專利名稱：一種動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池疊片設(shè)備，具體是涉及一種動(dòng)力電池電芯的全自 動(dòng)制極片袋設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有采用先制極片袋后疊制極片方式制作大型鋰離子動(dòng)力電池電芯 時(shí)，有一種制袋方法是在將預(yù)先裁好的極片用兩層隔膜包裹后，采用熱 焊方式焊接先進(jìn)行單縫豎向熱焊一次，再進(jìn)行第二次橫向熱焊接封合成袋， 且將極片極耳露在袋外。這種制袋方法的缺陷是不能保證兩個(gè)相鄰豎焊縫 之間的距離，難以采用切刀切斷下料，且熱焊刀溫度控制的高低對(duì)焊接口 有很大的影響，尤其是焊接時(shí)間過短，隔膜難以焊上，焊接時(shí)間過長，又 會(huì)損壞隔膜。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就是克服以上缺陷，提出一種動(dòng)力電池
電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備。
本實(shí)用新型技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案予以解決的。 這種動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，包括機(jī)架、安裝在機(jī)架上
的基板、設(shè)置在基板上的下料輸送組件和隔膜放料張力組件，以及程序控
制時(shí)間的PLC。
這種動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備的特點(diǎn)是-按照極片袋的制作順序依次在基板上還設(shè)有極片上料組件、極片送料
整形組件、豎向熱焊接組件、橫向熱焊接組件、隔膜夾持牽拉組件、隔膜
切斷組件。
5所述極片上料組件包括上料組件固定板及其上的轉(zhuǎn)盤和帶有頂片、頂 桿的頂料座、驅(qū)動(dòng)頂料座的左、右上料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以及所述轉(zhuǎn)盤上的 裝載有預(yù)先裁好的極片的三個(gè)儲(chǔ)料盒。上料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)頂料座，帶 動(dòng)頂桿控制儲(chǔ)料盒中極片的高度，實(shí)現(xiàn)極片的吸附動(dòng)作。
所述極片送料整形組件包括固定板及其上的對(duì)極片進(jìn)行定位的定位 塊、整形組件汽缸，送料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及左、右定位固定塊和其之間的 絲桿，以及左、右真空吸盤和帶動(dòng)左、右真空吸盤的左、右真空吸盤動(dòng)作 汽缸。用于將裁好的極片送到隔膜上，當(dāng)上料組件的頂桿把儲(chǔ)料盒中極片 頂?shù)絺鞲衅骺筛袘?yīng)的位置，由右真空吸盤開始從儲(chǔ)料盒中吸取極片到送料 整形組件上，送料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)開始帶動(dòng)右真空吸盤去吸取下一極片，為 保證極片按設(shè)定位置穩(wěn)定地進(jìn)入下一工序，由定位固定塊對(duì)前一極片相鄰 兩邊進(jìn)行定位，整形過程中由整形組件汽缸帶動(dòng)定位塊將極片的兩邊進(jìn)行 整形，定位整形后由左真空吸盤將極片送至隔膜上，重復(fù)上述動(dòng)作完成極 片取料過程。
所述豎向熱焊接組件包括豎向熱焊接上模、豎向熱焊接下模、豎向熱 焊接限位傳感器、壓焊切刀溫度控制器，設(shè)有上模固定板和帶動(dòng)上模固定 板的上模汽缸以及設(shè)置在上模固定板上的連接光軸和第一直線軸承、雙刀 刃壓焊切刀、用于裝頂隔膜組件的下模安裝板和帶動(dòng)下模安裝板的下模汽
缸，以及模板。雙刀刃壓焊切刀，刀刃相距2mm，對(duì)隔膜進(jìn)行一次性豎向 熱焊接，而不是采用兩次豎向熱焊接，豎向熱焊接上模由上模汽缸帶動(dòng)上 下移動(dòng)，豎向熱焊接下模由下模汽缸405帶動(dòng)上下移動(dòng)，豎向熱焊接上模、 豎向熱焊接下模分別通過上、下模固定板固定于基板上，當(dāng)PLC控制豎向 熱焊接組件動(dòng)作時(shí)，豎向熱焊接上模、豎向熱焊接下模同時(shí)動(dòng)作，雙刀刃 壓焊切刀豎向熱焊接極片袋的兩側(cè)袋邊。
