本發(fā)明涉及電池極片激光模切疊片，具體為電池極片激光模切疊片一體式裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、鋰電池是一類由金屬鋰或者鋰合金作為負(fù)極材料、有機溶液作為電解質(zhì)的電池，與傳統(tǒng)的水溶液電池相比，鋰電池具有較高的比能量、長的循環(huán)壽命和對環(huán)境友好等優(yōu)點，是一種發(fā)展?jié)摿艽蟮碾姵伢w系。疊片式電池是鋰電池中的一種，其具有能量密度高、內(nèi)阻小、放電平臺好、便于大電流快充快放、沒有死角等優(yōu)勢，因此疊片式電池正在大力發(fā)展。對于疊片式電池而言，需要提前加工多片形成有極耳的極片，并將多片極片依次疊設(shè)形成電池。在市場對疊片式電池的需求增大，電池的產(chǎn)能也增加，電池設(shè)備相應(yīng)需要提速。疊片式電池成型過程中，需要切割電芯的正、負(fù)極極片。

2、傳統(tǒng)的電池極片激光模切疊片通常需要較多的人工干預(yù)，如手動更換料卷、糾偏等，增加了人力成本，容易導(dǎo)致人為錯誤，極片料卷在傳送過程中容易出現(xiàn)張力不均的問題，若張力過大，極片可能會受到過大的拉力，導(dǎo)致材料發(fā)生塑性形變，甚至撕裂，若張力過小，極片可能會出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致褶皺或堆疊不齊，影響后續(xù)的疊片工序，進(jìn)而影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

3、為了解決此問題，我們提出電池極片激光模切疊片一體式裝置及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了電池極片激光模切疊片一體式裝置及方法，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、電池極片激光模切疊片一體式裝置及方法，包括：主控制器及機臺，所述機臺的兩側(cè)分別相對設(shè)置有兩個模切機構(gòu)，兩個模切機構(gòu)分別用于對正極及負(fù)極的極片料帶進(jìn)行切割以形成正極片和負(fù)極片，機臺的一端還設(shè)置有用于對正極片和負(fù)極片進(jìn)行疊片的疊片機構(gòu)；

4、其中，所述模切機構(gòu)包括：

5、放卷組件，設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，用于安裝極片料帶的極片料卷并對其進(jìn)行放卷；

6、接帶平臺組件，設(shè)置于所述放卷組件的上方，用于提供更換極片料卷的平臺，將新的極片料帶與即將用完的極片料帶進(jìn)行連接，實現(xiàn)無縫切換；

7、張力擺輥，設(shè)置于所述接帶平臺組件的上方，用于傳送并調(diào)節(jié)極片料帶的張力；

8、至少兩個加強筋組件，分別上下相對設(shè)置于所述機臺的一側(cè)并位于所述張力擺輥的右方，分別用于壓緊極片料帶的兩側(cè)并對其兩側(cè)進(jìn)行限位；過程糾偏組件，設(shè)置于所述加強筋組件的右方，用于對極片料帶的位置進(jìn)行監(jiān)測及調(diào)整，防止極片料帶在傳送過程中發(fā)生偏移或偏離預(yù)定路徑；

9、激光切割組件，設(shè)置于所述過程糾偏組件的下方，用于對極片料帶的邊緣進(jìn)行修整，并按預(yù)設(shè)的切割尺寸對傳送過程中的極片料帶于極片料帶的水平方向進(jìn)行多段切割，形成多個極片料帶；

