該發(fā)明涉及鋰電池疊片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種鋰電芯疊片機及疊片工藝。
背景技術(shù):
由于各個廠商生產(chǎn)工藝的不同,目前市場上的聚合物鋰電分為卷繞式(索尼、東芝為代表)、疊片式(TCL、ATL為代表)兩種不同結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有的疊片機及疊片原理都是逐層碟片,即,采用一張連續(xù)的隔膜,將隔膜使用疊片機進(jìn)行Z形折彎,并將正極片和負(fù)極片間隔的植入在隔膜夾層內(nèi)形成疊片,這種方式工作效率低下,自動化程度雖然可以提高,但是依然難以滿足高效率的生產(chǎn)。
本發(fā)明從雙隔膜折疊思想入手,通過首先將正極片和隔膜進(jìn)行復(fù)合,然后在進(jìn)行折疊的方式入手,提供一種新型原理的疊片工藝及設(shè)備。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種鋰電芯疊片機及疊片工藝,用于方形鋰電池的疊片制作,提供一種全新方式的疊片方式和加工方式,更加方便快捷,效率更高、效果更好。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
用于鋰電池制造的雙隔膜連續(xù)疊片生產(chǎn)線,其特征在于,包括皮帶式牽引機,以及沿皮帶式牽引機自前向后依次設(shè)置的:
第一隔膜釋放機,
所述第一隔膜釋放機中設(shè)置有放卷輥、張緊輥和展平輥,其中,所述放卷輥為電動牽引輥,
正極片釋放機械手,
正極片釋放機械手包括旋轉(zhuǎn)盤和固定盤,八棱柱狀的所述旋轉(zhuǎn)盤外側(cè)為八個吸盤,每一個吸盤中設(shè)置有一個矩形凹槽,在凹槽內(nèi)的四個轉(zhuǎn)角處設(shè)置有氣嘴,并在旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)部設(shè)置有與氣嘴貫通的氣路,氣路通過固定盤與正、負(fù)氣源進(jìn)行連接,所述旋轉(zhuǎn)盤的側(cè)面設(shè)置一個氣路端口,每一個氣路端口與固定盤對應(yīng)設(shè)置,所述固定盤上設(shè)置有一個負(fù)壓氣路,負(fù)壓氣路通過支路氣路與所述旋轉(zhuǎn)盤中的上方及前側(cè)方的氣路端口進(jìn)行滑動配合,在固定盤上設(shè)置有一個正壓氣路,正壓氣路與旋轉(zhuǎn)盤下方的氣路端口進(jìn)行滑動配合,通過正壓氣路控制位于下方的凹槽內(nèi)的吸附氣嘴;所述旋轉(zhuǎn)盤安裝在一個轉(zhuǎn)軸上,其中轉(zhuǎn)軸在驅(qū)動電機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動,
第二隔膜釋放機,所述第二隔膜釋放機與第一隔膜釋放機相同;
熱合機,
所述熱合機包括刀具、四邊形連桿機構(gòu)和第一氣缸,其中,刀具為一個矩形框,熱合用所述刀具固定在一個熱合框中,熱合框中具有電加熱元件,所述熱合框上側(cè)安裝一個平行四邊形連桿機構(gòu),平行四邊形連桿機構(gòu)的一個端部向外延伸并與機架鉸接,并在所述平行四邊形機構(gòu)和機架之間安裝第一氣缸;
計數(shù)器,對熱合的正極片數(shù)量進(jìn)行計數(shù);
裁斷裝置,用于隔膜的裁斷;
折疊裝置,所述折疊機包括豎板、連桿和電動直線推桿,其中,豎板下端樞接在折疊裝置上,所述豎板的中部和上部分別通過鉸接的方式連接連桿,電動直線推桿驅(qū)動豎板擺動;
負(fù)極片釋放機械手
