一种热复合叠片系统、方法及叠片电芯与流程

1.本技术涉及电池加工设备技术领域，特别涉及一种热复合叠片系统、方法及叠片电芯。


背景技术：

2.随着国家大力推动新能源发展，各行各业对锂离子动力电池的需求日益增长，锂离子动力电池的组成结构中电芯是其核心部件，电芯一般由正负极极片相互交错叠合而成。电芯组成结构包括上下交错叠合的多片正负极极片，正负极极片之间通过隔膜进行隔离绝缘。
3.目前电芯的制成工艺根据隔膜插入工艺不同包括单片叠和带状叠片两种方式，单片叠工艺的主要形式为先将隔膜裁切，再依次间隔叠放极片和隔膜，以实现叠片操作。带状叠片工艺的主要形式为将带状的隔膜在叠片平台上方来回循环折叠，且每次折叠均在隔膜表面复合一片极片，最后将隔膜裁断，以完成叠片操作。
4.但是，无论是带状叠片工艺，还是单片叠工艺，均在叠片的同时进行热复合，不仅影响叠片效率，且难以保证热复合加工的质量。另外，由于隔膜和极片连续交替堆叠而叠合成电芯，每次的叠片操作均会对前一步的叠片位置产生干扰，而影响叠片精度，进而对电芯的成型质量产生影响。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种热复合叠片系统、方法及叠片电芯，以解决相关技术中叠片精度难以保证，电芯的成型质量受到不良影响的技术问题。
6.第一方面，提供了一种热复合叠片系统，其包括隔膜供给模组、极片供给模组和复合模组，所述隔膜供给模组用于供给带状隔膜至所述复合模组，所述极片供给模组用于供给单片状极片至所述复合模组，所述复合模组将所述单片状极片热复合至所述带状隔膜的相对两表面，以形成复合料带；所述热复合叠片系统还包括：
7.制袋模组，所述制袋模组包括制袋通道、翻折通道、翻折组件和切割件，所述隔膜供给模组带动所述复合料带进入所述制袋通道，且由所述翻折组件驱使所述复合料带翻折并穿过所述翻折通道，再由所述切割件切断所述复合料带，以形成隔膜和极片依次间隔堆叠状的叠片单元；
8.叠片模组，所述叠片模组用于接收并堆叠多个所述叠片单元。
9.一些实施例中，所述制袋模组包括制袋输送组件和翻折成型组件，所述制袋输送组件和所述翻折成型组件之间留有所述制袋通道，所述翻折成型组件包括所述翻折通道，所述翻折通道和所述制袋通道呈角度设置。
10.一些实施例中，所述制袋输送组件包括安装通道，所述翻折组件设于所述安装通道，且翻折组件作用于所述复合料带使其翻折，且驱使所述复合料带的翻折处进入所述翻折通道。
11.一些实施例中，所述叠片模组包括：
12.叠片滑道；
13.棘轮组件，所述棘轮组件包括转料棘轮，所述转料棘轮的棘齿间适于承接从所述翻折通道的下料端落下的所述叠片单元，所述叠片单元随所述转料棘轮的转动而被送至所述叠片滑道上。
14.一些实施例中，所述复合模组包括复合通道，所述带状隔膜适于穿过所述复合通道，且所述单片状极片适于在所述复合通道内复合至所述带状隔膜的相对两表面。
15.一些实施例中，所述复合模组包括复合机构，所述复合机构包括两组极片复合输送组件，所述极片复合输送组件包括：
16.环形输送线体，所述环形输送线体包括上料段和复合段，两组所述环形输送线体的所述复合段正对设置且之间留有所述复合通道；
17.多个复合模具，多个所述复合模具均与所述环形输送线体的输送端弹性连接，所述复合模具的弹性运动方向与所述环形输送线体的输送方向呈角度设置，多个复合模具沿所述环形输送线体的输送方向间隔设置，所述复合模具包括拾取平面；其中，
18.两组所述环形输送线体上的所述复合模具同步从所述上料段进入所述复合段，且在所述复合通道内，两组所述环形输送线体上的所述复合模具的所述拾取平面一一正对且抵接。
19.一些实施例中，所述复合模组还包括上料机构，所述上料机构包括两组上料组件，两组上料组件分别配置于两组所述极片复合输送组件，以给所述两组所述极片复合输送组件分别供给所述单片状极片。
20.一些实施例中，所述极片供给模组包括两组极片供给机构，两组所述极片供给机构适于分别给处于所述复合通道内的所述带状隔膜的相对两表面供给所述单片状极片。
21.一些实施例中，所述极片供给机构包括：
22.极片纠偏机构，所述极片纠偏机构用于纠偏所述单片状极片；
23.极片输送机构，所述极片输送机构用于将纠偏完成后的所述单片状极片输送至所述复合模组的上料端。
24.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
25.本技术实施例提供了一种热复合叠片系统，该热复合叠片系统先将单片状极片热复合至带状隔膜表面形成复合料带，再将复合料带的前端进行翻折，使得复合料带前端的极片和隔膜依次间隔堆叠，再将复合料带前端折叠的部分切断，而得到叠片单元，每个叠片单元仅通过翻折一次即可得到，极片和隔膜的叠片精度容易保证。另外，由于叠片单元成型后从复合料带上切下，后续叠片单元的成型过程不对已经成型的叠片单元的叠片精度产生不良影响，使得每个成型的叠片单元的成型精度容易控制、成型质量高。最后，多个叠片单元依次堆叠而形成叠片电芯，多个叠片单元堆叠时，叠片单元的堆叠精度更容易控制，且堆叠过程中极片和隔膜不易偏移，因此提高了叠片电芯的成型质量。
26.第二方面，提供了一种热复合叠片方法，基于上述所述的热复合叠片系统，包括以下步骤：
27.将单片状极片热复合至带状隔膜的相对两表面，以形成复合料带；
28.在复合料带的前端，根据单片状极片在隔膜上的分布，翻折复合料带，使得单片状