10、主驅(qū)組件，設(shè)置于所述激光切割組件的右方，用于驅(qū)動極片料帶進(jìn)行平穩(wěn)傳送；

11、高速風(fēng)刀組件，設(shè)置于所述主驅(qū)組件的右方，通過高速氣流沖擊極片料帶的正反表面，以用于對極片表面進(jìn)行清潔；

12、浮輥組件，用于調(diào)節(jié)極片料帶傳送過程中的張力，避免極片料帶松弛或過度拉緊，浮輥組件包括浮輥固定架、轉(zhuǎn)動桿、浮動輥、配重桿及鎖定氣缸，所述浮輥固定架設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，浮輥固定架相對兩側(cè)的內(nèi)壁上分別設(shè)置有兩個擺臂安裝板，兩個所述擺臂安裝板相鄰側(cè)壁的中部分別與轉(zhuǎn)動桿的兩端固定連接，所述轉(zhuǎn)動桿的一端安裝有擺動軸，所述擺動軸延伸出所述浮輥固定架且其中一端設(shè)置有角度傳感器，所述擺動軸上固定設(shè)置有活動板，所述活動板上固定設(shè)置有凸輪隨動器，所述配重桿的兩端分別固定連接于兩個擺臂安裝板相鄰側(cè)壁的一端，所述浮動輥的兩端分別轉(zhuǎn)動連接于兩個擺臂安裝板相鄰側(cè)壁的另一端，所述浮輥固定架的側(cè)壁上固定設(shè)置有鎖定氣缸，所述鎖定氣缸的活塞桿與凸輪隨動器的側(cè)壁鉸接；

13、緩存組件，設(shè)置于所述浮輥組件的右方，緩存組件對經(jīng)前道工序處理過的極片料帶提供緩沖存儲；

14、收卷組件，設(shè)置于所述緩存組件的上方，用于將經(jīng)過處理的極片料帶有序地進(jìn)行收卷；

15、裁切組件，設(shè)置于所述緩存組件的右方，用于按預(yù)設(shè)的切割尺寸對傳送過程中的極片料帶于極片料帶的垂直方向進(jìn)行多段切割，以形成極片；

16、負(fù)壓運轉(zhuǎn)組件，設(shè)置于所述裁切組件的右方，用于將切割后的極片傳送至疊片機構(gòu)；

17、多個導(dǎo)向輥組件，分別設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，用于引導(dǎo)極片料卷的路徑，確保其在各個工序間的有序傳輸。

18、作為優(yōu)選，所述緩存組件與所述裁切組件間設(shè)有瑕疵檢測組件，所述瑕疵檢測組件包括攝像固定架及設(shè)于攝像固定架上的光學(xué)攝像機，所述攝像固定架設(shè)置于機臺的一側(cè)，光學(xué)攝像機用以擷取極片料帶上對應(yīng)待測點的檢測區(qū)域的檢測影像。

19、作為優(yōu)選，接帶固定架，設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，所述接帶固定架上設(shè)有用于供接片接帶的接帶板，所述接帶板上設(shè)有裁切槽，所述裁切槽的兩側(cè)分別相對設(shè)置有兩個刻度條；

20、第一極片壓桿，所述第一極片壓桿的兩端底側(cè)分別固定設(shè)置有兩個第一導(dǎo)向軸，兩個第一導(dǎo)向軸分別滑動設(shè)置于接帶固定架上設(shè)置的兩個第一直線軸承內(nèi)；

21、第二極片壓桿，所述第二極片壓桿兩端的底側(cè)分別固定設(shè)置有兩個第二導(dǎo)向軸，兩個第二導(dǎo)向軸分別滑動設(shè)置于接帶固定架上設(shè)置的兩個第二直線軸承內(nèi)；

22、第一驅(qū)動裝置，所述第一驅(qū)動裝置設(shè)置于接帶固定架開設(shè)的第一安裝腔內(nèi)，兩個第一導(dǎo)向軸的底端均與第一驅(qū)動裝置連接，以用于驅(qū)動所述第一極片壓桿向靠近或遠(yuǎn)離所述接帶板的方向移動；

23、第二驅(qū)動裝置，所述第二驅(qū)動裝置設(shè)置于接帶固定架開設(shè)的第一安裝腔內(nèi)，兩個第二導(dǎo)向軸的底端均與第二驅(qū)動裝置連接，以用于驅(qū)動所述第二極片壓桿向靠近或遠(yuǎn)離所述接帶板的方向移動；