所述負(fù)極片釋放機械手包括所述負(fù)極片釋放機械手包括箱體、底板、頂升板、頂升機構(gòu)和推出機構(gòu),其中,所述箱體為矩形陶瓷箱,在長度方向上,所述箱體內(nèi)腔的長度小于正極片長度2毫米,寬度方向上相等,在當(dāng)負(fù)極片放入后,負(fù)極片(B)在長度方向上具有一個微微凸起的趨勢,
在箱體上端敞口處設(shè)置有一對卡槽,兩個卡槽相對設(shè)置且固定在箱體的上邊沿處,負(fù)極片(B)兩側(cè)邊沿卡槽(911)自由滑動;
在箱體(91)的上端設(shè)置一個頂板(912),所述頂板(912)的下表面為向上凹陷的弧形面,且弧度與頂升板(93)的弧度相同,
在其中一個卡槽中設(shè)置有對負(fù)極片上的電極引出口進(jìn)行避讓的第一缺口,同時在箱體上設(shè)置有對負(fù)電極引出部分進(jìn)行避讓的第二缺口;
所述頂升板為弧形板,在弧形板的上表面設(shè)置有軟銅層,下側(cè)為導(dǎo)向柱,導(dǎo)向柱兩側(cè)設(shè)置有齒;
在箱體的下敞口處通過鉸接連接的方式安裝一個底板,底板可以開合,開口狀態(tài)下,向箱體內(nèi)部填充負(fù)極片(B),閉合狀態(tài)下,用于正極片的頂升;在底板的正中央位置設(shè)置有一個圓孔,所述導(dǎo)向柱穿過圓孔,在底板的下側(cè)安裝有另個對稱設(shè)置的齒輪,所述齒輪與導(dǎo)向柱上的齒進(jìn)行嚙合,兩個齒輪分別通過一對反向設(shè)置的錐形齒輪由第一伺服電機驅(qū)動;
在箱體卡槽前側(cè)和后側(cè)分別設(shè)置有一個第一導(dǎo)向板和第二導(dǎo)向板,所述第二導(dǎo)向板上安裝推出機構(gòu),其中推出機構(gòu)包括氣缸、推出板和連接架,其中,所述推出板為厚度與負(fù)極片相等的合金板或者陶瓷板,所述推出板前端插入到卡槽中,后端通過連接架與氣缸的活塞進(jìn)行連接,氣缸推動推出板往復(fù)運動;
和整理平臺,用于疊片的整理。
所述皮帶式牽引機包括上牽引輥和下牽引皮帶,環(huán)形的下牽引皮帶在動力電機的驅(qū)動下可以進(jìn)行運動,且上牽引輥和下牽引皮帶的端部進(jìn)行接觸帶動隔膜沿皮帶運行方向前進(jìn)。
在所述正極片釋放機械手和第二隔膜釋放機之間還設(shè)置有對正極片間距進(jìn)行整理的電動隔板。
所述電動隔板包括隔板和控制電機、導(dǎo)向柱,所述電動隔板中的隔板的厚度設(shè)置為2毫米,所述隔板在控制電機驅(qū)動下沿著導(dǎo)向柱具有上下動作。
在所述凹槽的邊沿處設(shè)置有一個電極避讓缺口,相鄰的兩個吸盤的電極避讓缺口之間關(guān)于邊界對稱設(shè)置,兩個相鄰的凹槽中放置的正極片是對稱設(shè)置的。
本發(fā)明的有益效果是:
1、疊片自動化程度高,整個過程全部由機器自動完成,無需人為干預(yù),提高了生產(chǎn)的自動的水平,效率提高。
2、產(chǎn)品一致性好,流水線式的作業(yè)方式比傳統(tǒng)的疊片方式一致性好。
3、效率高,整個過程隔膜釋放、正極片釋放、熱合、負(fù)極片釋放,一氣呵成,效率提高50%。
4、正、負(fù)極片釋放速度快,且無損傷,能夠滿足實際的需要。
附圖說明
圖1為疊片效果圖。
圖2為單片正極片(負(fù)極片)立體圖。
圖3為疊片原理圖。
圖4為疊片過程之一。
圖5為疊片制作過程模擬圖。
圖6為疊片生產(chǎn)線布置圖。
圖7為隔膜放卷輥端部示意圖。
圖8為正極片釋放機構(gòu)的立體圖。
圖9為正極片釋放機構(gòu)的剖體圖。
圖10為熱合機構(gòu)的主視圖。
圖11為裁剪裝置的立體圖。
圖12為裁剪裝置的主視圖。
圖13為擺動機構(gòu)的立體圖。
圖14為連續(xù)式極片釋放裝置的立體圖1。
圖15為連續(xù)式極片釋放裝置的立體圖2。
圖16為連續(xù)式極片釋放裝置的立體圖3。
