鋰高分子電池z形極芯自動貼片機的製作方法
2023-07-22 23:08:11 1
專利名稱：鋰高分子電池z形極芯自動貼片機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種蓄電池的製作裝置，尤其涉及一種可以增加生產速率與降低製作成本的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機。
背景技術：
隨著科技的快速發展，促進了電子產品的研發速度，而使得民眾生活越來越為便利，例如筆記本電腦、行動電話、數字相機及個人數字助理裝置PDA等，這些產品給民眾提供了生活及工作處理上的便利。電子產品在使用時都需有電源供應才可運作，一般電源供應的方式不外乎使用電源插頭插設於電插座以供電源，或者藉助裝設在電子產品內部的蓄電器供應電源，蓄電器的種類包括電容器、蓄電池及具有正/負極性的儲存電能裝置。
鋰電池是二次電池的一種，其主要是以正極鋰合金氧化物、液體有機電解液和負極碳材料所組成，此外，在正負極之間用隔離膜將正負極隔開以避免短路，而液體有機電解液則含在多孔隙的塑料隔離膜中，負責離子電荷的傳導工作。鋰電池具有能量密度高、操作電壓高、使用溫度範圍大、無記憶效應、壽命長等優點，但是其單價相對於其它蓄電器種類來說，呈現略高的情況。且以現今既有的鋰電池裝配類型來說，卷繞式由於利用正極板、負極板與隔離膜三種不同材質來相間進行長條的卷繞，從而導致電流途徑增長、電池內阻增加以及對位不良等缺點；而正負極板堆棧式的製造方法，則是因為對位片數多、集電網的使用，以及熱壓製程，而產生對位與極板毛邊的問題。因此新崛起的Z形極芯配置方式因為無上述的缺失，而成為一種較為優良的鋰電池裝配方式。
因此，本發明針對此種鋰電池Z形極芯配置方式提出一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，以加速Z形極芯貼片在隔離膜上的速度，增加組裝效率，以降低生產成本。
發明內容
本發明的主要目的，在於提供一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其利用連貫式貼片運作方式，以更快速與低時間成本來製備鋰高分子電池Z形極芯。
本發明的另一目的，在於提供一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其無需使用黏著劑來將極片定位於隔離膜上，因此能夠大幅度縮小機臺的整體體積，與減少黏著劑保存的相關花費。
本發明的又一目的，在於提供一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其電解液與極片因為未使用黏著劑，因此極片能夠全面性的與電解液接觸，沒有現有極片僅能從無黏著劑處接觸的缺陷，進而大幅度提高鋰高分子電池的功效與性能，增加產品的市場競爭力。
本發明提供一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，包括一個基座；一個設於基座上的貼片模塊，其是用來將極片與隔離膜作Z形極芯方式貼片；一個設於基座上且分設於該貼片模塊兩側的左、右定位模塊，其是用來將極片進行定位；設於基座上且分設於左、右定位模塊的左、右側的左、右極片料槽模塊，其是用來放置未定位的極片；一個設於基座上的同步移載吸盤模塊，其是以貼片模塊為中心，區分為左移載吸盤模塊與右移載吸盤模塊，且每一個左移載吸盤模塊與右移吸盤模塊各具有用來吸引位於該左、右定位模塊與該左、右極片料槽模塊的極片的兩個吸引裝置；以及一個設置於該左移載吸盤模塊/右移載吸盤模塊側邊上的滾輪模塊，其是用來牽引隔離膜至貼片模塊。
應用本發明一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機與現有技術相比的有益效果在於，其提供一種連貫運作且快速的貼片運作方式，應用本發明的貼片機，無需使用黏著劑來黏著極片與隔離膜，不僅能省去黏著劑所需成本，並可縮小機臺體積。且利用本發明所製得的極芯，因為未使用黏著劑，所以電解液能夠全面性的注入與極片接觸、反應，因此能大幅度提高鋰電池的功效。另外，本發明將整個機臺區分數個運作模塊，當機臺產生問題時，可以對運作模塊進行裝卸、維修，從而大幅度縮短機臺停止運作的時間。
圖1(a)至圖1(b)分別為本發明一個較佳實施例的俯視圖與以aa』作為剖面線的剖視圖。
