一种复合装置的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池生产技术领域，具体涉及一种用于锂离子电池堆叠单元边缘隔膜的复合装置。


背景技术：

2.锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，自商品化以来，受到了广泛的关注与应用。目前锂离子电池的制作方法主要有卷绕式和叠片式两种，其中，叠片式锂离子电池主要是将正、负极片分别制作成单片，隔膜呈z字型叠绕，正、负极单片依次交叉叠放，中间由隔膜隔开；或者将正极片、隔膜、负极片依次叠放组成电池单体，电池单体再在隔膜上定位组合，由隔膜卷绕成电池卷芯。以上工序通常采用叠片机进行。
3.目前较常采用的热复合叠片机在叠片过程中，具有多层的复合单元在经过热复合辊，使得正负极片与隔膜复合完成后，由于正、负极厚度的原因，隔膜与隔膜之间存在一定的间隙，使得复合单元裁断后，复合单元与传送机构之间的摩擦会导致隔膜边角处翻折；此外，在复合单元进行ccd检测时会因为隔膜与隔膜之间的间隙差距产生ccd的误判，从而产生不良单元，浪费极片；并且在堆叠的过程中，因快速叠片，空气阻力容易导致隔膜边角处翻折。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型有必要提供一种复合装置，通过该复合装置对堆叠单元边缘隔膜进行复合，从而解决了堆叠单元在堆叠过程以及传送过程中易出现隔膜边角翻折的问题，且复合后能够保证ccd检测的通过率，避免浪费材料，并且通过该复合装置对隔膜边缘局部复合有利于电解液的浸润。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种复合装置，其包括：
7.驱动单元，包括第一支撑部和第一驱动部，所述第一支撑部设于所述第一驱动部的传动端，在所述第一驱动部的驱动下做竖向移动；
8.用于将堆叠单元压紧并传送所述堆叠单元的压紧驱动单元，所述压紧驱动单元固设于所述第一支撑部远离所述第一驱动部的一面；
9.设于所述第一支撑部远离所述第一驱动部的一面的热复合单元，其包括两组热复合机构，所述热复合机构沿垂直所述堆叠单元的传送方向对称设于所述压紧驱动单元的两侧；
10.检测单元，其设于所述压紧驱动单元传送出所述堆叠单元的一侧；
11.以及用于将堆叠单元裁断的裁断单元，其设于所述检测单元背离所述压紧驱动单元的一侧。
12.进一步的，所述第一驱动部采用运动气缸，所述运动气缸采用无铜气缸。
13.进一步的，所述驱动单元还包括第二支撑部，所述第一驱动部固设于所述第二支撑部的上端面，其传动端贯穿所述第二支撑部；
14.所述第二支撑部上开设有至少一个导向孔，所述导向孔内设有轴承，所述轴承内插设有导向杆，所述导向杆的下端与所述第一支撑部的上端面固定连接。
15.优选的，所述导向孔的个数为四个，其关于所述第一驱动部轴呈阵列分布。
16.进一步的，所述压紧驱动单元包括：
17.压紧驱动机构，其包括可上下分离的第一压紧辊和第二压紧辊，所述第一压紧辊与所述第一支撑部固定连接，所述第二压紧辊连接有用于驱动其转动的第二驱动部；
18.以及压紧机构，其包括可上下分离的第三压紧辊和第四压紧辊，所述第三压紧辊与所述第一支撑部固定连接。
19.进一步的，所述热复合机构包括可上下分离且结构相同的第一热压头机构和第二热压头机构，所述第一热压头机构包括第一热压头、第一驱动电机和第一回转部，所述第一驱动电机固设于所述第一支撑部的下端面，所述第一回转部与所述第一驱动电机连接，所述第一热压头设于所述第一回转部内。
20.进一步的，所述第一热压头、第二热压头的材质分别独立的选自不锈钢镀铁氟龙、铍铜镀铁氟龙、不锈钢包裹导热硅胶中的一种。
21.进一步的，所述检测单元包括两组ccd检测器件，其沿垂直于所述堆叠单元传送方向的分布，且关于所述堆叠单元轴对称。