圖17為連續(xù)式極片釋放裝置的剖視圖。
圖18為連續(xù)式極片釋放裝置的工作原理圖。
圖19為收納整理平臺原理圖。
圖20為疊片工藝流程圖。
圖21為電解液零空氣充液裝置流程圖。
圖22為電解液零空氣充液裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1隔膜釋放部分,11第一隔膜釋放機,111放卷輥,112張緊輥,1111尼龍?zhí)祝?13展平輥,12第二隔膜釋放機,11’第一隔膜,12’第二隔膜,2正極片釋放機械手,21旋轉(zhuǎn)盤,22吸盤,23凹槽,24氣嘴,25氣路,26固定盤,261負(fù)壓氣路,262正壓氣路,231電極避讓缺口,3熱合部分,31刀具,32四邊形連桿機構(gòu),33第一氣缸,34熱合框,35鉸接點,4負(fù)極片釋放機械手,5整理部分,6裁減部分,61龍門式框架,62裁刀,63第二氣缸,64計數(shù)器,65薄鋼板,66橡膠片,67刀槽,71下牽引皮帶,711上牽引輥,72電動隔板,73擺動機構(gòu),731豎板,732連桿,733電動直線推桿,8收納整理平臺,81托板,82升降機構(gòu),83輔助氣缸,84整理板,9連續(xù)式釋放裝置,91箱體,911卡槽,912頂板,913缺口,92底板,921齒輪,923錐形齒輪,922第一伺服電機,93頂升板,94頂升機構(gòu),95推出機構(gòu),951氣缸,952推出板,953連接架,901第一導(dǎo)向板,902第二導(dǎo)向板,101電泵,102電解液存儲罐,103過濾器,104軟包電池加持與震蕩機構(gòu),1041震動平臺,1042左、右往復(fù)加持板,1043搖臂,1044第一偏心輪上,1045阻尼支撐桿,1047第二偏心輪,1046頂桿,100軟包。
具體實施方式
由于各個廠商生產(chǎn)工藝的不同,目前市場上的聚合物鋰電分為卷繞式(索尼、東芝為代表)、疊片式(TCL、ATL為代表)兩種不同結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有的疊片機及疊片原理都是逐層碟片,即,采用一張連續(xù)的隔膜,將隔膜使用疊片機進(jìn)行Z形折彎,并將正極片和負(fù)極片間隔的植入在隔膜夾層內(nèi)形成疊片,這種方式工作效率低下,自動化程度雖然可以提高,但是依然難以滿足高效率的生產(chǎn)。
通常的設(shè)計思路是提高隔膜的送料效率,即,采用連續(xù)的、高速度的連續(xù)送膜,提高產(chǎn)能。
但是傳統(tǒng)的方法有缺陷,問題在于,當(dāng)送膜速度達(dá)到每秒1米以后,由于隔膜具有一定的彈性,高速纏繞過程中必然存在回復(fù)力,造成了應(yīng)力,即,纏繞后的疊片,電極會被裹緊,造成褶皺現(xiàn)象。
針對現(xiàn)有缺陷,本發(fā)明的保護(hù)主題如下:
開發(fā)的是一種雙隔膜連續(xù)疊片工藝,理論上講,效率提高應(yīng)當(dāng)為單層隔膜連續(xù)疊片的兩倍以上。
開發(fā)的是一種安全高效連續(xù)疊片工藝,正極片和負(fù)極片完全隔離封裝,隔膜可以形成完全隔離正極片和負(fù)極片的作用,提高封裝品質(zhì)。
其基本的原理是,采用雙層隔膜同時疊加的方式,將其中的正極片或者負(fù)極片預(yù)先疊合在兩個隔膜之間,然后通過熱合進(jìn)行初步的封裝,然后進(jìn)行折疊,在折疊過程中再植入另一負(fù)極片或者正極片,形成復(fù)合的疊片效果,將整理后形成疊片進(jìn)行封裝即可。
在折疊的同時,可以對初次疊合的隔膜進(jìn)行熱合封口,使得正負(fù)極片彼此隔離,提高兩者之間的隔離效果。