极片和隔膜间隔交替堆叠；
29.切断复合料带前端翻折的部分，以获得叠片单元；
30.保证单片状极片和隔膜交替堆叠的形式对多个叠片单元进行堆叠，以形成叠片电芯。
31.一些实施例中，所述将单片状极片热复合至带状隔膜的相对两表面包括：
32.带状隔膜相对两表面的单片状极片一一正对设置，且在带状隔膜的长度方向上，相邻单片状极片之间留有间距，该间距大于单片状极片在带状隔膜长度方向上的长度；或
33.带状隔膜相对两表面的单片状极片沿带状隔膜的长度方向交替设置。
34.本技术另一实施例提供了一种热复合叠片方法，由于该热复合叠片方法基于上述热复合叠片系统，因此该热复合叠片方法的有益效果与上述热复合叠片系统的有益效果一致，在此不再赘述。
35.第三方面，提供了一种叠片电芯，由如上述所述的热复合叠片系统，和/或，如上述所述的热复合叠片方法制成。
36.本技术另一实施例提供了一种叠片电芯，由于该叠片电芯由上述热复合叠片系统，和/或，热复合叠片方法制作而成，因此该叠片电芯的质量更高。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例提供的热复合叠片系统的示意图；
39.图2为本技术实施例提供的复合模组的立体示意图；
40.图3为本技术实施例提供的复合模组的部分示意图；
41.图4为本技术实施例提供的复合模组的主视图；
42.图5为本技术实施例提供的复合模组的部分主视图；
43.图6为本技术实施例提供的复合模具进入复合通道的过程示意图；
44.图7为本技术实施例提供的复合模具进入复合通道的过程示意图；
45.图8为本技术实施例提供的复合模具进入复合通道的过程示意图；
46.图9为本技术实施例提供的上料组件的示意图；
47.图10为本技术实施例提供的上料模块的示意图；
48.图11为本技术另一实施例提供的热复合叠片系统的示意图；
49.图12为本技术实施例提供的极片供给机构的示意图；
50.图13为本技术实施例提供的制袋模组和叠片模组的示意图；
51.图14为本技术实施例提供的制袋模组的示意图；
52.图15为本技术实施例提供的制袋模组翻折复合料带的示意图；
53.图16为本技术实施例提供的叠片模组示意图；
54.图17为本技术实施例提供的叠片模组的部分俯视图；
55.图18为本技术实施例提供的复合料带的示意图；
56.图19为本技术实施例提供的复合料带和叠片单元的示意图；
57.图20为本技术另一实施例提供的复合料带的示意图；
58.图21为本技术另一实施例提供的复合料带和叠片单元的示意图。
59.图中：1、隔膜供给模组；2、极片供给机构；21、极片纠偏机构；22、极片输送机构；3、复合模组；31、极片复合输送组件；311、环形输送线体；3111、环形输送模组；3112、环形输送架；3112a、导向面；312、复合模具；3121、导向轮；3122、复合拾取件；3122a、拾取平面；31221、定位结构；31222、配合结构；313、连接板；313a、滑动槽；32、上料组件；321、上料模块；3211、上料拾取件；3211a、上料拾取面；3212、取料直线模组；3213、上料旋转驱动件；3214、上料直线模组；322、转送模块；3221、转送直线模组；3222、备料台；3222a、备料吸附面；3223、纠偏件；4、制袋模组；41、制袋输送组件；411、制袋传送带组件；412、制袋吸附件；42、翻折成型组件；43、翻折组件；44、导向件；5、叠片模组；51、叠片滑道；52、棘轮组件；53、导料滑道；54、限位板；55、限位弹性件；a、单片状极片；b、带状隔膜；c、复合料带；d、叠片单元。
具体实施方式
60.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
61.本技术实施例提供了一种热复合叠片系统、方法及叠片电芯，该热复合叠片系统通过先将单片状极片热复合至带状隔膜上以形成复合料带，再通过制袋模组将复合料带的前端进行翻折，并切断折叠部分，以形成叠片单元，最后堆叠叠片单元而形成叠片电芯。以解决相关技术中叠片精度难以保证，电芯的成型质量受到不良影响的技术问题。
62.参照图1，一种热复合叠片系统，包括隔膜供给模组1、极片供给模组、复合模组3、制袋模组4和叠片模组5。其中，隔膜供给模组1用于供给带状隔膜b至复合模组3，极片供给模组用于供给单片状极片a至复合模组3，复合模组3将单片状极片a热复合至带状隔膜b的相对两表面，以形成复合料带c。复合料带c的前端由制袋模组4进行翻折，且将复合料带c的前端折叠部分切断，以制得极片和隔膜间隔堆叠的四层结构的叠片单元d(参照图19)，叠片单元d的四层结构依次为极片、隔膜、极片和隔膜。最后由叠片模组5将多个叠片单元d堆叠在一起，而形成叠片电芯。
63.这样设置，由于制袋模组4对复合料带c的前端进行翻折，且复合料带c前端的折叠部分均被切断，因此在成型叠片单元d时，每个叠片单元d的成型过程不会相互影响，利于控制叠片单元d的成型精度和质量。另外，每个叠片单元d的层状结构均由复合料带c一次翻折而堆叠成型，复合料带c前端翻折时，每层极片和隔膜的叠合精度更高，因此叠片单元d的成型质量更高。最后，叠片单元d堆叠成型叠片电芯时，叠片单元d之间的叠合精度更容易控制，叠片单元d自身的层结构不易偏位，以提高了叠片电芯的成型质量。