所述橫向熱焊接組件包括橫向熱焊接上模、橫向熱焊接下模、橫向熱
6焊接限位傳感器、熱焊刀溫度控制器，設(shè)有用于壓隔膜的上模板和帶動(dòng)上 模固定板的上模汽缸以及設(shè)置在上模板上的第二直線軸承、用于壓隔膜的 下模及其下面的緩沖用壓頭下板、安裝在壓頭下板兩端的長短兩個(gè)熱焊刀、 熱焊刀下面的玻璃纖維板、安裝固定板和固定座。第一道豎向熱焊完成后， 隔膜到達(dá)程序控制設(shè)定位置進(jìn)行第二道橫向熱焊。橫向熱焊接組件的動(dòng)作 過程與豎向熱焊接組件類似。焊接時(shí)橫向熱焊接上模、橫向熱焊接下模同 時(shí)動(dòng)作，長熱焊刀橫向熱焊接極片袋的袋底，短熱焊刀橫向熱焊接極片袋 的袋口，將極片極耳露在袋外。直到按參數(shù)設(shè)定完成動(dòng)作后返回原位，極 片袋的焊接過程結(jié)束。
所述隔膜夾持牽拉組件包括固定安裝板、固定塊和傳感器組件和左、 右側(cè)機(jī)械夾手和帶動(dòng)左、右側(cè)機(jī)械夾手的夾持汽缸和隔膜夾持牽拉伺服驅(qū) 動(dòng)電機(jī)，以及定位連接同步帶的滑塊，左、右兩側(cè)機(jī)械夾手的固定端安裝 在夾持汽缸上，夾持汽缸固定在固定塊上，再通過滑塊定位連接在同步帶 上。用于驅(qū)動(dòng)隔膜平行移動(dòng)，右側(cè)機(jī)械夾手夾緊隔膜時(shí)，左側(cè)機(jī)械夾手處 于張開狀態(tài)，動(dòng)作時(shí)，右側(cè)機(jī)械夾手牽扯隔膜通過左側(cè)機(jī)械夾手中間縫隙 向左移動(dòng)，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的左側(cè)機(jī)械夾手向右移動(dòng)，當(dāng)左、右兩側(cè)機(jī)械夾手 互換位置時(shí)，左側(cè)機(jī)械夾手閉合夾緊隔膜。
所述隔膜切斷組件包括安裝支架、與安裝支架連接的光軸、隔膜切斷 汽缸，以及由隔膜切斷汽缸帶動(dòng)的熱切刀及其熱切刀墊板。當(dāng)左、右兩側(cè) 機(jī)械夾手互換位置時(shí)，左側(cè)機(jī)械夾手閉合夾緊隔膜，熱切刀向上動(dòng)作，切 斷熱焊好的極片袋。
本實(shí)用新型技術(shù)問題是通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決的。 所述下料輸送組件，包括下料輸送安裝支架、下料斜板、輸送皮帶以 及帶動(dòng)輸送皮帶的下料輸送伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。切斷隔膜，下料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī) 帶動(dòng)輸送皮帶完成對(duì)成品袋裝極片進(jìn)行輸送。動(dòng)作完成后，右側(cè)機(jī)械夾手張開，然后上述動(dòng)作重復(fù)進(jìn)行。
所述隔膜放料張力組件，包括隔膜放料汽缸及其安裝塊、配重輥、定
位器、連接桿和放料輥。用于驅(qū)動(dòng)隔膜移動(dòng)，在隔膜移動(dòng)過程中，通過PLC 程序控制隔膜放料張力組件的放料電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，保證隔膜張力基本恒 定。
所述豎向熱焊接組件的下模上墊設(shè)有防高溫和緩沖作用的硅膠。 所述橫向熱焊接組件的上模上墊設(shè)有防高溫和緩沖作用的硅膠。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是-
本實(shí)用新型先采用刀刃相距2mm的雙刀刃壓焊切刀，對(duì)隔膜進(jìn)行一 次性豎向熱焊接，再采用安裝在壓頭下板兩端的長短兩個(gè)熱焊刀完成橫向 熱焊接，最后采用熱切刀易于切斷下料，完成極片袋成品制作。整個(gè)制作 過程由PLC程序控制時(shí)間，熱切刀溫度控制的高低對(duì)焊接口影響小，能保 證兩個(gè)相鄰豎焊縫之間的距離，保證了焊接效果，明顯提高了動(dòng)力電池極 片的焊接精度和制袋效率，也降低了故障產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。


圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的走膜示意圖3是圖2的豎向熱焊接組件4的結(jié)構(gòu)示意圖4是圖2的橫向熱焊接組件5的結(jié)構(gòu)示意圖5是圖1的極片上料組件6的結(jié)構(gòu)示意圖6是圖1的極片送料整形組件7的結(jié)構(gòu)示意圖7是圖2的隔膜夾持牽拉組件8的結(jié)構(gòu)示意圖8是圖2的隔膜切斷組件9的結(jié)構(gòu)示意圖9是圖2的下料輸送組件10的結(jié)構(gòu)示意圖10是圖1的隔膜放料張力組件11的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1 2所示的一種動(dòng)力電池電芯的的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，包括機(jī) 架1、安裝在機(jī)架1上的基板2、按照極片袋的制作順序依次在基板2上設(shè) 有極片上料組件6、極片送料整形組件7、豎向熱焊接組件4、橫向熱焊接 組件5、隔膜夾持牽拉組件8、隔膜切斷組件9、下料輸送組件10和隔膜 放料張力組件ll，以及程序控制時(shí)間的PLC。
如圖3所示的豎向熱焊接組件4，包括連接光軸401、上模固定板402、 壓焊切刀403、模板404、下模汽缸405、下模安裝板406、第一直線軸承 407、上模汽缸408。
如圖4所示的橫向熱焊接組件5，包括第二直線軸承501、上模板502、 壓頭下板503、熱焊刀504、玻璃纖維板505、固定座506、安裝固定板507。
如圖5所示的極片上料組件6，包括上料組件固定板601、儲(chǔ)料盒602、 轉(zhuǎn)盤603、右上料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)604、頂料座605、左上料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)606。
如圖6所示的極片送料整形組件7，包括送料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)701、右真 空吸盤動(dòng)作汽缸702、右真空吸盤703、固定板704、左真空吸盤705、左 真空吸盤動(dòng)作汽缸706、左定位固定塊707、絲桿708、右定位固定塊709、 送料整形組件汽缸710、定位塊711。
如圖7所示的隔膜夾持牽拉組件8，包括固定安裝板801、傳感器組件 802、固定塊803、夾持汽缸804、機(jī)械夾手805、隔膜夾持牽拉伺服驅(qū)動(dòng) 電機(jī)806。
如圖8所示的隔膜切斷組件9，包括熱切刀901、切刀墊板902、隔膜 切斷組件安裝支架903、光軸904、隔膜切斷汽缸905。
如圖9所示的下料輸送組件10，包括輸送皮帶1001、下料斜板1002、 下料輸送安裝支架1003、下料輸送伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)1004。
如圖lO所示的隔膜放料張力組件ll，包括隔膜放料汽缸1101、隔膜放料汽缸安裝塊1102、配重輥1103、定位器1104、連接桿1105、放料輥 1106。
本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的工作過程如下
(一) 極片取料
如圖5、 6所示，極片上料組件6的轉(zhuǎn)盤603上設(shè)有三個(gè)裝載有預(yù)先裁 好的極片的儲(chǔ)料盒602，左伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)606驅(qū)動(dòng)頂料座605，帶動(dòng)頂塊控 制儲(chǔ)料盒602中極片的高度，實(shí)現(xiàn)極片的吸附動(dòng)作。吸附極片由兩個(gè)真空 吸盤703、 705動(dòng)作完成，當(dāng)頂桿把極片頂?shù)絺鞲衅鞲袘?yīng)到的位置，由右真 空吸盤703開始從儲(chǔ)料盒602中吸取極片到極片送料整形組件7上。送料 伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)701開始帶動(dòng)右真空吸盤703去吸取下一極片，為保證極片 按設(shè)定位置穩(wěn)定地進(jìn)入下一工序，由左定位固定塊707和下定位固定塊709 對(duì)前一極片相鄰兩邊定位，整形過程中由兩整形組件汽缸710帶動(dòng)定位塊 711將極片的兩邊進(jìn)行整形，定位整形后由左真空吸盤705將極片送至隔 膜3上，重復(fù)上述動(dòng)作完成極片取料過程。
(二) 制袋焊接