同時針對高速的疊片速度,傳統(tǒng)的吸盤式機械手采用縱向和橫向進(jìn)給的方式提供電極片,無法適應(yīng)快速的、連續(xù)的正極片或者負(fù)極片的供應(yīng),對電極片的搬運部分進(jìn)行了重新設(shè)計,以期達(dá)到整體優(yōu)化的目的。
基于上述的描述,本發(fā)明提供的提供一種疊片機械:如圖1至圖20所示,
包括隔膜釋放部分1、正極片釋放機械手2、熱合部分3、負(fù)極片釋放機械手4、整理部分5、裁減部分6和輸送部分。
隔膜釋放部分1包括第一隔膜釋放機11、第二隔膜釋放機12,隔膜釋放部分的作用在于以先、后的合理順序及速度將成卷的隔膜進(jìn)行釋放、展平、平鋪。
其中第一隔膜釋放機11由放卷輥111、張緊輥112和展平輥113組成,第二隔膜釋放機與第一隔膜釋放機相同。
其中第一隔膜釋放機11先釋放第一隔膜11’,平鋪后,然后釋放正極片,再釋放第二隔膜12’,將正極片A封裝在兩層隔膜之間,并進(jìn)行定位,最后進(jìn)行熱合,形成間斷的、均勻間隔設(shè)置的正極片,其中兩個正極片之間的間距設(shè)置在2毫米左右,該2毫米的間隔是通過電動隔板實現(xiàn)的。
隔膜放卷輥111采用定力矩緩沖技術(shù),即,放卷輥111的驅(qū)動電機為伺服數(shù)字化電機,可以進(jìn)行數(shù)字化控制,在放卷輥111與電機動力軸之間采用定力矩裝置進(jìn)行緩沖,定力矩裝置結(jié)構(gòu)包括:內(nèi)、外套置的兩個尼龍?zhí)?111,通過設(shè)置尼龍?zhí)字g的阻尼力實現(xiàn)定力矩傳動,正常情況下,尼龍?zhí)字g保持摩擦關(guān)系,相對靜止,當(dāng)傳動力矩超過設(shè)定力矩時,實現(xiàn)打滑,防止過度傳動對隔膜造成的過度撕扯,參考圖7。
張緊輥采用柔性漲緊技術(shù),即,張緊輥為一個復(fù)合輥,中間的芯軸為鋼軸,鋼軸外表面設(shè)置為橡膠材質(zhì),芯軸兩端通過軸承安裝在機架上。
作為一種可更換方案,上述的張緊輥為軟軸和橡膠套的組合物,并在軟軸的外表面覆蓋有橡膠套,其中,張緊輥的曲率控制在R2米,通過轉(zhuǎn)動將隔膜松開,防止過緊。在安裝過程中,軟軸保持兩端保持一定的夾角。
進(jìn)一步地,上述的張緊輥采用偏心結(jié)構(gòu),即,所述的張緊輥本身為一偏心輥子,偏心率控制在1厘米,通過偏心的運轉(zhuǎn)規(guī)律實現(xiàn)松弛的目的,其中,張緊輥的一端安裝一個齒輪,齒輪由電機直接驅(qū)動,本處的電極以脈沖式的運動運行,帶動張緊輥具有一個間斷的啟停抖動動作,達(dá)到解卷的目的,參考圖8。
通過解卷后,敷設(shè)在下牽引皮帶上的第一隔膜11’處于自由展平狀態(tài),不存在回彈應(yīng)力。
輾平輥113為超級光輥,其中的輥表面精細(xì)度達(dá)到R1.6(粗糙度),直徑不小于1米,實現(xiàn)包覆角度不小于90度,用于隔膜的平穩(wěn)轉(zhuǎn)向。
展平輥有電動機帶動旋轉(zhuǎn),與隔膜同步轉(zhuǎn)動。
第二隔膜釋放機12與第一隔膜釋放機相同,用于第二隔膜12’的釋放,一前一后布置,在兩個隔膜釋放機構(gòu)的中間位置設(shè)置正極片釋放機械手2以及氣動隔板。
正極片釋放機械手2采用圖8中所述的結(jié)構(gòu),主體為一個八面形的旋轉(zhuǎn)盤21,在旋轉(zhuǎn)盤的八個面上為八個吸盤22,每一個吸盤中設(shè)置有一個凹槽23,凹槽23為矩形,在凹槽內(nèi)的四個轉(zhuǎn)角處設(shè)置有氣嘴24,并在旋轉(zhuǎn)盤21內(nèi)部設(shè)置有氣路25,氣路通過固定盤與正、負(fù)氣源進(jìn)行連接,形成一種氣路轉(zhuǎn)換氣閥,當(dāng)與正壓氣源連接時,上述的吸盤處產(chǎn)生吹力,用于釋放其中的極片。當(dāng)與負(fù)壓氣源連接時,上述的吸盤產(chǎn)生吸附力,用于抓取正極片。