64.参照图1，可选地，隔膜供给模组1包括隔膜放卷设备，卷料隔膜经由隔膜放卷设备放卷，以将带状隔膜b送至复合模组3，且可进一步带动复合料带c进入制袋模组4。另外，隔膜供给模组1还可包括隔膜纠偏设备和隔膜张紧调节设备，以对带状隔膜b的状态进行及时
调整。其中，隔膜放卷设备、隔膜纠偏设备和隔膜张紧调节设备均为较为成熟的技术，在此不再对其具体结构进行赘述。
65.参照图1，可选地，极片供给模组包括两组极片供给机构2，两组极片供给机构2均用于给复合模组3供给单片状极片a，且分别将单片状极片a供给至带状隔膜b的相对两表面。
66.参照图1和图2，可选地，复合模组3包括复合通道，带状隔膜b被放卷至复合通道内，且单片状极片a在复合通道内被热复合至带状隔膜b表面。
67.参照图2和图3，本实施例中，复合模组3包括包括复合机构和上料机构。其中，复合机构包括两组极片复合输送组件31，两组极片复合输送组件31分别用于将单片状极片a压合至隔膜的相对两表面。上料机构包括两组上料组件32，两组上料组件32分别用于给两组极片复合输送组件31供给单片状极片a，以便于极片复合输送组件31连续的将单片状极片a复合至带状隔膜b上。
68.参照图2和图3，其中，极片复合输送组件31包括环形输送线体311和多个复合模具312。环形输送线体311包括上料段和复合段。复合模具312在环形输送线体311上流转，复合模具312在上料段时，上料组件32将单片状极片a供给至复合模具312上；复合模具312在复合段时，复合模具312将单片状极片a压合在带状隔膜b上。随着复合模具312在上料段和复合段往复流转，使得单片状极片a连续被复合至带状隔膜b表面，提高了热复合效率。
69.参照图2和图4，具体地，两组环形输送线体311的复合段正对设置且之间留有复合通道，复合通道的长度即为复合段的长度。热复合加工时，带状隔膜b被放卷至复合通道内，且带状隔膜b的放卷方向与复合通道的长度一致，带状隔膜b的两表面分别朝向两个复合段。本实施例中，复合通道的长度方向沿竖直方向设置。
70.参照图2和图4，本实施例中，环形输送线体311的输送路径为跑道型，其两个输送长边分别为上料段和复合段。具体地，环形输送线体311包括环形输送架3112和环形输送模组3111，环形输送模组3111布置在环形输送架3112上。本实施例中，环形输送模组3111包括链条输送机构，复合模具312与链条输送机构的链条连接，以随着链条输送机构的运行而流转。优选地，环形输送模组3111包括两组链条输送机构，而提高复合模具312流转的稳定性。其他实施例中，环形输送模组3111还可包括传送带机构。
71.这样设置，采用链条输送的形式带动复合模具312流转，不易发生打滑现象，复合模具312的流转速度不易出现波动。两组环形输送线体311上的复合模具312的位置更加可控，方便控制两组环形输送线体311上的复合模具312一一对应地同步进入复合段，且同步将单片状极片a压合在带状隔膜b表面。
72.参照图2至图5，其中，复合模具312包括拾取平面3122a，复合模具312通过拾取平面3122a拾取或松开单片状极片a，由于复合模具312的拾取平面3122a与单片状极片a接触，单片状极片a可被平整的拾取，且在将单片状极片a复合至带状隔膜b表面时，拾取平面3122a可完整地将单片状极片a压合在带状隔膜b表面，保证单片状极片a受力均匀的压紧在带状隔膜b上，确保单片状极片a与带状隔膜b连接牢固。
73.参照图2至图5，可选地，复合模具312包括复合拾取件3122，拾取平面3122a设于复合拾取件3122上。本实施例中，复合拾取件3122为块状结构。其中，复合拾取件3122通过吸附的形式拾取单片状极片a，具体地，拾取平面3122a上开设有多个吸附孔、且复合拾取件
3122内开设有多条孔道，多个吸附孔均有连通的孔道，外部负压装置与复合拾取件3122内的孔道连通，以通过改变负压的方式，实现复合拾取件3122对单片状极片a的拾取和松开。通过吸附的方式拾取单片状极片a，不易造成单片状极片a的损伤，保证了极片的质量。
74.进一步地，复合模具312还包括加热模块，加热模块集成于复合拾取件3122内部，且用于给拾取平面3122a加热。本实施例中，加热模块包括电热丝，电热丝嵌设在复合拾取件3122内部。另外，复合拾取件3122的材质优选为不锈钢，以提高传热效率，便于通过拾取平面3122a对单片状极片a进行加热，以方便后续将单片状极片a热复合至带状隔膜b上。
75.参照图2至图4，需要注意的是，两组环形输送线体311上的复合模具312一一对应设置，两组环形输送线体311上的复合模具312成对地同步进入复合通道，且在复合通道内，两组环形输送线体311上的复合模具312的拾取平面3122a一一正对且抵接。
76.复合模具312在上料段流转时，上料组件32将单片状极片a送至复合模具312的拾取平面3122a，且由拾取平面3122a将单片状极片a进行吸附，并且通过加热模块对单片状极片a进行加热。随着复合模具312流转至复合通道，两组环形输送线体311上对应的复合模具312同步将单片状极片a分别压合至隔膜两表面。两组环形输送线体311上对应的复合模具312的拾取平面3122a由于正对设置，可保证同步压合至隔膜两表面的单片状极片a正对，复合至隔膜两表面的单片状极片a不易错开，提高了极片的复合成型质量。另外，复合模具312在复合通道内流转时，两组环形输送线体311上对应的复合模具312维持抵紧状态，以使得单片状极片a和带状隔膜b维持在压紧状态，以确保单片状极片a复合至带状隔膜b上。