如圖3、 4所示，先進(jìn)行豎向熱焊，固定在豎向熱焊接組件4上模固定 板402上的雙刀刃壓焊切刀403，刀刃相距2mm，由上模汽缸408帶動(dòng)上 下移動(dòng)。豎向熱焊接下模上墊設(shè)有硅膠，由下模汽缸405帶動(dòng)上下移動(dòng)， 豎向熱焊接上模、豎向熱焊接下模通過固定板固定于基板上，當(dāng)PLC控制 豎向熱焊接組件4動(dòng)作時(shí)，豎向熱焊接上模、豎向熱焊接下模同時(shí)動(dòng)作， 雙刀刃壓焊切刀403豎向熱焊接極片袋的兩側(cè)袋邊。
豎向熱焊接完成后，隔膜3由隔膜夾持牽拉組件7驅(qū)動(dòng)到達(dá)程序控制 設(shè)定位置進(jìn)行第二道橫向熱焊。橫向熱焊接組件5的動(dòng)作原理與豎向熱焊 接組件4類似，但熱焊刀504是安裝在橫向熱焊接組件下模上，分別位于 兩端，下模上的壓頭下板503起緩沖作用，橫向熱焊接上模上墊設(shè)有硅膠。焊接時(shí)橫向熱焊接上模、橫向熱焊接下模同時(shí)動(dòng)作，長熱焊刀橫向熱焊接 極片袋的袋底，短熱焊刀橫向熱焊接極片袋的袋口，將極片極耳露在袋外。 直到按參數(shù)設(shè)定完成動(dòng)作后返回原位，極片袋的焊接過程結(jié)束。 (三)隔膜驅(qū)動(dòng)與成品焊片切斷下料
如圖7 10所示，隔膜夾持牽拉組件8的左、右兩側(cè)機(jī)械夾手805的 固定端安裝在夾持汽缸804上，夾持汽缸804固定在固定塊803上，再通 過滑塊定位連接在同步帶上。右側(cè)機(jī)械夾手夾緊隔膜3時(shí)，左側(cè)機(jī)械夾手 處于張開狀態(tài)，動(dòng)作時(shí)，右側(cè)機(jī)械夾手牽扯隔膜3通過左側(cè)機(jī)械夾手中間 縫隙向左移動(dòng)，同時(shí)相對(duì)應(yīng)的左側(cè)機(jī)械夾手向右移動(dòng)，當(dāng)左、右兩側(cè)機(jī)械 夾手805互換位置時(shí)，左側(cè)機(jī)械夾手閉合夾緊隔膜3，隔膜切斷組件9的 熱切刀901向上動(dòng)作，切斷隔膜3，由下料輸送組件10的下料伺服驅(qū)動(dòng)電 機(jī)1004帶動(dòng)輸送皮帶1001完成成品下料動(dòng)作，動(dòng)作完成后，右側(cè)機(jī)械夾 手張開，然后上述動(dòng)作重復(fù)進(jìn)行。在隔膜3移動(dòng)過程中，通過PLC程序控 制隔膜放料張力組件11的放料電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，保證隔膜3張力基本恒定。
本實(shí)用新型在各部分動(dòng)作中，通過PLC程序控制，通過傳感器進(jìn)行檢 測定位，如各汽缸到位與否的判斷，熱焊切刀和熱切刀的動(dòng)作時(shí)間，隔膜 夾持牽拉組件動(dòng)作行程，極片吸盤是否吸取到極片都由PLC和傳感器控制 反饋執(zhí)行，以及熱焊切刀和熱切刀的溫度由溫度控制裝置進(jìn)行精確的控制。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì) 說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所 屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下做出 若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用 新型由所提交的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求1、一種動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，包括機(jī)架、安裝在機(jī)架上的基板、設(shè)置在基板上的下料輸送組件和隔膜放料張力組件，其特征在于按照極片袋的制作順序依次在基板上還設(shè)有極片上料組件、極片送料整形組件、豎向熱焊接組件、橫向熱焊接組件、隔膜夾持牽拉組件、隔膜切斷組件。
2、 按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特征在于所述極片上料組件包括上料組件固定板及其上的轉(zhuǎn)盤和帶有頂片、頂 桿的頂料座、驅(qū)動(dòng)頂料座的左、右上料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以及所述轉(zhuǎn)盤上的 裝載有預(yù)先裁好的極片的三個(gè)儲(chǔ)料盒。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備， 其特征在于所述極片送料整形組件包括固定板及其上的對(duì)極片進(jìn)行定位的定位 塊、整形組件汽缸，送料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及左、右定位固定塊和其之間的 絲桿，以及左、右真空吸盤和帶動(dòng)左、右真空吸盤的左、右真空吸盤動(dòng)作 汽缸。、