上述的轉(zhuǎn)換氣閥結(jié)構(gòu)參考圖9,在上述旋轉(zhuǎn)盤的側(cè)面設(shè)置一個16個氣路端口,每一個氣路與固定盤26對應(yīng)設(shè)置,固定盤上設(shè)置有一個負(fù)壓氣路261,負(fù)壓氣路通過支路氣路與上述的旋轉(zhuǎn)盤中的上方及前側(cè)方的氣路端口進(jìn)行滑動配合,通過負(fù)壓氣路控制位于上方,前方及前側(cè)方位的凹槽內(nèi)的吸附氣嘴。
在固定盤26上設(shè)置有一個正壓氣路262,正壓氣路與旋轉(zhuǎn)盤下方的氣路端口進(jìn)行滑動配合,通過正壓氣路控制位于下方的凹槽內(nèi)的吸附氣嘴。
在凹槽的邊沿處設(shè)置有一個電極避讓缺口231,相鄰的兩個吸盤的電極避讓缺口之間關(guān)于邊界對稱設(shè)置,兩個相鄰的凹槽中放置的正極片是對稱設(shè)置的。
上述的旋轉(zhuǎn)盤21安裝在一個轉(zhuǎn)軸上,其中轉(zhuǎn)軸在驅(qū)動電機的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動,
在正極片釋放部位的下牽引皮帶71上方設(shè)置一個電動控制的電動隔板72,電動隔板包括隔板和控制電機、導(dǎo)向柱,電動隔板中的隔板的厚度設(shè)置為2毫米,為沒有鈍角結(jié)構(gòu),隔板卡設(shè)在兩個相鄰的正極片之間,形成間距定位,保證兩個極片的間距均勻一致。電動隔板72具有上下動作過程,具體結(jié)構(gòu)可參考裁刀機構(gòu),為龍門式結(jié)構(gòu),將其中的刀具換成一定厚度的隔板即可,此處不再贅述。
在第二隔膜釋放機12后側(cè)設(shè)置熱合部分3,熱合部分為電加熱熱合模式的熱合機構(gòu),該機構(gòu)包括刀具31、四邊形連桿機構(gòu)32和第一氣缸33,其中,刀具31為一個矩形框,上述熱合用刀具固定在一個熱合框34中,熱合框中具有電加熱元件,可以將刀具加熱至200攝氏度,足以將隔膜形成局部熔融,形成熱合,熱合框34上側(cè)安裝一個平行四邊形連桿機構(gòu)32,平行四邊形連桿機構(gòu)的一個端部向外延伸并與機架鉸接,該平行四邊形機構(gòu)在第一氣缸33的作用下具有一個搖擺的動作,且搖擺的過程中,熱合框34始終處于水平狀態(tài)。
熱合刀具同時對兩個相鄰的正極片進(jìn)行熱合,熱合機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖參考圖10所示。
熱合框可以采用帶有緩沖技術(shù)的結(jié)構(gòu),在即熱合框中鑲嵌有緩沖彈簧,實現(xiàn)自動緩沖。
熱合后,形成內(nèi)部夾持有正極片的隔膜條C,該隔膜條C是指,由連續(xù)的兩條隔膜夾持正極片組成,其中正極片是等間距均勻設(shè)置的,形成若干連續(xù)的疊片。
在熱合刀具的后側(cè)為牽引輥組件,上述的牽引輥組件包括上牽引輥711和下牽引皮帶71,下牽引皮帶在動力電機的驅(qū)動下可以進(jìn)行運動,帶動上方的隔膜進(jìn)行運動,參考圖6。
上牽引輥711采用步進(jìn)電機驅(qū)動,上牽引輥表面為橡膠復(fù)層,且在橡膠輥的表面設(shè)置有花紋,提高牽引力度。
在牽引輥組件后側(cè)設(shè)置有裁剪部分6,該裁剪部分為氣動式裁剪裝置,該裝置包括龍門式框架61,在龍門式框架上設(shè)置裁刀62,龍門框架在第二氣缸63作用下可以上下開合,完成裁剪動作,例如,每一個電芯的由50片正負(fù)極片組成,則每個50個極片進(jìn)行裁斷,為配合計數(shù),在裁剪裝置的前側(cè)或者后側(cè)設(shè)置一個計數(shù)器64,計數(shù)器優(yōu)選磁感計數(shù)器,通過感應(yīng)極片的數(shù)量計數(shù),用于控制疊片的厚度。