22.进一步的，所述裁断单元包括可上下分离的固定切刀和活动切刀。
23.进一步的，所述固定切刀、活动切刀的材质选自钨钢或不锈钢镶嵌钨钢。
24.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
25.该复合装置中设有热复合单元，通过该热复合单元调整适当的温度对复合单元两侧的局部隔膜贴合，两侧隔膜贴合后进行隔膜裁断，裁断后复合单元四周可有效防止隔膜在堆叠过程中翻折，从而避免因翻折引起正、负极接触导致的电芯短路，可有效消除隔膜之间的间隙，改善后续检测过程中的误判率，降低单元片的不良率，提高材料的利用率，提高产品的合格率，保持电芯良好的浸润性。
附图说明
26.图1为本实用新型一较佳实施例中复合装置的侧视图；
27.图2为图1中复合装置的主视图；
28.图3为图1中复合装置的俯视图；
29.图4为图2中压紧驱动机构20和压紧机构21的局部结构示意图；
30.图5为图2中热复合机构的局部结构示意图；
31.图6为图1中复合装置第一工作状态示意图；
32.图7为图1中复合装置第二工作状态示意图；
33.图8为复合单元隔膜边缘复合并裁断后的结构示意图。
34.图中：10
‑
第一支撑部、11
‑
第一驱动部、12
‑
第二支撑部、121
‑
导向孔、122
‑
轴承、123
‑
导向杆；
35.20
‑
压紧驱动机构、21
‑
压紧机构、201
‑
第一压紧辊、202
‑
第二压紧辊、203
‑
第二驱
动部、211
‑
第三压紧辊、212
‑
第四压紧辊；
36.30
‑
第一热压头机构、31
‑
第二热压头机构、301
‑
第一热压头、302
‑
第一驱动电机、303
‑
第一回转部、311
‑
第二热压头、312
‑
第二驱动电机、313
‑
第二回转部；
37.40
‑
检测器件；
38.50
‑
固定切刀、51
‑
活动切刀；
39.60
‑
堆叠单元、601
‑
正极极片、602
‑
正极极耳、603
‑
负极极片、604
‑
负极极耳、605
‑
隔膜、606
‑
复合部。
具体实施方式
40.下面将结合说明书附图，对本实用新型提供的复合装置进行进一步的详细说明。
41.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“安装于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者间接在所述另一个元件上。但一个元件被称为“连接于”、“相连”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至所述另一个元件上。另外，连接一般指的是用于固定作用，这里的固定可以是本领域常规的任何一种固定方式，如“螺纹连接”、“铆接”、“焊接”等。
42.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.本实施例中公开了一种复合装置，其包括驱动单元、压紧驱动单元、热复合单元、检测单元和裁断单元，其中，压紧复合单元用于将堆叠单元压紧并传送该堆叠单元，热复合单元用于对堆叠单元的边缘隔膜进行热压合，检测单元用于对堆叠单元进行检测，而裁断单元则用于对堆叠单元进行裁断。