24、輔料放置盒，所述輔料放置盒固定設(shè)置于所述接帶固定架的一端；

25、集塵倉，所述集塵倉設(shè)置于接帶固定架開設(shè)的第一安裝腔內(nèi)，所述集塵倉的上側(cè)與裁切槽相連通，所述集塵倉的一端部延伸至接帶固定架的外部并連通有集塵系統(tǒng)。

26、作為優(yōu)選，第一固定架，設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，所述第一固定架相對兩側(cè)的內(nèi)壁上分別固定設(shè)置有兩個第一浮動壓塊；

27、包膠輥，所述包膠輥的兩端分別固定設(shè)置有包膠輥軸，所述包膠輥軸分別設(shè)置于兩個所述第一浮動壓塊內(nèi)；

28、水平線軌，所述水平線軌的一側(cè)固定設(shè)置于所述第一固定架的內(nèi)側(cè)壁上，水平滑塊滑動設(shè)置于所述水平線軌上；

29、第一滾珠絲杠，所述第一滾珠絲杠的兩端分別設(shè)置于兩個軸承座內(nèi)，兩個所述軸承座均固定設(shè)置于第一固定架的內(nèi)側(cè)壁上；

30、第一電機，固定設(shè)置于第一固定架的一側(cè)，所述第一電機的輸出端與所述第一滾珠絲杠的一端部固定連接；

31、第一絲杠傳動塊，設(shè)置于第一滾珠絲杠上，所述第一絲杠傳動塊固定設(shè)置于所述水平滑塊的底端，所述第一絲杠傳動塊的一側(cè)固定設(shè)置有氣缸安裝板；

32、升降氣缸，所述升降氣缸固定設(shè)置于所述氣缸安裝板上；

33、連接架，所述連接架的底端與所述升降氣缸的輸出端固定連接，所述連接架內(nèi)壁的相對兩側(cè)分別固定設(shè)置有兩個第二浮動壓塊；

34、直齒輥，所述直齒輥的兩端分別固定設(shè)置有兩個直齒輥軸，兩個所述直齒輥軸分別設(shè)置于兩個所述第二浮動壓塊內(nèi)；

35、傳感器安裝板，固定設(shè)置于所述連接架的側(cè)壁上，所述傳感器安裝板遠(yuǎn)離連接架的側(cè)壁上相對設(shè)置有兩個感應(yīng)極耳傳感器。

36、作為優(yōu)選，所述過程糾偏組件包括：

37、第一糾偏支架，設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，第一糾偏支架上相對設(shè)置有兩個第一滾珠軸承；

38、第二滾珠絲杠，所述第二滾珠絲杠的兩端分別設(shè)置于兩個第一滾珠軸承內(nèi)，其上設(shè)置有第二絲杠傳動塊，所述第二絲杠傳動塊的底端滑動設(shè)置于所述第一糾偏支架上開設(shè)的滑動槽內(nèi)，第一糾偏支架上設(shè)置有第二電機，所述第二電機的輸出端通過聯(lián)軸器與所述第二滾珠絲杠的一端部固定連接；

39、兩個光電傳感器，分別設(shè)置于所述第一糾偏支架一側(cè)的內(nèi)壁上；

40、感應(yīng)片，設(shè)置于所述第二絲杠傳動塊上，所述第二絲杠傳動塊帶動所述感應(yīng)片在兩個所述光電傳感器之間移動，以用于檢測所述第二絲杠傳動塊運動的距離位置；

41、調(diào)節(jié)手柄，設(shè)置于所述第二滾珠絲杠遠(yuǎn)離第二電機的一端，所述調(diào)節(jié)手柄的端部設(shè)有第一顯示器，用于手動調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)手柄時查看調(diào)節(jié)距離；

42、安裝框，設(shè)置于所第一糾偏支架的底側(cè)，所述第一糾偏支架的底端固定設(shè)置有第一滾珠直線導(dǎo)軌，所述第一滾珠直線導(dǎo)軌上設(shè)置有第一滑塊，所述第一滑塊與第一驅(qū)動部連接，第一驅(qū)動部用于驅(qū)動所述第一滑塊在第一滾珠直線導(dǎo)軌上沿直線滑動；