為配合裁刀裁剪,在裁刀正下方的平臺上設(shè)置有個刀槽67,刀槽內(nèi)放置柔性膠墊,提高裁剪整齊度,并保護(hù)裁刀。
在裁剪裝置的后側(cè)設(shè)置有個薄鋼板65,薄鋼板的后側(cè)粘接一個柔性的橡膠片66,橡膠片66在自身作用下處于下垂?fàn)顟B(tài),且下垂的長度為極片寬度的一半,參考圖11和圖12。
在橡膠片66后側(cè)的側(cè)下方位置放置有一個收納整理平臺8,形成整理部分5,即,收納整理平臺是整理部分的具體形式,收納整理平臺帶有自動升降功能,包括托板81、升降機構(gòu)82、檢測開關(guān),其中升降機構(gòu)位于托板81的下側(cè),用于托板81的上升和下降,檢測開關(guān)用于檢測托板上的隔膜條的數(shù)量,并反饋給控制系統(tǒng),用于控制托板的下降,每落下一個疊片,托板自動下降一個疊片厚度的高度,逐步下降。在托板81的左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個擋板,擋板用于限制疊片在左右方位的位置,由于疊片是連續(xù)的,所以在左右方向上進(jìn)行粗限位即可。
在收納整理平臺8前后兩側(cè)設(shè)置有一個輔助氣缸83,輔助氣缸的活塞桿上安裝一個豎直設(shè)置的整理板84,當(dāng)疊片到位后,通過兩個輔助氣缸的往復(fù)震動,對隔膜疊片自前后兩側(cè)進(jìn)行進(jìn)行震蕩整理,提高整齊程度。
在收納整理平臺的前后兩側(cè)各設(shè)置一個負(fù)極片釋放機械手4,負(fù)極片釋放機械手采用的連續(xù)式釋放機構(gòu)9,每次推送一片負(fù)極片,實現(xiàn)運轉(zhuǎn)。
負(fù)極片釋放機械手,連續(xù)式釋放裝置9,每次搬運一個負(fù)極片B,并將負(fù)極片B放置在折疊處,上述的負(fù)極片一左一右彼此交叉設(shè)置,一正一反放置,參考圖4。傳統(tǒng)的吸盤式機械手具有兩個問題,第一問題是搬運速度慢,需要吸、搬運、釋放三個動作,需要氣動系統(tǒng)配合,難以快速的完成,第二個問題是,由于正極片的厚度很薄,一般為厚度0.1毫米至0.3毫米的鋁箔,容易產(chǎn)生粘連,一次搬運兩片,造成誤操作。
連續(xù)式釋放裝置9,結(jié)構(gòu)包括箱體91、底板92、頂升板93、頂升機構(gòu)94和推出機構(gòu)95,參考圖14到圖16,其中,上述的箱體91為矩形箱體,采用潔凈的陶瓷箱,可以防止對其中的負(fù)極片B造成污染,在長度方向上,箱體內(nèi)腔的長度小于負(fù)極片長度2毫米,寬度方向上相等,在當(dāng)正極片放入后,負(fù)極片B在長度方向上具有一個微微凸起的趨勢,參考圖18,由于負(fù)極片本身具有一定的彈性,具有一個漲緊的回彈力,在負(fù)極片放入后,在下部頂升板的作用下,正極片向上凸起。
在箱體91上端敞口處設(shè)置有一對塑料材質(zhì)的卡槽911,兩個卡槽相對設(shè)置,固定在箱體的上邊沿處,負(fù)極片B兩側(cè)邊可以在卡槽911內(nèi)自由滑動。
卡槽911的位置,恰好能夠滿足一張負(fù)極片的自由移動,即,每次輸送一張負(fù)極片,由于卡槽自身寬度的限制,不會出現(xiàn)多片的情況。
在箱體91的上端設(shè)置一個頂板912,頂板912的下表面為向上凹陷的弧形面,且弧度與頂升板93的弧度相同,此區(qū)域為正極片的恢復(fù)區(qū)域,在此區(qū)域內(nèi),負(fù)極片B展開,展平后負(fù)極片B兩側(cè)邊插入到插槽中。
