[发明专利]极片运送装置及应用该极片运送装置的叠片设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种极片运送装置，尤其涉及一种应用于电池设备领域的极片运送装置。

本发明还涉及一种叠片设备，尤其涉及一种应用该极片运送装置的叠片设备。

背景技术

一般而言，电池的组成主要包括电池壳体、电池芯、电池芯盖。其中，电池芯主要由电解液与电池芯结构所构成，而电池芯结构主要由正极、负极、隔离膜等材料构成，电解液则充斥在电池壳体与电池芯结构之间。其中，隔离膜将电池芯结构中的正极与负极隔开，防止短路。将电池芯结构置入电池壳体中，再将电池芯盖与电池壳体以焊接等方式密合后，最后将电解液注入电池内，即完成电池的主要制造流程。

具体来说，随着对于能源的不同需求，人们开发出了许多不同种类的电池，如镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等。其中锂离子电池因其优越的性能（如电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好等）而得到人们广泛的应用。锂离子电池又可分为多种，如锂钴电池(LiCoO₂)、锂锰电池(LiMnO₂)、锂镍电池(LiNiO₂)及磷酸铁理电池(LiFePO₄)等，上述分类是根据锂离子电池正极材料的不同而做出的。

  目前，电池的形状一般分为圆柱型（Cylinder）与方型（Prismatic）两种形状，而电池的形状涉及到电池芯结构的制成与设计。针对圆柱型电池，其电池芯结构通常为卷绕体，而对于方型电池，其电池芯结构通常为叠片体。叠片体的制程主要有三种:Z字型叠片法、隔离膜制袋法、隔离膜切片法。

下面以Z字型叠片法为例，对叠片体的制程进行一下简要的说明，该方法的主要流程为：首先，配制用于形成电极表面的活性材料层的悬浮液，将悬浮液涂覆到电极的主表面上，然后经过干燥并压制以制造电池的正极极片和负极极片。将正极极片和负极极片相互配合使得活性材料层相互面对，同时在正极极片和负极极片之间放置一具有弹性薄膜特性的隔离膜。沿着正极极片和负极极片的标记区域将正极极片和负极极片弯曲成垂直截面为Z字形。由于隔离膜具有弹性薄膜特性且夹在正极极片和负极极片之间，因此，隔离膜也被弯曲成与正极极片和负极极片相同的形状。以上即为Z字型叠片法的主要制程。

在实际的生产过程中，叠片体的制作是通过机械设备来完成的。根据不同的制程，叠片设备主要分为：Z型叠片机，卷绕式叠片机。Z型叠片机用于生产方型电池的叠片体，卷绕式叠片机用于生产圆柱型电池的叠片体。

 现有的大型锂离子动力电池的叠片体就是由Z型叠片机生产的，目前常用的Z型叠片机通常由取料嘴、整形嘴、极片料槽、整形装置、底座、隔离膜夹持装置，叠片台、叠片体运送装置等装置组成。取料嘴、整形嘴、极片料槽、整形装置分为两组，以横向和纵向方向设置。

取料嘴和整形嘴上一般还设有吸盘，用于吸取极片料槽和整形装置上的极片。极片料槽用于存放尚未被叠片的极片，整形装置用于将取料嘴运送来的极片进行定位以方便下一步的叠片。位于底座上的叠片台通过底座的左右往复运动完成极片的叠片。

隔离膜夹持装置用于夹持隔离膜，并将隔离膜拉成一直线，以方便将正负极片放置于隔离膜上。叠片过程中只用一条隔离膜分隔所有正极极片与负极极片。因此，Z字型叠片法的隔离膜只有在叠片体完成时才会被切断，一个叠片体的隔离膜实际都是相连的。

叠片体运送装置用于将制作完成的叠片体从叠片装置中运送出来。

在生产过程中，横向方向设置的机械臂通过其上设置的取料嘴从极片料槽中吸取极片，同时其上的整形嘴从整形装置中吸取经过整形定位的极片，然后上述机械臂向叠片台方向移动，与此同时叠片台向机械臂方向移动，待吸取有极片的整形嘴运动到叠片台的上方时，机械臂停止运动，并下压将极片放置在隔离膜上，同时取料嘴将从极片料槽中吸取的极片放置到整形装置上进行整形。

纵向方向设置的机械臂的运动过程与横向设置的机械臂相同，但当横向机械臂将极片运送至叠片台进行叠片时，纵向机械臂返回极片料槽和整形装置处进行吸取极片。

由上述可知，横向机械臂和纵向机械臂的运动行程为两个独立且垂直的行程，不仅移动时间较长，机械设计与相应控制也较为复杂。

有鉴于此，有必要对现有的叠片设备的结构予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极片运送装置，该装置具有可绕同一枢轴转动的机械臂，极片运送轨迹为圆弧形，移动时间短，效率高

本发明的另一目的在于提供一种应用上述极片运送装置的叠片设备。

为实现上述发明目的之一，本发明的一种极片运送装置，其包括：