪25，上下交替拉動包裝隔膜固定軸32上的包裝隔 膜到設定長度后剪斷。 上下環(huán)形皮帶9、10的出料端即環(huán)形皮帶驅(qū)動軸11端后面，依次設有斜滑板12、疊 片器19及儲料器17，儲料器17底部設有通孔18，疊片機械手13在儲料器17的上方，其上 分別設有垂直于斜滑板12的第一氣缸14和垂直于儲料器17的第二氣缸15，氣缸下端設有 真空吸盤16，垂直于儲料器17第二氣缸下端的真空吸盤16與儲料器17底部孔18的位置 相對應；進入上下環(huán)形皮帶9、10之間的隔膜、極片、隔膜經(jīng)熱封壓組件8包封后，從上下環(huán) 形皮帶9、10的出料端即環(huán)形皮帶驅(qū)動軸11端后面，進入斜滑板12，疊片機械手13連同其 上的兩個氣缸14、 15同時位移，當垂直于斜滑板12的第一氣缸14和垂直于儲料器17的第二氣缸15，分別移動到斜滑板12上方和疊片器19上方停止，兩氣缸14、 15同時動作，垂直 于斜滑板12的第一氣缸14用其下的真空吸盤吸起進入斜滑板12的極片回位，垂直于儲料 器17的第二氣缸15將移動前從儲料器17吸起的極片放入疊片器19后回位，疊片機械手 13連同其上的兩個氣缸14、15(垂直于斜滑板12的第一氣缸14其下的真空吸盤吸有包裝 好的極片)同時再做位移回到啟動位置，兩個氣缸14、15再同時動作，垂直于斜滑板12的 第一氣缸14將包裝好的極片放入疊片器19后回位，當疊片器19中存入設定好的極片數(shù)時 自動換位下一個疊片器，垂直于儲料器17的第二氣缸15再一次從儲料器17中吸起極片進 入下一循環(huán)，當儲料器17中極片用完時，安裝在第二氣缸15底部的真空吸盤16，直接接觸 儲料器17，由于儲料器17底部對應真空吸盤16位置有孔18，故而達不到設定的真空度，第 二氣缸15帶動真空吸盤16上行回位，設備自動更換下一個儲料器繼續(xù)工作。所有部件都 安裝在機架20上，機架20底部設有水平螺絲21和移動腳輪22。 工作流程 1、在極片儲料器[2]及備用儲料器內(nèi)裝入待包膜極片。 2、在極片儲料器[17]及備用儲料器內(nèi)裝入待疊片極片。 3、包裝膜固定在包裝膜固定軸[32]上，將隔膜拉到送膜機械手[7]其上的氣動夾 [24]固定。 4、啟動設備，上料機械手[4]，其下的真空吸盤[3]下行，自儲料器[2]吸起待包裝 極片回位(無料時自動回位換另一個儲料器)，上料機械手[4]自動運行到托料板[5]上方 停止，其下的真空吸盤[3]下行，將待包裝極片放到托料板[5]上，然后回位進入下一循環(huán)。 固定在送膜機械手[7]上的氣動夾[24]，將包裝膜固定軸[32]上的包裝隔膜下 拉；對應的另一組送膜機械手上行，達到設定距離后送膜機械手水平運動，用其上的氣動夾 夾住隔膜，其上的氣動剪從下面剪斷隔膜，進入下一循環(huán)。 托料板5將剪斷定長的隔膜從中間打折，連同其上待包裝的極片，一起從環(huán)形皮 帶裝有被動輪31的一方，送入上下環(huán)形皮帶9、 10之間，待包裝極片在打折隔膜之間，熱封 壓組件8下行熱封后回位。 隔膜經(jīng)熱封壓組件8包封后，從上下環(huán)形皮帶9、10的出料端即環(huán)形皮帶驅(qū)動軸11 端后面，進入斜滑板12，疊片機械手13連同其上的兩個氣缸14、 15同時位移，當垂直于斜滑 板12的第一氣缸14和垂直于儲料器17的第二氣缸15，分別移動到斜滑板12上方和疊片 器19上方停止，兩氣缸14、 15同時動作，垂直于斜滑板12的第一氣缸14用其下的真空吸 盤吸起進入斜滑板12的包裝極片回位，垂直于儲料器17的第二氣缸15將移動前從儲料器 17吸起的極片放入疊片器19后回位，疊片機械手13連同其上的兩個氣缸14、 15 (垂直于斜 滑板12的第一氣缸14其下的真空吸盤吸有包裝好的極片)同時再做位移回到啟動位置， 兩個氣缸14、15再同時動作，垂直于斜滑板12的第一氣缸14將包裝好的極片放入疊片器 19后回位，當疊片器19中存入設定好的極片數(shù)時自動換位下一的疊片器，垂直于儲料器17 的第二氣缸15再一次從儲料器17中吸起極片進入下一循環(huán)，當儲料器17中極片用完時， 設備自動更換下一個儲料器繼續(xù)工作。
權利要求鋰電池電芯疊片機，其特征在于上料機械手[4]底端設有真空吸盤[3]，真空吸盤[3]下面設有儲料器[2]，所述儲料器[2]底部設有通孔[1]，所述通孔[1]的位置尺寸與真空吸盤[3]的位置尺寸一致，儲料器[2]底部孔[1]的位置與真空吸盤[3]的位置相對應；上下環(huán)形皮帶[9][10]，上環(huán)形皮帶[9]連同其上的被動輪[31]以驅(qū)動軸[11]為圓心浮動壓實在下環(huán)形皮帶[9]上，被動輪[31]的一端是環(huán)形皮帶的進料端；在上下環(huán)形皮帶[9][10]兩側，設有一對垂直方向的直線導軌[23]，所述直線導軌[23]上設有送包裝膜機械手[7]，平行于直線導軌[23]的滾珠絲桿[6]，所述滾珠絲桿[6]底部設有皮帶輪[33]，兩根滾珠絲桿之間設有驅(qū)動板[34]，所述驅(qū)動板[34]上設有一對調(diào)節(jié)螺絲[26]、調(diào)節(jié)螺母[30]、相互嚙合的對齒輪[27]及同軸帶輪[28]，帶輪[28]與滾珠絲桿[6]底部的帶輪[33]之間用皮帶[29]相連；在上下環(huán)形皮帶[9][10]的出料端即環(huán)形皮帶驅(qū)動軸[11]端后面，依次設有斜滑板[12]、疊片器[19]及儲料器[17]，所述儲料器[17]底部設有孔[18]；疊片機械手[13]在儲料器[17]的上方，所述疊片機械手[13]上設有垂直于斜滑板[12]的第一氣缸[14]和垂直于儲料器[17]的第二氣缸[15]，所述第二氣缸[15]下端設有真空吸盤[16]，真空吸盤[16]與儲料器[17]底部孔[18]的位置相對應。
專利摘要本實用新型鋰電池電芯疊片機。主要由上料真空吸盤對應儲料器底部開孔設計；雙直線導軌、雙滾珠絲桿、雙傳動皮帶自動平衡張緊力調(diào)節(jié)設計；上下環(huán)形皮帶重力浮動壓實無間隙設計；雙機械手聯(lián)動交叉往復吸、疊片設計等組成。設備自動更換儲料器，預設疊片數(shù)量自動更換工位。疊片式電池，極片包隔膜、熱封裝、正負極極片疊加，全自動一次完成。
文檔編號H01M10/38GK201503889SQ20092015399
公開日2010年6月9日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權日2009年5月20日
發(fā)明者張繼宏 申請人:張繼宏