43、兩個超聲波安裝板，兩個所述超聲波安裝板的一側(cè)均滑動設(shè)置于所述安裝框側(cè)壁上開設(shè)的第一滑軌上，兩個超聲波安裝板相對設(shè)置且一側(cè)均開設(shè)有用于極片通過的凹槽，兩個所述超聲波安裝板的內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)有超聲波傳感器；

44、驅(qū)動件，所述驅(qū)動件設(shè)置于所述安裝框內(nèi)開設(shè)的第二安裝腔內(nèi)，以用于驅(qū)動兩個所述超聲波安裝板座相對運動；

45、第二固定架，設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，所述第二固定架內(nèi)分別設(shè)置有兩個導(dǎo)輥，所述第二固定架的一側(cè)設(shè)置有糾偏控制器。

46、作為優(yōu)選，激光底座，設(shè)置于機臺一側(cè)，所述激光底座上設(shè)置有第二滑軌，所述第二滑軌上滑動設(shè)置有橫移擋板，所述激光底座上還設(shè)有用于驅(qū)動所述橫移擋板在第二滑軌上進(jìn)行滑動的驅(qū)動機構(gòu)；

47、支撐架，固定設(shè)置于所述橫移擋板上，支撐架上設(shè)置有激光卡塊，所述激光卡塊上設(shè)有用于對極片進(jìn)行切割的激光切割件；

48、清除腔，固定設(shè)置于所述激光底座的一側(cè)，所述清除腔上端開設(shè)有用于極耳一側(cè)卡入的卡槽，清除腔的一側(cè)設(shè)有與所述清除腔導(dǎo)通的負(fù)壓機構(gòu)；

49、吹氣控制機構(gòu)，設(shè)置于所述激光底座的側(cè)壁上，用于對清除腔的內(nèi)部進(jìn)行吹氣；

50、流體風(fēng)刀，設(shè)置于所述清除腔上端的一側(cè)，所述流體風(fēng)刀及吹氣控制機構(gòu)用于將極片切割產(chǎn)生的粉塵及熔渣吹入所述負(fù)壓機構(gòu)，所述負(fù)壓機構(gòu)外接集塵系統(tǒng)；

51、隔熱罩，所述清除腔遠(yuǎn)離吹氣控制機構(gòu)的一側(cè)開設(shè)有通孔，所述隔熱罩通過連接板設(shè)置于通孔的正對處，用于防止切割過程中產(chǎn)生的熱量影響切割作業(yè)；

52、托輥機構(gòu)，設(shè)于所述激光底座上且位于清除腔的正下方，所述托輥機構(gòu)用于引導(dǎo)極片料帶傳送至下一工序。

53、作為優(yōu)選，主驅(qū)固定架，設(shè)置于所述機臺的一側(cè)，所述主驅(qū)固定架的上端設(shè)置有壓輥氣缸，所述壓輥氣缸的輸出端活動貫穿主驅(qū)固定架并連接有升降座，所述主驅(qū)固定架上設(shè)置有四個直線軸承座，四個所述直線軸承座內(nèi)均滑動設(shè)置有導(dǎo)向桿，四個所述導(dǎo)向桿的底端分別固定連接于升降座上端的四角；

54、兩個軸承固定板，兩個所述軸承固定板相對設(shè)置于主驅(qū)固定架底端的相對兩側(cè)；

55、壓輥，所述壓輥的兩端分別固定設(shè)置有壓輥軸，所述壓輥軸分別設(shè)置于兩個軸承固定板內(nèi)；

56、第二滾珠軸承，分別相對設(shè)置于所述主驅(qū)固定架的兩側(cè)；

57、主驅(qū)輥，所述主驅(qū)輥的兩端分別固定設(shè)置有主驅(qū)輥軸，所述主驅(qū)輥軸分別設(shè)置于第二滾珠軸承內(nèi)，所述主驅(qū)固定架的一側(cè)設(shè)置有用于驅(qū)動所述主驅(qū)輥轉(zhuǎn)動的主驅(qū)電機；