77.本实施例中，两组环形输送线体311上对应的复合模具312同步将单片状极片a复合至带状隔膜b的相对两表面，且在带状隔膜b的长度方向上，相邻单片状极片a之间留有间距，且该间距大于单片状极片a复合至带状隔膜b上的所需距离，形成如图18所示的复合料带c。这样设置，在翻折复合料带c时，单片状极片a可随着翻折而贴附在带状隔膜b表面，以得到极片和隔膜交替堆叠的层状结构。
78.其他实施例中，两组环形输送线体311上的复合模具312交替将单片状极片a复合至带状隔膜b的相对两表面，形成如图20所示的复合料带c。这样设置翻折复合料带c时，单片状极片a可随着翻折而贴附在带状隔膜b表面，以得到极片和隔膜交替堆叠的层状结构。
79.进一步地，复合模具312与环形输送线体311的输送端弹性连接，本实施例中，复合模具312与环形输送模组3111的输送端弹性连接。复合模具312的弹性运动方向与环形输送线体311的输送方向呈角度设置，优选地，复合模具312的弹性运动方向与环形输送线体311的输送方向垂直。需要注意的是，这里的环形输送线体311的输送方向为复合模具312在环形输送线体311上实时流转的方向。
80.参照图6至图8，本实施例中，由于环形输送线体311的输送路径为跑道型设置，复合模具312从上料段流转至复合段时，沿圆弧形路径流转。两组环形输送线体311上的对应的复合模具312同步进入复合段时，两个复合模具312的流转路径会发生干涉，因此两个复合模具312会先发生接触。由于复合模具312弹性设置于环形输送线体311，两组环形输送线体311上的对应的复合模具312同步进入复合段时，两个复合模具312先接触，然后随着复合模具312进一步流转，两个复合模具312相对于环形输送线体311发生弹性运动，且两个复合模具312相互远离，而支持两个对应的复合模具312同步进入复合通道。进一步地，在复合通道内，由于复合模具312弹性设置于环形输送线体311，两个对应的复合模具312在弹力的作
用下相互抵紧，即可确保单片状极片a压紧在带状隔膜b上，保证极片和隔膜的复合质量。
81.参照图4和图5，具体地，环形输送线体311的输送端上固定有多个连接板313，且连接板313上开设有滑动槽313a，滑动槽313a的长度方向垂直于环形输送线体311的输送方向设置。复合模具312包括连接螺栓，连接螺栓滑动穿设于滑动槽313a内。环形输送线体311和复合模具312之间通过弹性件连接，弹性件的两端分别与复合模具312和环形输送线体311的输送端固定。弹性件处于压缩状态，弹性件的弹力使得连接螺栓的一端抵紧在滑动槽313a的一端，而避免复合模具312随意晃动。本实施例中，弹性件包括弹簧。
82.参照图2至图5，进一步地，环形输送架3112包括导向面3112a，复合模具312包括导向轮3121，复合模具312在复合段流转时，导向轮3121滚动于导向面3112a。复合模具312在复合段时，其将单片状极片a压紧在带状隔膜b表面，此时由于导向轮3121在导向面3112a上滚动，因此复合模具312流转更稳定，确保单片状极片a和带状隔膜b的压紧状态。优选地，复合模具312包括两个导向轮3121，且两个导向轮3121以复合模具312的流转方向间隔设置。
83.其中，导向轮3121为弹性材质，优选为橡胶。这样设置，复合通道内，在弹性件的作用下，两组环形输送线体311上相互对应的复合模具312相互靠近时，导向轮3121仍可与导向面3112a接触，以保持复合模具312流转的稳定性。
84.参照图2和图3，可选地，两组环形输送线体311上一一对应的两个复合模具312中的一个的拾取平面3122a上设有定位结构31221，另一个的拾取平面3122a上设有配合结构31222。本实施例中，一组环形输送线体311上的复合模具312的拾取平面3122a上设有定位结构31221，而另一组环形输送线体311上的复合模具312的拾取平面3122a上设有配合结构31222。一一对应的两个复合模具312在复合通道内通过定位结构31221和配合结构31222形成插接配合。
85.参照图2和图3，具体地，定位结构31221包括至少一个定位凸起，配合结构31222包括至少一个配合凹槽，定位凸起的形状与配合凹槽的形状契合，定位凸起适于插设至配合凹槽内。本实施例中，定位凸起和配合凹槽的数量均为两个，两个定位凸起分别靠近拾取平面3122a的相对两边沿设置，两个配合凹槽分别靠近拾取平面3122a的相对两边沿设置。
86.这样设置，两组环形输送线体311上对应的复合模具312同步进入复合通道时，定位结构31221和配合结构31222逐渐形成插接配合，以保证同步进入复合通道的两个复合模具312的拾取平面3122a完全正对。因此，被同步复合至隔膜两表面的单片状极片a也完全正对，使得单片状极片a复合的效果更好。
87.参照图2和图9，可选地，上料组件32包括上料模块321。环形输送线体311包括上料工位，上料工位位于上料段，当复合模具312流转至上料工位时，上料模块321将极片送至复合模具312上。