44.具体的，请参阅图1，本实施例中驱动单元包括第一支撑部10、第一驱动部11和第二支撑部12，其中，第一支撑部10设于第一驱动部11的传动端，在第一驱动部11的驱动下做竖向移动，第一驱动部11的类型没有特别的限定，本领域内可实现驱动竖向移动的装置或机构均可，优选的，在本实施例中，第一驱动部11采用运动气缸，从而可控制竖向移动的行程，更优选的，第一驱动部11采用无铜气缸，一方面其材质无铜，避免运行中摩擦产生铜粉对电芯产生污染，另一方面由于其润滑方式采用的是滋润无油的润滑方式，因此可避免对堆叠单元隔膜的污染。进一步的，请结合图1和图2，本实施例中第一驱动部11固定连接在第二支撑部12上，其传动端贯穿第二支撑部12，如图1和图2中所示的，第二支撑部12与第一支撑部10上下分布，第一驱动部11的固定方式没有特别的限定，本领域中常规固定方式均可，在本实施例中采用螺丝固定，从而方便第一驱动部11的维护和更换，此外，第一支撑部10和第二支撑部12主要是用于实现制成固定的作用，因此，其形状等没有特别的限定，在本实施例中，第一支撑部10和第二支撑部12均为板状结构，其中，第一支撑部的侧面通过焊接、螺纹连接等方式固定于墙面、器械等侧面，从而实现第一驱动部11的固定。进一步的，请参阅图3，为了维持第一支撑部10竖向移动的稳定性，在第二支撑部12上开设有至少一个导向孔121，在导向孔121内安装有轴承122，轴承122内插设有导向杆123，导向杆123的下端与第一
支撑部10固定连接，可以是焊接，也可以是螺纹连接，其没有特别的限定，可根据需要进行调整。需要说明的是，导向孔121的数量没有特别的限定，其主要是辅助第一支撑部10的竖向移动，其个数可以是1个、2个、4个、7个等等，考虑达到成本和维持稳定两方面因素，在本实施例中，导向孔121采用四个，且关于第一驱动部11呈均匀的阵列分布。
45.进一步的，请继续参阅图1和图2，压紧驱动单元包括压紧驱动机构20和压紧机构21，具体的，请结合图4，压紧驱动机构20包括第一压紧辊201、第二压紧辊202和第二驱动部203，其中，第一压紧辊201固定在第一支撑部10的下端面，在本实施例中，第一压紧辊201通过一连接板与第一支撑部10的下端面固定，从而可随着第一支撑部10的竖向移动向第二压紧辊202远离或靠近；进一步的，请结合图2和图4，第二压紧辊202和第二驱动部203连接，从而在第二驱动部203的驱动下转动进行传送，第二驱动部203可以是本领域任何可用于实现第二压紧辊202转动的装置，在本实施例中，第二驱动部203采用驱动电机，通过在第二压紧辊202上绕设皮带，利用皮带传动，由于皮带传动为本领域中常规技术，这里不再具体阐述。请继续参阅图2和图4，压紧机构21包括第三压紧辊211和第四压紧辊212，其中第三压紧辊211固定在第一支撑部10的下端面，其固定方式同第一压紧辊201相同，因此，这里不再具体阐述，随着第一支撑部10的竖向移动，第三压紧辊211向第四压紧辊212远离或靠近，通过压紧驱动机构20和压紧机构21对堆叠单元60进行压紧与传送。
46.进一步的，请结合图1、图2和图5，热复合单元位于压紧驱动机构20和压紧机构21之间，其由两组热复合机构构成，两组热复合机构沿垂直堆叠单元60的传送方向对称设于压紧单元的两侧，如图1中所示的。每一热复合机构由第一热压头机构30和第二热压头机构31构成，第一热压头机构30由第一热压头301、第一驱动电机302和第一回转部303构成，其中第一驱动电机301固设于第一支撑部10的下端面，在本实施例中，第一驱动电机302通过一连接板与第一支撑部10的下端面固定连接，第一驱动电机302的传动端与第一回转部303连接，用于驱动第一回转部303转动，第一回转部303内插设第一热压头301，通过驱动使得第一热压头301做竖向移动，可以理解的是，本领域中能够实现该过程的装置或结构均可用于本实用新型中，优选的，本实施例中第一回转部303采用联轴器，其与第一驱动电机302、第一热压头301的连接方式为常规手段，因此这里不再具体阐述，更进一步的，第一热压头301远离第一驱动电机302的端部为方形，更优选的，为正方形，保证边缘隔膜复合的均匀性，以及裁断后的均一性，其尺寸没有特别的限定，可根据堆叠单元60的尺寸以及需要复合区域进行调整。请继续参阅图5和图1、图2，第二热压头机构31由第二热压头311、第二驱动电机312和第二回转部313构成，由于第二热压头机构31的结构组成与第一热压头机构30相同，因此，这里不再具体阐述。进一步的，为了保证热复合后隔膜的质量不受影响，第一热压头301和第二热压头311的材质优选采用导热良好、对隔膜无损伤、无污染且不粘隔膜的材料，具体实例包括但不限于不锈钢镀铁氟龙、铍铜镀铁氟龙、不锈钢包裹导热硅胶。