58、兩個扶極耳固定塊，相對設(shè)置于所述主驅(qū)固定架的兩側(cè)內(nèi)壁上，兩個所述扶極耳固定塊的一側(cè)均通過扶極耳固定桿連接有扶極耳折件；

59、集塵罩，設(shè)置于固定架的內(nèi)壁底側(cè)且位于主驅(qū)輥正下方，所述集塵罩內(nèi)設(shè)有用于對主驅(qū)輥表面進(jìn)行清理的毛刷機構(gòu)。

60、作為優(yōu)選，所述高速風(fēng)刀組件包括兩個上下相對設(shè)置的除塵機構(gòu)，其中，所述除塵機構(gòu)包括：

61、第三固定架，設(shè)于所述機臺的一側(cè)，所述第三固定架上固定設(shè)置有過輥支架；

62、過輥，所述過輥設(shè)置于過輥支架兩側(cè)開設(shè)的安裝槽內(nèi)；

63、兩個連接桿，兩個所述連接桿的兩端分別固定連接于所述第三固定架的內(nèi)壁兩側(cè)，兩個連接桿上固定設(shè)置有夾緊塊及固定支架，所述夾緊塊的一側(cè)固定連接有抱緊箍，所述固定支架的安裝孔內(nèi)固定安裝有連接管；

64、仿形罩，固定設(shè)置于所述連接管的一端，且所述仿形罩與所述連接管相連通，所述仿形罩內(nèi)設(shè)置有對極片表面進(jìn)行吸氣的風(fēng)刀機構(gòu)；

65、吸塵管，所述吸塵管與連接管相連通，且吸塵管設(shè)置于所述抱緊箍內(nèi)，所述吸塵管外接集塵系統(tǒng)。

66、作為優(yōu)選，所述疊片機構(gòu)包括尾卷組件、疊片臺組件、隔膜放卷組件、中轉(zhuǎn)機械手、第一疊片機械手、第二疊片機械手、第三疊片機械手、極片皮帶組件、貼膠夾持組件、貼膠組件及下料機械手；

67、疊片臺組件，設(shè)置于機臺上并位于負(fù)壓運轉(zhuǎn)組件的一側(cè)，用于提供疊片作業(yè)平臺；

68、隔膜放卷組件，設(shè)置于疊片臺組件的一側(cè)，用于將隔膜材料從料卷狀態(tài)展開，并輸送到疊片區(qū)域；

69、中轉(zhuǎn)機械手，設(shè)置于隔膜放卷組件的對側(cè)，用于在各個工序之間運輸隔膜及極片；

70、第一疊片機械手、第二疊片機械手和第三疊片機械手，依次設(shè)置于中轉(zhuǎn)機械手的一側(cè)，用于執(zhí)行疊片任務(wù)，對極片及隔膜進(jìn)行放置；

71、極片皮帶組件，設(shè)置于第一疊片機械手、第二疊片機械手和第三疊片機械手的對側(cè)，用于輸送極片到指定位置；

72、貼膠夾持組件，設(shè)置于第三疊片機械手的一側(cè)，用于在完成疊片后固定電芯；

73、貼膠組件，設(shè)置于貼膠夾持組件的一側(cè)，在電芯上貼附功能性膠帶；

74、二維碼貼附組件，設(shè)置于貼膠組件的對側(cè)，用于在電芯上貼附二維碼，以追蹤電芯的生產(chǎn)信息、批次號、生產(chǎn)日期，便于后續(xù)的質(zhì)量管理和追溯；

75、電芯緩存托盤，設(shè)置于二維碼貼附組件的一側(cè)，用于為電芯提供臨時存儲區(qū)域；

76、下料機械手，設(shè)置于貼膠組件與二維碼貼附組件間，用于將完成疊片和貼膠的電芯從貼膠組件移至二維碼貼附組件，以及將電芯緩存托盤的成品電芯移出至下一道工序或存儲區(qū)域；