88.参照图9和图10，具体地，上料模块321包括上料拾取件3211，上料拾取件3211包括上料拾取面3211a，上料拾取件3211通过上料拾取面3211a拾取单片状极片a。本实施例中，上料拾取件3211呈块状设置，上料拾取面3211a上开设有多个吸附孔，而上料拾取件3211内设有多条孔洞，多个吸附孔均有与其连通的孔洞，外部负压装置与上料拾取件3211内的孔洞连通，以通过改变负压的方式，使得上料拾取件3211拾取或者松开单片状极片a。
89.这样设置，通过吸附的方式拾起单片状极片a，单片状极片a不易损伤，在解除吸附状态后，单片状极片a也易于从上料拾取件3211脱落，而方便了复合模具312拾取由上料拾
取件3211送来的单片状极片a。其中，复合模具312流转至上料工位时，由上料拾取件3211将单片状极片a送至处于上料工位处的复合模具312上。
90.参照图9和图10，上料模块321还包括上料旋转驱动件3213、上料直线模组3214和取料直线模组3212。上料旋转驱动件3213与上料拾取件3211驱动连接以带动上料拾取件3211转动，以使上料拾取件3211在取料状态和上料状态之间切换。上料拾取件3211处于上料状态时，上料拾取面3211a朝向处于上料工位的复合模具312的拾取平面3122a设置。本实施例中，上料旋转驱动件3213包括伺服电机。
91.这样设置，通过上料旋转驱动件3213带动上料拾取件3211转动而改变上料拾取面3211a的朝向。上料拾取件3211在取单片状极片a和将单片状极片a送至复合模具312上时，由于上料拾取面3211a的朝向不同，因此上料拾取面3211a拾取单片状极片a时，不会对后续将单片状极片a送至复合模具312的运动产生影响。
92.参照图9和图10，上料直线模组3214的驱动端与上料旋转驱动件3213的固定端连接，以同步带动上料旋转驱动件3213和上料拾取件3211朝上料方向运动。上料时，上料拾取面3211a正对处于上料工位的复合模具312的拾取平面3122a，上料直线模组3214带动上料拾取件3211朝向处于上料工位的复合模具312运动，使得上料拾取面3211a和拾取平面3122a抵接，此时复合模具312拾起单片状极片a，然后上料拾取件3211松开单片状极片a，而将极片上料至复合模具312上。可以理解的是，上料方向即为朝向或背离处于处于上料工位的复合模具312的方向。本实施例中，上料直线模组3214包括气缸，其他实施例中，上料直线模组3214也可为直线电机、电缸或者丝杆机构等。
93.参照图9和图10，取料直线模组3212与上料直线模组3214驱动连接，以带动上料直线模组3214、上料旋转驱动件3213和上料拾取件3211一并在取料方向上运动。上料拾取件3211处于取料状态时，取料直线模组3212带动上料拾取件3211沿垂直于上料拾取面3211a的方向运动，以使上料拾取面3211a靠近单片状极片a运动而拾取单片状极片a。本实施例中，取料直线模组3212包括直线电机，其他实施例中，取料直线模组3212还可为丝杆机构。
94.参照图9和图10，上料组件32还包括转送模块322，转送模块322包括转送直线模组3221和备料台3222，转送直线模组3221与备料台3222驱动连接，以带动备料台3222在取料工位和落料工位之间流转。本实施例中，转送直线模组3221包括直线电机，其他实施例中，转送直线模组3221包括丝杆机构或者气缸。
95.参照图9和图10，备料台3222包括备料吸附面3222a，备料吸附面3222a用于承载单片状极片a。备料吸附面3222a上设有多个吸附孔，且备料台3222的内部设有多条孔洞，多个吸附孔均有与其连通的孔洞。外部负压装置与备料台3222的孔洞连通，以通过改变负压的方式对备料吸附面3222a上的单片状极片a进行吸附固定。
96.参照图9和图10，其中，备料台3222处于落料工位时，极片供给机构2将单片状极片a送至备料吸附面3222a。备料台3222处于取料工位时，备料吸附面3222a处于上料拾取件3211的取料方向上，且此时备料吸附面3222a与且取料状态的上料拾取件3211的上料拾取面3211a正对设置。通过取料直线模组3212即可带动上料拾取件3211朝向备料台3222运动，以拾取备料吸附面3222a上的单片状极片a。
97.参照图2、图9和图10，本实施例中，环形输送线体311的上料段和复合段的长度方向均为竖直方向，复合模具312处于上料工位时，其拾取平面3122a为竖直面，因此上料拾取
件3211处于上料状态时，上料拾取面3211a竖直设置。备料吸附面3222a水平设置，因此上料拾取件3211处于取料状态时，上料拾取面3211a水平设置。本实施例中，上料旋转驱动件3213带动上料拾取件3211每次转动90度。
98.可以理解的是，本实施例中，转送直线模组3221将备料台3222送至落料工位，此时极片供给机构2将单片状极片a送至备料台3222上，且被吸附固定在在备料吸附面3222a上。转送直线模组3221再将备料台3222送至取料工位，此时备料台3222位于上料拾取件3211的下方，上料拾取件3211处于取料状态时，上料拾取面3211a与备料吸附面3222a正对，取料直线模组3212带动上料拾取件3211朝向备料吸附面3222a运动，以拾取单片状极片a，随后取料直线模组3212带动上料拾取件3211上升。再由上料旋转驱动件3213带动上料拾取件3211转动切换至上料状态，最后由上料直线模组3214带动上料拾取件3211朝向处于上料工位的复合模具312运动，以将单片状极片a送至复合模具312上。