在其中一個卡槽911中設(shè)置有對負(fù)極片上的電極引出口進(jìn)行避讓的缺口913,同時在箱體91上設(shè)置有對電極引出部分進(jìn)行避讓的缺口913,用于電極的引出。
頂升板93為一個金屬材質(zhì)的弧形板,在弧形板93的上表面設(shè)置有軟銅層,弧形板下表面設(shè)置有一個橫向的加強筋,加強筋上向下引出一個圓柱狀的導(dǎo)向柱931,導(dǎo)向柱兩側(cè)設(shè)置有齒932。
在箱體91的下敞口處通過鉸接連接的方式安裝一個底板92,底板可以開合,開口狀態(tài)下,向箱體內(nèi)部填充負(fù)極片B,閉合狀態(tài)下,用于負(fù)極片的頂升。
在底板92的正中央位置設(shè)置有一個圓孔,上述的導(dǎo)向柱穿過圓孔,在底板的下側(cè)設(shè)置有另個對稱設(shè)置的齒輪921,齒輪921與導(dǎo)向柱上的齒932進(jìn)行嚙合,形成傳動。兩個齒輪分別通過一對錐形齒輪923由第一伺服電機922驅(qū)動。
在箱體91卡槽前側(cè)和后側(cè)分別設(shè)置有一個第一導(dǎo)向板901和第二導(dǎo)向板901,第一導(dǎo)向板901的作用在于將負(fù)極片輸送至目的處,第二導(dǎo)向板902的作用在于安裝推出機構(gòu)95,其中推出機構(gòu)包括氣缸951、推出板952和連接架953,其中,推出板952為厚度與負(fù)極片相等的合金板或者陶瓷板,推出板前端插入到卡槽911中,后端通過連接架953與氣缸的活塞進(jìn)行連接。通過氣缸的動作推動推出板的往復(fù)運動。
進(jìn)一步地,上述的推出板952具有兩個極限位置,初始極限位置位于負(fù)極片的有效區(qū)域以外,終止位置位于正極片的推出區(qū)域。
其中負(fù)極片釋放機械手的導(dǎo)向板處于傾斜狀態(tài)適當(dāng)傾斜,可以方便的進(jìn)行推出,方便負(fù)極片快速到位。
每次自前后兩側(cè)間隔的放置一個負(fù)極片釋放機械手。
在裁剪裝置下方的橡膠片前側(cè)設(shè)置有一個擺動機構(gòu)73,擺動機構(gòu)73包括豎板731、連桿732和電動直線推桿733,其中,豎板下端樞接在機架設(shè)備上,豎板的中部和上部分別通過鉸接的方式連接連桿,形成平行四邊形機構(gòu),并對上部的橡膠片形成托舉,避免橡膠片失控。當(dāng)豎直狀態(tài)的隔膜條到位后,擺動機構(gòu)73動作,進(jìn)行疊片的變向與折疊,實現(xiàn)折疊90度,在折疊的同時,實現(xiàn)前后兩側(cè)負(fù)極片的插入,每折疊一次,自左右兩側(cè)插入一個負(fù)極片。
工作過程是這樣的:
首先,第一隔膜釋放機先釋放第一隔膜,釋放后的第一隔膜以自然的方式平鋪在下牽引皮帶上,然后釋放正極片,正極片與正極片之間保持2毫米左右的間距,該2毫米的間隔是通過氣動隔板實現(xiàn)的,然后釋放第二隔膜,將正極片封裝在兩層隔膜之間,最后進(jìn)行熱合,熱合點位于正極片的邊沿處,并避開電極部分,形成間斷的、間隔設(shè)置的正極片,其中兩個正極片之間的間距設(shè)置在2毫米左右,形成固定的隔膜帶,
然后豎板在擺動機構(gòu)中以脈沖的形式擺動,每擺動一次疊片隔膜帶折疊一次,并在折疊的同時,自前后兩側(cè)同時植入一個負(fù)極片,形成疊片,最后經(jīng)過整理形成規(guī)則的形狀。
軟包鋰電芯及其制作工藝
將上述疊好的疊片進(jìn)行電極焊接形成一體,焊接采用壓力焊,焊接牢靠,然后將上述疊片使用隔膜包裹后放入一個軟包袋內(nèi),然后進(jìn)行電解液注入,最后進(jìn)行封裝,封裝過程中在電極部位增加電極絕緣套,形成軟包電池。該軟包電池具有如下結(jié)構(gòu):
