[发明专利]一种平台循环供应式叠片生产线及其循环叠片工艺

说明书

本发明公开了一种平台循环供应式叠片生产线及其循环叠片工艺，包括叠片机构、叠片平台、驱动机构、升降机构、滑轨及包胶下料机构，滑轨包括沿竖直方向平行间隔设置的上滑轨及下滑轨，上滑轨与下滑轨两侧分别设有升降工位，且上滑轨上设有叠片工位，下滑轨的一端设有下料工位；叠片平台可滑动地设置在滑轨上；升降机构包括两套，分别设置于两侧升降工位处；驱动机构设置于叠片工位处，叠片机构设置于叠片工位上方；包胶下料机构设置于下料工位外侧。本发明采用叠片平台循环沿矩形路径循环运动，极好地提升了整线产能，保证了极片组运载位置稳定性，实现自动压膜及规避与极片叠片干涉，实现自动包胶的同时维持持续压胶，有效保证包胶质量。

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，特别指锂离子动力电池自动化生产装备领域的一种平台循环供应式叠片生产线及其循环叠片工艺。

背景技术

锂电池Lithium battery是指电化学体系中含有锂包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。

锂离子电池的电芯一般由正负极片交错叠合后形成，在电芯制造过程中首先需要先将单片的正负极片制造完成。然后在叠片平台上将正负极片交错叠合形成电芯，在正负极片交错叠片过程中需要在正负极片之间插入具有绝缘隔离作用的隔膜。在实际极片叠片覆膜过程中，一般是在叠片平台上叠完一层极片后再将隔膜覆盖在该极片上，不断交替循环直至完成电芯叠片。隔膜来料状态一般为带状结构，在实际叠片过程中，极片叠好后，一般通过拉膜机构将带状的隔膜从极片上方拉至叠片平台一侧，使带状隔膜覆盖极片表面，再将另一属性的极片放置在隔膜上，然后需要将带状隔膜水平拉至叠片平台另一侧，使隔膜覆盖在另一属性的极片表面，如此循环，隔膜在叠片平台两侧之间来回拉动覆盖在极片表面，直至形成所需的电芯极片组后，再将隔膜带切断。

基于以上叠片工艺背景，在进行叠片自动化产线集成设计过程中，需要解决以下技术问题：1、在叠片过程中带状的隔膜需要来回往返地拉动，以便交替覆盖在不同属性极片表面，因此，在隔膜从叠片平台的两侧拉出覆膜时需要具备压膜功能，如隔膜带从平台右侧拉膜覆膜至平台左侧后，再从左侧拉膜覆膜前，需要将左侧已覆膜层压紧，同理，从右侧覆膜至左侧过程中，需要将右侧已覆隔膜层压紧；因此，需要解决隔膜覆膜过程中叠片平台两侧自动压隔膜问题，且还要解决压膜与正负极片叠片的运动干涉问题，避免压膜影响正负极片的叠片。2、传统的叠片平台采用的是固定式结构，即叠片机构和覆膜机构在叠片平台上叠片形成极片组后，再将极片组取出进行极片组包胶固定，在进行叠片和包胶两工序时存在待料时间，如包胶工序需待叠片完成形成极片组后才能进行，影响生产产能；因此，在电芯整线自动化设计过程中需要解决减少待料时间问题。3、在以叠片平台作为载体承载叠片及运载极片组包胶下料过程中，在叠片工位处需要解决叠片平台的自动定位及抬升叠片问题，同时，叠片平台上，上下叠合的正负极片和隔膜仅依靠自身重力叠合在一起形成极片组，因此，叠合后的极片组内正负极片和隔膜之间极易发生位置偏移，因此在运载极片组过程需要解决叠片平台对极片组位置固定问题。4、另外，叠片平台在进行固定极片组和叠片两种工艺切换时，还需要解决极片组固定机构与叠片时产生运动干涉的问题，需要保证极片组固定机构不影响叠片动作。5、如上所述，极片组内的正负极片和隔膜极易发生位置错位情况，因此叠片平台上极片叠合完成后的极片组需要进行包胶固定，通过在极片组外部包覆胶带将其内各极片和隔膜位置固定，以便进行后续工艺加工；因此，需要解决极片组自动包胶问题，同时在包胶过程中还要解决极片组内各极片和隔膜位置极易发生错位的问题。

发明内容