4、 按照權(quán)利要求3所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特 征在于所述豎向熱焊接組件包括豎向熱焊接上模、豎向熱焊接下模、豎向熱 焊接限位傳感器、壓焊切刀溫度控制器，設(shè)有上模固定板和帶動(dòng)上模固定 板的上模汽缸以及設(shè)置在上模固定板上的連接光軸和第一直線軸承、雙刀 刃壓焊切刀、用于裝頂隔膜組件的下模安裝板和帶動(dòng)下模安裝板的下模汽缸，以及模板。
5、 按照權(quán)利要求4所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特征在于所述橫向熱焊接組件包括橫向熱焊接上模、橫向熱焊接下模、橫向熱 焊接限位傳感器、熱焊刀溫度控制器，設(shè)有用于壓隔膜的上模板和帶動(dòng)上 模固定板的上模汽缸以及設(shè)置在上模板上的第二直線軸承、用于壓隔膜的 下模及其下面的緩沖用壓頭下板、安裝在壓頭下板兩端的長短兩個(gè)熱焊刀、 熱焊刀下面的玻璃纖維板、安裝固定板和固定座。
6、 按照權(quán)利要求5所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特征在于所述隔膜夾持牽拉組件包括固定安裝板、固定塊和傳感器組件和左、 右側(cè)機(jī)械夾手和帶動(dòng)左、右側(cè)機(jī)械夾手的夾持汽缸和隔膜夾持牽拉伺服驅(qū) 動(dòng)電機(jī)，以及定位連接同步帶的滑塊，左、右兩側(cè)機(jī)械夾手的固定端安裝 在夾持汽缸上，夾持汽缸固定在固定塊上，再通過滑塊定位連接在同步帶上。
7、 按照權(quán)利要求6所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特征在于所述隔膜切斷組件包括安裝支架、與安裝支架連接的光軸、隔膜切斷 汽缸，以及由隔膜切斷汽缸帶動(dòng)的熱切刀及其熱切刀墊板。
8、 按照權(quán)利要求7所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特征在于所述下料輸送組件，包括下料輸送安裝支架、下料斜板、輸送皮帶以 及帶動(dòng)輸送皮帶的下料輸送伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。切斷隔膜，下料伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī) 帶動(dòng)輸送皮帶完成對(duì)成品袋裝極片進(jìn)行輸送。
9、 按照權(quán)利要求8所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特征在于所述隔膜放料張力組件，包括隔膜放料汽缸及其安裝塊、配重輥、定 位器、連接桿和放料輥。
10、 按照權(quán)利要求9所述的動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，其特征在于所述豎向熱焊接組件的下模上墊設(shè)有防高溫和緩沖作用的硅膠； 所述橫向熱焊接組件的上模上墊設(shè)有防高溫和緩沖作用的硅膠。
專利摘要一種動(dòng)力電池電芯的全自動(dòng)制極片袋設(shè)備，包括機(jī)架、安裝在機(jī)架上的基板，以及程序控制時(shí)間的PLC，按照極片袋的制作順序依次設(shè)置在基板上的極片上料組件、極片送料整形組件、豎向熱焊接組件、橫向熱焊接組件、隔膜夾持牽拉組件、隔膜切斷組件、下料輸送組件和隔膜放料張力組件。先采用雙刀刃壓焊切刀，對(duì)隔膜進(jìn)行一次性豎向熱焊接，再采用安裝在壓頭下板兩端的長短兩個(gè)熱焊刀完成橫向熱焊接，最后采用熱切刀易于切斷下料，完成極片袋成品制作。整個(gè)制作過程由PLC程序控制時(shí)間，熱切刀溫度控制的高低對(duì)焊接口影響小，能保證兩個(gè)相鄰豎焊縫之間的距離，保證了焊接效果，明顯提高了動(dòng)力電池極片的焊接精度和制袋效率，也降低了故障產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)H01M10/38GK201340884SQ20082021411
公開日2009年11月4日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者駱承華 申請(qǐng)人:深圳市吉陽自動(dòng)化科技有限公司