圖2為此較佳實施例的正面視圖。
圖3至圖5為本發明運作時的各步驟示意圖。
圖6為利用本發明製備Z形極芯時，極芯的堆棧型態示意圖。
圖7(a)至圖7(b)分別為本發明另一較佳實施例的俯視圖與以aa』作為剖面線的剖視圖。
圖8為所述本發明另一較佳實施例的正面視圖。
具體實施例方式
本發明提供一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其能夠使Z形極芯貼片過程更為快速，有效的大幅縮短製程所需時間，此外，利用本發明的貼片機將無需使用黏著劑，從而可避免黏著劑對鋰電池反應過程中產生可能的反應影響，且進而可節省黏著劑的成本。
首先，請參照圖1(a)與圖1(b)，分別為本發明一個較佳實施例的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機的俯視圖、與剖面線(aa』)的剖視圖，主要包括六個機構模塊，分別為構成基座的後側立板1與工作底板2、以及同步移載吸盤模塊3、定位模塊4、貼片模塊5、左右極片料槽模塊6以及隔離膜牽引模塊(圖中未顯示)。
請同時參照圖1(a)、圖1(b)與圖2，以下將對各個移載吸盤模塊、定位模塊、貼片模塊、極片料槽模塊以及滾輪模塊進行詳述貼片模塊5貼片模塊5設置於工作底板2上，主要功能在於分別將同步移載吸盤模塊3所吸取過來的正、負極片與隔離膜作Z形極芯方式貼片。此外為了防止貼片後的極片與隔離膜走位，貼片模塊進一步設有前後夾爪(圖中未顯示)，以將極片、隔離膜夾住使其固定位置不走位。
同步移載吸盤模塊3其設置於後側立板1上，此同步移載吸盤模塊3包含有氣缸、與以貼片模塊5為中心作分隔的左移載吸盤模塊32與右移載吸盤模塊34，而每一個左移載吸盤模塊32與右移載吸盤模塊34包含有兩個吸盤322、324與342、344、左右線性驅動裝置36、上下驅動裝置38。同步移載吸盤模塊3的主要功能是利用左右線性驅動裝置36、上下驅動裝置38與吸盤322、324、342、344將正、負極片吸取後，分別移載至定位模塊4及貼片模塊5上，分別作正、負極片的定位和貼片功能。
定位模塊4設置於工作底板2上，定位模塊4包含有氣缸、與以貼片模塊5為中心所分隔成的左定位模塊42與右定位模塊44，其主要功能在於分別將同步移載吸盤模塊3所吸取過來的正、負極片，依其各不同的特定尺寸作精密的定位。
極片料槽模塊6設置於工作底板2上，且依以貼片模塊5區分為位於左定位模塊42左側的左極片料槽模塊62與位於右定位模塊44右側的右極片料槽模塊64，極片料槽模塊6是將極片66放在料槽68內，以供同步移載吸盤模塊3將正、負極片吸取取料。此外，為增加整個料槽68對於正、負極片66的容量更可將料槽68穿設入工作底板2內，再利用額外設置於料槽68內的升降機(圖中未顯示)將極片往上推，以便於吸盤吸取極片。
滾輪模塊7前端滾輪71固定於後側立板1上而末端滾輪72固定於左/右移載吸盤模塊32、34上，用來牽引隔離膜8至貼片模塊5，並隨著左/右移載吸盤模塊32、34移動。
以下將對全機運作順序進行說明請同時參照圖2至圖6，首先其是本發明的機臺完成需要進行貼片前的狀態，由圖中可發現此時放置有正、負極片68的料槽66分別插入工作底板2的左右料槽固定位置，且滾輪模塊7牽引隔離膜8至貼片模塊5，在左/右定位模塊42、44各放置一個正/負極片，並完成定位處理；接下來，請參照圖3，待左右定位模塊動作確認後，利用上下線性驅動裝置38使左右移載吸盤模塊32、34的左、右吸盤322、324、342、344(共四個)將同時下降，此時吸盤322吸引左極片料槽模塊62內正/負極片、吸盤324吸引位於左定位模塊42經過定位的正/負極片，此時，進一步可在吸盤322、324、342、344上設置光電開關以檢測極片是否已正確吸引；接下來，請參照圖4，左移載吸盤模塊32利用左右線性驅動裝置36，使吸盤322帶著極片至左定位模塊42而吸盤324吸著極片移至貼片模塊5上方；接著利用上下線性模塊將吸盤322、324下降，並破真空，以使位於吸盤322上的極片放置於左定位模塊42上進行定位，而位於吸盤324上的極片則貼設於位於貼片模塊5上的隔離膜8面上，且通過使用前、後夾爪將貼合後的極片或隔離膜夾住，使其定位不動，此時，右移載吸盤模塊34的吸盤342、344將隨著左移載吸盤模塊32向下線性移動，使吸盤342、344分別吸引位於右定位模塊44與右極片料槽64內的極片。