77、尾卷組件，設(shè)置于疊片臺組件的對側(cè)，用于對多余的極片或隔膜進(jìn)行收卷處理。

78、進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供一種電池極片激光模切疊片方法，適用于上述的電池極片激光模切疊片一體式裝置，包括如下步驟：

79、s1.對電池極片進(jìn)行激光模切時，首先將極片料卷安裝在放卷組件上，極片料帶通過放卷組件展開，極片料帶通過張力擺輥接入接帶平臺組件，使極片料帶依次通過加強筋組件、過程糾偏組件、激光切割組件、主驅(qū)組件、高速風(fēng)刀組件、浮輥組件、緩存組件、瑕疵檢測組件及裁切組件；

80、s2.極片料帶首先通過加強筋組件，由直齒輥和包膠輥壓緊并保持平整；進(jìn)入過程糾偏組件，通過超聲波傳感器檢測并調(diào)整極片料帶的位置；通過激光切割組件，利用激光切割件對極片料帶進(jìn)行精確切割，并由流體風(fēng)刀和吹氣控制機構(gòu)清除切割產(chǎn)生的粉塵；通過主驅(qū)組件時，主驅(qū)電機驅(qū)動主驅(qū)輥帶動極片料帶平穩(wěn)傳送；隨后通過高速風(fēng)刀組件，經(jīng)高速氣流對極片料帶表面進(jìn)行清潔；通過浮輥組件調(diào)節(jié)極片料帶張力后進(jìn)入緩存組件暫時儲存；通過瑕疵檢測組件檢測并標(biāo)記極片料帶上的缺陷；最后通過裁切組件按預(yù)設(shè)尺寸進(jìn)行裁切，形成單個極片，加工形成的極片通過負(fù)壓運轉(zhuǎn)組件傳送至疊片機構(gòu)；

81、s3.隔膜放卷組件將隔膜從料卷上放出并進(jìn)行輸送，極片皮帶組件對正極片和負(fù)極片進(jìn)行輸送，第一疊片機械手、第二疊片機械手和第三疊片機械手依次將正極片、隔膜和負(fù)極片疊加在疊片臺組件上，形成多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，形成電芯，完成疊片后，貼膠夾持組件固定電芯，貼膠組件在其表面貼附功能性膠帶，下料機械手將完成貼膠的電芯從貼膠組件移至二維碼貼附組件，二維碼貼附組件在電芯上貼附二維碼標(biāo)簽，完成二維碼貼附的電芯被傳送至電芯緩存托盤，最后通過下料機械手將成品電芯移出，完成該工序。

82、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了電池極片激光模切疊片一體式裝置及方法，具備以下有益效果：

83、該裝置通過一體化設(shè)計將模切、疊片等多個工序集成于一體，接帶平臺組件支持無縫切換極片料卷，減少了停機時間，緩存組件可對生產(chǎn)線的節(jié)奏進(jìn)行平衡，確保了連續(xù)生產(chǎn)，顯著提高了自動化程度，減少了人工干預(yù)的需求；通過張力擺輥、過程糾偏組件、浮輥組件確保了極片在整個加工過程中的位置準(zhǔn)確和張力穩(wěn)定，避免了極片卷帶在傳送過程中松弛或過度拉以致變形或斷裂；通過激光切割組件，保證極片邊緣的平整和光滑，加強筋組件和高速風(fēng)刀組件則分別保證了極片的平整度和表面清潔度，一定程度上確保極片在加工過程中的質(zhì)量，減少了因質(zhì)量問題導(dǎo)致的返工次數(shù)和廢品率，提高了生產(chǎn)效率；此外，通過集塵系統(tǒng)的應(yīng)用，可對極片切割產(chǎn)生的粉塵及熔渣進(jìn)行收集，改善了車間的空氣質(zhì)量，減少了對操作人員健康的威脅，進(jìn)一步提升了生產(chǎn)過程的安全性。