99.参照图9和图10，进一步地，转送模块322还包括纠偏件3223，纠偏件3223的固定端与转送直线模组3221的驱动端连接，纠偏件3223的纠偏端与备料台3222连接。极片处于备料台3222上后，纠偏件3223通过改变备料台3222的位置，而对极片进行纠偏，纠偏后的极片再被上料拾取件3211拾取且被送至复合模具312，因此极片在复合时不易相对于隔膜偏出，提高了极片的复合质量。其中，纠偏件3223为纠偏台，其技术比较成熟，在此不再赘述。
100.本实施例中，极片供给机构2包括极片放卷机构、极片切割机构、极片纠偏机构21和极片输送机构22。极片放卷机构包括极片放卷设备，其将卷料状极片进行放卷，带状极片从经过极片切割机构进行裁切，形成单片状极片a，单片状极片a再由极片纠偏机构21进行纠偏后，通过极片输送机构22送至落料工位，而将单片状极片a送至备料台3222上，以便于后续将单片状极片a通过复合模具312复合至带状隔膜b上。
101.具体地，极片放卷设备和极片纠偏机构21均为较为成熟的技术，在此不再赘述其详细结构。极片切割机构为激光切割设备。
102.参照图1和图12，具体地，极片输送机构22包括两组输送辊组，两组输送辊组之间留有输送通道，纠偏后的单片状极片a进入输送通道，且两组输送辊组分别压紧单片状极片a的相对两表面，并带动单片状极片a输送。这样设置，减小了纠偏后的单片状极片a在输送至复合模组3的过程中大幅偏位的可能。其他实施例中，极片输送机构22还可包括两组传送带组件。
103.参照图11，一些实施例中，复合模组3包括一对热压辊，一对热压辊之间留有复合通道，带状隔膜b和单片状极片a从复合通道经过时，一对热压辊将单片状极片a热复合至带状隔膜b表面。该实施例中，极片供给机构2直接将单片状极片a送至复合通道处。
104.参照图1、图13和图14，其中，制袋模组4包括制袋输送组件41、翻折成型组件42、翻折组件43和切割件。制袋输送组件41和翻折成型组件42之间留有制袋通道，翻折成型组件42包括翻折通道，翻折通道与制袋通道呈角度设置，本实施例中，制袋模组4位于复合模组3下方，翻折通道与制袋通道垂直设置。参照图14和图15，具体地，制袋通道竖直设置，翻折通道水平设置。复合料带c的前端进入制袋通道后，由翻折组件43驱使复合料带c翻折并穿过翻折通道，再由切割件将复合料带c前端的折叠部分进行切断，以形成叠片单元d。
105.参照图14和图15，具体地，制袋输送组件41包括两组制袋传送带组件411和两组制袋吸附件412，制袋传送带组件411朝向翻折成型组件42的皮带面为制袋通道的侧面。制袋
传送带组件411的皮带上均匀开设有吸附孔，制袋吸附件412设置于制袋传送带组件411的皮带背面，制袋吸附件412通过外连负压装置而以实现对处于制袋通道内的复合料带c的吸附。复合料带c的前端进入制袋通道后，制袋吸附件412对复合料带c进行吸附，使得复合料带c贴附于制袋传送带组件411的皮带面上，通过制袋传送带组件411的运行带动转动复合料带c行进。其中，制袋吸附件412呈块状，其内部开设有孔道，且制袋吸附件412的吸附面开设有吸附孔，制袋吸附件412的吸附面的吸附孔均与制袋吸附件412的内部孔道连通，而制袋吸附件412的内部孔道与外部负压装置连通。
106.参照图14和图15，翻折成型组件42包括一对翻折辊，一对翻折辊上下设置，之间留有翻折通道。两个翻折辊在电机的作用下转动，两个翻折辊在翻折通道处的切点速度方向均背离制袋输送组件41设置。这样设置，当复合料带c的前端折叠部分进入翻折通道时，两个翻折辊可辅助带动复合料带c的前端折叠部分穿过翻折通道。进一步地，复合料带c的折叠部分通过翻折通道时，一对翻折辊对复合料带c的折叠部分进行辊压，以使复合料带c的前端完全折叠，提高了后续叠片单元d的成型质量。
107.参照图14和图15，另外，由于翻折辊处于转动状态，复合料带c进入制袋通道后，在制袋吸附件412的作用下远离翻折辊，而翻折辊将复合料带c直接卷入翻折通道。进一步地，制袋模组4还包括导向件44，导向件44呈长条状，导向件44位于制袋通道的入口处，其位于翻折辊的上方。复合料带c从导向件44和制袋传送带组件411之间进入制袋通道，以避免复合料带c在进入制袋通道时，与翻折辊接触。
108.参照图14和图15，两组制袋传送带组件411在竖直方向上间隔设置，且两组制袋传送带组件411之间留有安装通道，翻折组件43设置于安装通道内。翻折组件43驱使复合料带c翻折，且带动复合料带c的翻折处优先进入翻折通道。
109.本实施例中，翻折组件43包括多个并排设置的翻折推杆，其通过气缸带动而朝向翻折通道运动，以将复合料带c推顶至翻折通道。其他实施例中，翻折组件43还可为推板。一些实施例中，翻折组件43也可为吹气嘴，通过吹气的形式驱使复合料带c翻折。
110.参照图18和图19，本实施例中，复合料带c的结构为带状隔膜b相对两表面的单片状极片a正对设置，且在带状隔膜b的长度方向上，单片状极片a间隔设置，即在相邻单片状极片a之间留有隔膜留白段。制袋时，复合料带c的前端进入制袋通道后，翻折组件43作用于复合料带c的留白段和复合有单片状极片a的交界处，以翻折复合料带c，即可实现复合料带c前端的折叠部分呈极片和隔膜交替堆叠的四层结构。