此外貼片模塊5上可增設一個用來緩衝及吸收貼片過程後的厚度所產生的高度差的氣缸；接下來，請參照圖5，左移載吸盤模塊32向左退移至吸盤322位於左極片料槽模塊62上方，此時，因為末端滾輪72將牽引隔離膜8隨著左移載吸盤32移動，而覆蓋在先前所貼附的極片表面上，當左移載吸盤模塊32向左退移的同時右移載吸盤模塊34向左移，如同先前所述左移載吸盤32的運作，將已經定位的極片經過吸盤344移至貼片模塊5上並貼附於隔離膜8上，而吸盤342將由右極片料槽模塊64所吸引的極片移至右定位模塊44上進行定位；如此重複貼片的步驟直到完成所需要貼片數量後，將隔離膜剪裁，貼上膠帶後將夾爪打開，即可由人或機械手取出如圖6所示的Z形極芯貼片。
此時，為便於貼上膠帶與取出的動作，可在貼片模塊上增設前後線性驅動裝置(請參照圖1(b)，組件標號9)，以便於將完成貼片的極芯送出由人或機械手取得。
而在極片料槽模塊6可各增設一個對照式光電開關，從而當極片被吸盤不斷吸走後，當料槽內極片降至一定高度後，光電開關檢測到即驅動左、右升降馬達上升，將極片往上推至定點，以便於後續吸盤取極片的操作。而在升降馬達的下方，進一步增設極限開關傳感器，從而當槽料內極片完全被吸取完畢後，隨即驅動升降馬達逆轉，作下降動作至最低點後停止運作，待取出空料槽並換上新料槽後，升降馬達上升至定點停止，等待繼續後續動作。
另外，介紹本發明的另一較佳實施例，一樣能夠使Z形極芯貼片過程快速，有效的大幅縮短製程所需時間，並無需使用黏著劑，以節省黏著劑的成本。
首先，請參照圖7(a)、圖7(b)與圖8，其分別為本發明另一較佳實施例的俯視圖與以aa』作為剖面線的剖視圖，及該本發明另一較佳實施例的正面視圖。
本發明另一較佳實施例的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其分別為構成基座的後側立板1』與工作底板2』、以及同步移載吸盤模塊3』、定位模塊4』、貼片模塊5』、左右極片料槽模塊6』以及隔離膜牽引模塊(圖中未顯示)。
請同時參照圖7(a)、圖7(b)與圖8，以下將對各個移載吸盤模塊、定位模塊、貼片模塊、極片料槽模塊以及滾輪模塊進行詳述貼片模塊5』貼片模塊5』設置於工作底板2』上，主要功能在於分別將同步移載吸盤模塊3』所吸取過來的正、負極片與隔離膜作Z形極芯方式貼片。此外為了防止貼片後的極片與隔離膜走位，貼片模塊進一步設有前後夾爪(圖中未顯示)，以將極片、隔離膜夾住使其固定位置不走位。
同步移載吸盤模塊3』其設置於後側立板1』上，此同步移載吸盤模塊3』包含有氣缸、與以貼片模塊5』為中心作分隔的左移載吸盤模塊32』與右移載吸盤模塊34』，而每一個左移載吸盤模塊32』與右移載吸盤模塊34』包含有兩個吸盤322』、324』與342』、344』、左右線性驅動裝置36』、上下驅動裝置38』。同步移載吸盤模塊3』的主要功能是利用左右線性驅動裝置36』、上下驅動裝置38』與吸盤322』、324』、342』、344』將正、負極片吸取後，分別移載至定位模塊4』及貼片模塊5』上，分別作正、負極片的定位和貼片功能。
定位模塊4』設置於工作底板2』上，定位模塊4』包含有氣缸、與以貼片模塊5』為中心所分隔成的左定位模塊42』與右定位模塊44』，其主要功能在於分別將同步移載吸盤模塊3』所吸取過來的正、負極片，依其各不同的特定尺寸作精密的定位。
極片料槽模塊6』設置於工作底板2』上，且依以貼片模塊5』區分為位於左定位模塊42』左側的左極片料槽模塊62』與位於右定位模塊44』右側的右極片料槽模塊64』，極片料槽模塊6』是將極片66』放在料槽68』內，以供同步移載吸盤模塊3』將正、負極片吸取取料。此外，為增加整個料槽68』對於正、負極片66』的容量更可將料槽68』穿設入工作底板2』內，再利用額外設置於料槽68』內的升降機(圖中未顯示)將極片往上推，以便於吸盤吸取極片。
滾輪模塊7』前端滾輪71』固定於後側立板1上而末端滾輪72』固定於左/右移載吸盤模塊32』、34』上，用來牽引隔離膜8』至貼片模塊5』，並隨著左/右移載吸盤模塊32』、34』移動。
現就本發明另一較佳實施例的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，與上述的本發明較佳實施例的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機整體結構做一比較，請同時參照圖1(a)、圖1(b)、圖2、圖7(a)、圖7(b)、圖8；上述兩個實施例中，最大的不同點在於極片料槽模塊6與極片料槽模塊6』，兩者的擺設方向並不相同，可由放置於極片料槽模塊6內的極片66與放置於極片料槽模塊6』內的極片66』加以區別，將極片66』旋轉90度後，即為極片66；也即，極片料槽模塊6與極片料槽模塊6』二者相差的角度為90度。