正極片和負(fù)極片間隔設(shè)置,且兩者之間設(shè)置有一層隔膜,隔膜熱合后形成,正極片和負(fù)極片的電極分別獨立成束,并引出至外側(cè),軟包帶為具有絕緣性能的高分子樹脂材料。
軟包鋰電池制作工藝,
步驟一,經(jīng)過涂布、裁剪制得正極片和負(fù)極片待用,
步驟二,準(zhǔn)備寬度為正極片、負(fù)極片長度1.2倍的隔膜,待用
步驟三,將上述第一隔膜平鋪在一個連續(xù)運動的下牽引皮帶上,同時將正極片居中均勻的擺放在第一隔膜上,利用手工或者機械的方式將上述的正極片均勻間隔設(shè)置,間隔間距保持在2毫米左右,且每邊留出2毫米的余量,
步驟四,將第二隔膜均勻的覆蓋在第一隔膜上,對正極片形成全覆蓋,并使用熱合刀具對正極片四周的隔膜進(jìn)行熱合,熱合過程避開電極部位,經(jīng)熱合后形成連續(xù)的隔膜帶,在隔膜帶中形成間隔布置的正極片,
步驟五,將上述的隔膜帶按照Z形方式折疊,并在折疊的過程中填入負(fù)極片,其中上述的負(fù)極片的電極疊加,正極片上的電極疊加,形成如圖1所示的樣子,
步驟六,將疊片整理后使用隔膜進(jìn)行捆綁,形成方形,并放入一個軟包袋內(nèi),
步驟七,將軟包袋放入注液機內(nèi)進(jìn)行進(jìn)行壓合整理,形成規(guī)則形狀,并進(jìn)行電解液灌裝,
步驟八,靜止一段時間后進(jìn)行熱合封裝,在熱合封裝后通過軟包帶上的排氣孔排除內(nèi)部的空氣,經(jīng)過多次連續(xù)的沖液、排液,完全排除內(nèi)部的空氣,最后對排氣孔進(jìn)行封裝。
一種電解液零空氣充液裝置,參考圖21,該裝置包括如下結(jié)構(gòu):
電泵101、電解液存儲罐102、過濾器103、軟包電池加持與震蕩機構(gòu)104,其中,電泵101為UBA(優(yōu)霸)品牌的型號為E2-R20B的注液泵,電泵將電解液抽取至軟包電池中,通過過濾器103過濾,過濾器為雙并列結(jié)構(gòu),用一備一,其中,軟包電池加持與震蕩機構(gòu)包括震動平臺1041、左、右往復(fù)加持板1042、驅(qū)動電機,上述的震動平臺1041下設(shè)置有通過一個搖臂1043,搖臂的上端安裝在震動平臺中部,下端安裝在一個第一偏心輪1044上,同時,在震動平臺的四個轉(zhuǎn)角處設(shè)置有阻尼支撐桿1045,阻尼支撐桿是指帶有伸縮性能和彈性的伸縮桿,上述第一偏心輪受控于一個驅(qū)動電機,在第一偏心輪的轉(zhuǎn)動下,上述的震動平臺處于震動狀態(tài)。
在注液的同時左右兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)氣缸同時動作,旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動第二偏心輪1047,第二偏心輪通過驅(qū)動頂桿1046,頂桿在壓簧的作用下回彈,將軟包進(jìn)行往復(fù)夾緊于松開,這個過程有利于軟包100內(nèi)的氣泡的趕出,參考圖22。
在整個灌裝的過程中應(yīng)保證維持一個循環(huán),至少保證不再有氣泡被趕出。
然后對軟包的排氣口進(jìn)行封堵,封堵方式為熱合,形成永久封堵。
上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述,并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下,本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對本發(fā)明的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)擴如本發(fā)明權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。