111.本实施例中，切割件包括切刀，切刀布置于一翻折辊的周向侧面上，随着翻折辊的转动而转动，当复合料带c的前端折叠部分从翻折通道出来后，翻折辊上的切割件正好转动至将复合料带c切断，且切割的为带状隔膜b部分。其他实施例中，也可单独设置切割设备对复合料带c的折叠部分进行切割。
112.参照图1、图13和图16，其中，叠片模组5包括叠片滑道51和棘轮组件52。棘轮组件52包括转料棘轮、转料驱动件和转料架，转料棘轮转动安装在转料架上，转料驱动件与转料棘轮驱动连接以带动转料棘轮转动。转料棘轮的棘齿之间适于承接从翻折通道的下料端落下的叠片单元d，叠片单元d随着转料棘轮的转动而被送至叠片滑道51上。其中，转料驱动件包括伺服电机。
113.参照图16和图17，具体地，转料棘轮设有多个，多个转料棘轮并排间隔设置且同步
转动，通过多个转料棘轮转送叠片单元d，叠片单元d可更稳定的送至叠片滑道51上。
114.参照图13和图16，进一步地，该叠片模组5还包括导料滑道53，导料滑道53固定在转料架上。导料滑道53的一端与翻折通道的下料端连通，导料滑道53的另一端伸至转料棘轮处。具体地，导料滑道53的下料端开设有多个避位槽，以供转料棘轮的棘齿通过，当叠片单元d滑落至导料滑道53的下料端时，落入转料棘轮的棘齿之间，以由转料棘轮承接叠片单元d。
115.参照图16和图17，叠片滑道51的上料端也开设有多个避位槽，以供转料棘轮通过，转料棘轮携带叠片单元d转动时，转料棘轮的棘轮从叠片滑道51上的避位槽中穿过，叠片单元d被叠片滑道承接，以将叠片单元d转送至叠片滑道51上。
116.参照图16，叠片滑道51设有限位板54和限位弹性件55，限位弹性件55的两端分别与叠片滑道51固定。限位弹性件55的弹力驱使限位板54朝向叠片滑道51的上料端运动。先由转料棘轮的棘齿推动限位板54而压缩限位弹性件55，以留出容纳叠片单元d的空间，再随着转料棘轮的转动而叠片单元d放至叠片滑道51上，且位于叠片滑道51上的叠片单元d被限位板54和转料棘轮的棘齿夹持，保证处于叠片滑道51上的叠片单元d处于稳定的堆叠状态。其中，限位弹性件55包括弹簧。
117.这样设置，成型的叠片单元d被稳定和连续的送至叠片滑道51，且在叠片滑道51内依次堆叠。不仅方便了叠片单元d堆叠成叠片电芯的过程，还提高了叠片效率。
118.本技术实施例提供了一种热复合叠片系统，该热复合叠片系统先将单片状极片a热复合至带状隔膜b表面形成复合料带c，再将复合料带c的前端进行翻折，使得复合料带c前端的极片和隔膜依次间隔堆叠，再将复合料带c前端折叠的部分切断，而得到叠片单元d，每个叠片单元d仅通过翻折一次即可得到，极片和隔膜的叠片精度容易保证。另外，由于叠片单元d成型后从复合料带c上切下，后续叠片单元d的成型过程不对已经成型的叠片单元d的叠片精度产生不良影响，使得每个成型的叠片单元d的成型精度容易控制、成型质量高。最后，多个叠片单元d依次堆叠而形成叠片电芯，多个叠片单元d堆叠时，叠片单元d的堆叠精度更容易控制，且堆叠过程中极片和隔膜不易偏移，因此提高了叠片电芯的成型质量。
119.本技术的另一实施例提供了一种热复合叠片方法，基于上述的热复合叠片系统，包括以下步骤：
120.参照图18，将单片状极片a热复合至带状隔膜b的相对两表面，以形成复合料带c。
121.参照图18和图19，在复合料带c的前端，根据单片状极片a在隔膜上的分布，翻折复合料带c，使得单片状极片a和隔膜间隔交替堆叠。
122.切断复合料带c前端翻折的部分，以获得叠片单元d。
123.保证单片状极片a和隔膜交替堆叠的形式对多个叠片单元d进行堆叠，以形成叠片电芯。
124.进一步地，将单片状极片a热复合至带状隔膜b的相对两表面包括：
125.参照图18和图19，带状隔膜b相对两表面的单片状极片a一一正对设置，且在带状隔膜b的长度方向上，相邻单片状极片a之间留有间距，该间距大于单片状极片a在带状隔膜b长度方向上的长度。
126.参照图20和图21，或带状隔膜b相对两表面的单片状极片a沿带状隔膜b的长度方向交替设置。
127.这样设置，通过设计单片状极片a复合至带状隔膜b的位置，以及设计复合料带c的折叠形式，即可依次且连续制得叠片单元d，每个叠片单元d均独立制得，制备叠片单元d时，叠片单元d相互之间不产生影响，叠片单元d中极片和隔膜的叠合精度和质量容易控制。另外多个叠片单元d堆叠时，叠片单元d之间的堆叠精度和质量更高，且每个叠片单元d的层结构不易发生偏移，因此叠合而成的叠片电芯质量更高。
128.本技术的另一实施例提供了一种叠片电芯，由如上述所述的热复合叠片系统，和/或，如上述所述的热复合叠片方法制成。由于该叠片电芯由上述热复合叠片系统，和/或，热复合叠片方法制作而成，因此该叠片电芯的质量更高。
129.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
130.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