47.进一步的，该复合装置中的检测单元主要包括两组ccd检测器件40，其用于对热复合后的堆叠单元60进行检测，可以理解的是，本领域中其他检测装置亦可，没有特别的限定，在本实施中，其设于压紧驱动单元传送出堆叠单元60的一侧，如图2和图3中所示的。在本实施例中，两组ccd检测器件40分别沿垂直于堆叠单元60传送方向分布，且关于堆叠单元60轴对称，具体的，其与第一热压头机构30和第二热压头机构31分别位于同一直线上，从而对热复合后的堆叠单元60进行检测。
48.进一步的，请继续参阅图2，裁断单元位于检测单元背离压紧驱动单元的一侧，对检测合格的堆叠单元60进行裁断，具体的，其包括固定切刀50和活动切刀51，固定切刀50和活动切刀51分别位于堆叠单元60厚度方向的两侧，固定切刀50可做上下移动，从而向活动切刀51远离或靠近，通过固定切刀50和活动切刀51相互配合，实现堆叠单元60的裁断。由于固定切刀50和活动切刀51的组成为本领域中常规的裁断装置，因此这里不再具体阐述。进一步的，优选的，为了保证裁断的过程中不损伤且不污染隔膜，优选的，固定切刀50和活动切刀51的材质优选采用钨钢或不锈钢镶嵌钨钢。
49.下面结合该复合装置具体的工作过程对该复合装置进行更加清楚完整的解释。
50.复合装置准备阶段，此时该复合装置进入第一工作状态，如图6中所示的，控制第一驱动部11抬升第一支撑部10，第一支撑部10抬升后，控制堆叠单元60(该堆叠单元60如图6中所示的，包括正极极片601、正极极耳602、负极极片603、负极极耳604和隔膜605)进入压紧驱动机构20和压紧机构21之间；
51.控制第一驱动部11下压第一支撑部10，此时第一压紧辊201和第三压紧辊211分别下压至第一压紧辊201和第二压紧辊202压紧、第三压紧辊211和第四压紧辊212压紧；
52.对第一热压头301和第二热压头311分别进行加热至设定温度(具体的，可通过集成在配电柜内部的温控模块，通过热电偶检测温度反馈程序，程序控制电流大小对第一热压头301和第二热压头311进行温度控制，由于这种控制方式属于现有技术，因此，这里不再具体阐述)。
53.复合装置运行阶段，此时该复合装置进入第二工作状态，如图7中所示的，第二驱动部203工作，驱动堆叠单元60向前运动，同时，第一热压头301在第一驱动电机302驱动下下压，第二热压头311在第二驱动电机312驱动下上移同时对堆叠单元60的隔膜边缘进行局部热复合，形成复合部606，如图8中所示的。同时ccd检测器件40对复合部606进行检测，若有不合格区域产生则通过调整第二驱动部203对复合部606位置进行调整；
54.复合部606运行到裁断单元，固定切刀50和活动切刀51动作，裁断堆叠单元60形成单个单元片，如图8中所示的，复合部606裁断分别形成在单元片四个边角处。运行完成。整个运行过程可与计算机或plc控制器等连接，通过设定相应程序实现完全自动化控制。
55.通过该复合装置对复合单元两侧的局部隔膜贴合，两侧隔膜贴合后进行隔膜裁断，裁断后复合单元四周可有效防止隔膜在堆叠过程中翻折，从而避免因翻折引起正、负极接触导致的电芯短路，可有效消除隔膜之间的间隙，改善后续检测过程中的误判率，降低单元片的不良率，提高材料的利用率，提高产品的合格率，保持电芯良好的浸润性。
56.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
57.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。