由於極片66』與極片66相差90度，另外牽引隔離膜8』必須與極片66』相互配合，因此，在本實施例中，牽引隔離膜8』與上述的牽引隔離膜8相比之下，在堆棧時，二者相差的角度也為90度，使得圖1(a)及圖7(a)所示的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機均可堆棧成如圖6所示的Z形極芯堆棧型態。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不是用來限定本發明實施的範圍，因此任何依本發明權利要求所述的形狀、構造、特徵及精神所作的等同性變化與修飾，均應包括在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，包含有一個基座；一個貼片模塊，其設於該基座上，該貼片模塊是用來將極片與隔離膜作Z形方式貼片；左、右定位模塊，其設於該基座上，且分別設於該貼片模塊兩側，該定位模塊是用來將極片進行定位；左、右極片料槽模塊，其設於該基座上，且該左、右極片料槽模塊分別位於該左、右定位模塊的左、右側，且該極片料槽模塊是用來放置未定位的極片；一個同步移載吸盤模塊，其設於該基座上，且以該貼片模塊為中心，區分為左移載吸盤模塊與右移載吸盤模塊，且每一個左移載吸盤模塊與右移吸盤模塊各具有兩個吸引裝置，其是用來吸引位於該左、右定位模塊與該左、右極片料槽模塊的極片；以及一個滾輪模塊，設置於該左移載吸盤模塊/右移載吸盤模塊側邊上，該滾輪模塊是用來牽引隔離膜至該貼片模塊上。
2.根據權利要求1所述的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，該貼片模塊包含有多個夾爪，其是用來將極片與隔離膜夾住，使其定位不會走位。
3.根據權利要求1所述的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，該左、右移載吸盤模塊各包含有一個左右線性驅動裝置、一個上下驅動裝置，用來驅動該左、右移載吸盤模塊上下、左右移動。
4.根據權利要求1所述的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，該吸引裝置上進一步裝設有傳感器，以檢測確認極片已正確吸取。
5.根據權利要求1所述的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，該左、右極片料槽模塊上各裝設有傳感器，以檢測極片的容量狀態。
6.根據權利要求1所述的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，該左、右極片料槽模塊上各裝設有傳感器與升降馬達，以檢測極片的容量狀態，並驅動升降馬達將極片往上推，以利於該吸引裝置吸引極片。
7.根據權利要求6所述的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，該左、右極片料槽模塊上進一步裝設有極限傳感器，以檢測極片是否完全取完後，並驅動升降馬達逆轉。
8.根據權利要求1所述的鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其特徵在於，該貼片模塊進一步設有前後線性驅動裝置，以利於將完成貼片的極片送出，便於人或機械手取得。
全文摘要
本發明提供一種鋰高分子電池Z形極芯自動貼片機，其以連貫式的正、負極片貼片運作方式，在無需黏著劑的前提下，即可快速地製備鋰高分子電池Z形極芯，有效的節省製程時間與黏著劑成本花費，並進而避免黏著劑可能對鋰高分子電池運作時產生的不良影響。此外，本發明的機臺設備是以模塊化劃分，從而使得機臺在維修檢測時更為快速簡易。
文檔編號H01M4/04GK101087034SQ20061008378
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月6日 優先權日2006年6月6日
發明者程敬義, 黃俊賢, 賴德銓 申請人:有量科技股份有限公司