131.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种热复合叠片系统，其特征在于，其包括隔膜供给模组、极片供给模组和复合模组，所述隔膜供给模组用于供给带状隔膜至所述复合模组，所述极片供给模组用于供给单片状极片至所述复合模组，所述复合模组将所述单片状极片热复合至所述带状隔膜的相对两表面，以形成复合料带；所述热复合叠片系统还包括：制袋模组，所述制袋模组包括制袋通道、翻折通道、翻折组件和切割件，所述隔膜供给模组带动所述复合料带进入所述制袋通道，且由所述翻折组件驱使所述复合料带翻折并穿过所述翻折通道，再由所述切割件切断所述复合料带，以形成隔膜和极片依次间隔堆叠状的叠片单元；叠片模组，所述叠片模组用于接收并堆叠多个所述叠片单元。2.根据权利要求1所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述制袋模组包括制袋输送组件和翻折成型组件，所述制袋输送组件和所述翻折成型组件之间留有所述制袋通道，所述翻折成型组件包括所述翻折通道，所述翻折通道和所述制袋通道呈角度设置。3.根据权利要求2所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述制袋输送组件包括安装通道，所述翻折组件设于所述安装通道，且翻折组件作用于所述复合料带使其翻折，且驱使所述复合料带的翻折处进入所述翻折通道。4.根据权利要求1所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述叠片模组包括：叠片滑道；棘轮组件，所述棘轮组件包括转料棘轮，所述转料棘轮的棘齿间适于承接从所述翻折通道的下料端落下的所述叠片单元，所述叠片单元随所述转料棘轮的转动而被送至所述叠片滑道上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述复合模组包括复合通道，所述带状隔膜适于穿过所述复合通道，且所述单片状极片适于在所述复合通道内复合至所述带状隔膜的相对两表面。6.根据权利要求5所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述复合模组包括复合机构，所述复合机构包括两组极片复合输送组件，所述极片复合输送组件包括：环形输送线体，所述环形输送线体包括上料段和复合段，两组所述环形输送线体的所述复合段正对设置且之间留有所述复合通道；多个复合模具，多个所述复合模具均与所述环形输送线体的输送端弹性连接，所述复合模具的弹性运动方向与所述环形输送线体的输送方向呈角度设置，多个复合模具沿所述环形输送线体的输送方向间隔设置，所述复合模具包括拾取平面；其中，两组所述环形输送线体上的所述复合模具同步从所述上料段进入所述复合段，且在所述复合通道内，两组所述环形输送线体上的所述复合模具的所述拾取平面一一正对且抵接。7.根据权利要求6所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述复合模组还包括上料机构，所述上料机构包括两组上料组件，两组上料组件分别配置于两组所述极片复合输送组件，以给所述两组所述极片复合输送组件分别供给所述单片状极片。8.根据权利要求5所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述极片供给模组包括两组极片供给机构，两组所述极片供给机构适于分别给处于所述复合通道内的所述带状隔膜的相对两表面供给所述单片状极片。
9.根据权利要求1所述的热复合叠片系统，其特征在于，所述极片供给机构包括：极片纠偏机构，所述极片纠偏机构用于纠偏所述单片状极片；极片输送机构，所述极片输送机构用于将纠偏完成后的所述单片状极片输送至所述复合模组的上料端。10.一种热复合叠片方法，基于如权利要求1至9中任一项所述的热复合叠片系统，其特征在于，包括以下步骤：将单片状极片热复合至带状隔膜的相对两表面，以形成复合料带；在复合料带的前端，根据单片状极片在隔膜上的分布，翻折复合料带，使得单片状极片和隔膜间隔交替堆叠；切断复合料带前端翻折的部分，以获得叠片单元；保证单片状极片和隔膜交替堆叠的形式对多个叠片单元进行堆叠，以形成叠片电芯。11.根据权利要求10所述的热复合叠片方法，其特征在于，所述将单片状极片热复合至带状隔膜的相对两表面包括：带状隔膜相对两表面的单片状极片一一正对设置，且在带状隔膜的长度方向上，相邻单片状极片之间留有间距，该间距大于单片状极片在带状隔膜长度方向上的长度；或带状隔膜相对两表面的单片状极片沿带状隔膜的长度方向交替设置。12.一种叠片电芯，其特征在于，由如权利要求1至9中任一项所述的热复合叠片系统，和/或，如权利要求10所述的热复合叠片方法制成。

技术总结
本申请涉及一种热复合叠片系统、方法及叠片电芯，该热复合叠片系统包括隔膜供给模组、极片供给模组和复合模组，隔膜供给模组用于供给带状隔膜至复合模组，极片供给模组用于供给单片状极片至复合模组，复合模组将单片状极片热复合至带状隔膜的相对两表面，以形成复合料带；热复合叠片系统还包括：制袋模组，制袋模组包括制袋通道、翻折通道、翻折组件和切割件，隔膜供给模组带动复合料带进入制袋通道，且由翻折组件驱使复合料带翻折并穿过翻折通道，再由切割件切断复合料带，以形成隔膜和极片依次间隔堆叠状的叠片单元；叠片模组，叠片模组用于接收并堆叠多个叠片单元。本申请中，热复合叠片系统制得的叠片电芯的叠片精度和质量更高。片系统制得的叠片电芯的叠片精度和质量更高。片系统制得的叠片电芯的叠片精度和质量更高。


技术研发人员：彭光泽 吴磊 伍广成 宁森洪
受保护的技术使用者：海目星激光科技集团股份有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/10/11