專利名稱：自動疊板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動、快速地將正極板、絕緣片與負極板堆棧在水平電池治 具內(nèi)的裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的密閉式鉛蓄電池，具有以下缺點板柵采用將鉛錠加熱熔融灌注到模具的方式，耗材較多。電池極板采用傳統(tǒng)的垂直放置方式，容易有電解液層化現(xiàn)象。采用電槽兩側(cè)的固定條來固定極群，經(jīng)過使用因極板活物質(zhì)形變及使用震動，容 易造成活物質(zhì)脫落。因為制程包含多道干燥、熟成等工序，生產(chǎn)流程較長，使存貨周轉(zhuǎn)時間較慢，造成 資金使用效率上的壓力。板柵采用實心合金鉛，以及用來將電池各極間串、并聯(lián)的鉛塊無法省略，因此耗材較多。鉛材采用加熱溶解，會產(chǎn)生鉛蒸氣，雖經(jīng)過排氣凈化，但經(jīng)常因排風不足造成對人 員與環(huán)境的污染。因重量重，其重量比能量(33wh/kg)較低，以及一般抗震結(jié)構(gòu)的因素，壽命循環(huán)次 數(shù)僅約300次，且充電時間較長約(6-8hr)。水平鉛蓄電池則是為了改良前述傳統(tǒng)鉛蓄電池的缺失而發(fā)展出來的新型電池；水 平鉛蓄電池是因為電池極板采用水平放置，不同于傳統(tǒng)式鉛蓄電池的垂直放置，故稱為“水 平電池”。水平電池的基本制程其基材以強度較高且多線纏繞的玻璃纖維為蕊心，用冷擠壓的方式在玻璃纖維外 面包一層鉛合金，而形成鉛線。再將鉛線編織成鉛網(wǎng)，并發(fā)展出一種全新的鉛膏，不需要經(jīng) 過熟成階段，同時依照電池結(jié)構(gòu)的需求，在鉛網(wǎng)上分別依次涂上正極、負極鉛膏成為極板； 為加強極板活物質(zhì)強度，在極板兩側(cè)加上特殊紙材，在經(jīng)過干燥之后，包上特殊微細玻璃棉 之后即可進行電池組裝。而電池在封裝完成之后，再進行真空注酸、化成、灌固化劑、清洗、 包裝等工序，即完成水平電池的生產(chǎn)程序。因為極板采用水平放置，故可以避免電池的電解液濃度差的極化現(xiàn)象，而電解液 濃度差的極化現(xiàn)象是傳統(tǒng)鉛蓄電池容量下降及壽命縮短的主要原因之一。水平電池的極板陰陽直接連通，因此內(nèi)阻小，極板活物質(zhì)利用比較均勻，且節(jié)省極 群并聯(lián)鉛材，大電流放電，電壓降比較小。采用鉛網(wǎng)替代傳統(tǒng)的柵板(grid)，得以減輕電池重量、節(jié)省耗材，讓電池的重量比 能量大為提高(》40wh/kg)，同時電池的充電接受率也提高，因此有利于快速充電。因為鉛網(wǎng)抗拉強度大，能耐充放電循環(huán)中極板活物質(zhì)的形狀變化，因此循環(huán)壽命 次數(shù)也相對提高。[0017]一般的水平電池包含有102片極板(包含正、負極板)與101片絕緣片(玻璃棉)， 其組合方式，是在一治具內(nèi)設(shè)置六個極板堆棧組，每一個極板堆棧組是依序由正極板、絕緣 材、負極板、絕緣材、正極板、· · ·從下往上堆棧，或依序由負極板、絕緣材、正極板、絕緣材、 負極板、· · ·從下往上堆棧，且相鄰極板堆棧組的堆棧次序相反。傳統(tǒng)上在進行水平電池的極板與絕緣材的堆棧方式，都是采用人工操作，以致于 生產(chǎn)效率低下。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可以更有效率地在水平電池堆棧安裝極板與絕 緣材的自動化裝置。本實用新型是利用絕緣材裁切單元將一連續(xù)的絕緣材裁切成多個絕緣片后，由第 一輸送單元將裁切后的多個絕緣片輸送至治具內(nèi)放置，再利用第二輸送單元將堆棧的正極 板與堆棧的負極板輸送至治具內(nèi)堆棧成極板堆棧組，該第二輸送單元可以依預(yù)先設(shè)定位移 路線，使治具內(nèi)的每一極板堆棧組依序以一正極板、一絕緣片、一負極板、一絕緣片、...重 復(fù)堆棧至一數(shù)量，或依序以一負極板、一絕緣片、一正極板、一絕緣片、...重復(fù)堆棧至一數(shù) 量。本實用新型所述自動疊板裝置，包括有一極板堆棧區(qū)、一絕緣材裁切單元、一第一 輸送單元、一極板供應(yīng)單元與一第二輸送單元。極板堆棧區(qū)用以放置一制造水平電池用的 治具。絕緣材裁切單元具有一連續(xù)卷繞的絕緣材，以及一裁刀，該裁刀由動力組件驅(qū)動進行 垂直方向的移動，以將展開的絕緣材裁切成多個絕緣片。第一輸送單元可在絕緣材裁切單 元與極板供應(yīng)單元之間移動，用以將裁切后的絕緣片輸送至治具內(nèi)放置。極板供應(yīng)單元具 有交錯放置的堆棧正極板與堆棧負極板；第二輸送單元可在極板堆棧區(qū)與治具之間移動， 以將正極板與負極板一一輸送至治具內(nèi)堆棧成極板堆棧組。一種較佳的實施方式是，本實用新型的絕緣材被裁切成N數(shù)片絕緣片且呈直線排 列，該N為偶數(shù)，所述極板供應(yīng)單元則具有N+2個極板堆棧區(qū)(包含堆棧的正極板與堆棧的 負極板)且呈直線排列，該堆棧的正極板或堆棧的負極板數(shù)量分別為(N+2)/2，該正極板堆 棧區(qū)與負極板堆棧區(qū)呈交錯放置，所述第一輸送單元包含有多個對應(yīng)于裁切后的絕緣片位 置的真空吸盤，該真空吸盤可以被驅(qū)動水平移動與垂直移動，所述第二輸送單元包含有呈 直線排列的一組第一真空吸盤群、二組第二真空吸盤群與二組第三真空吸盤群，該第一真 空吸盤群、第二真空吸盤群與第三真空吸盤群分別對應(yīng)于相鄰的堆棧正極板與堆棧負極板 位置，且可以各自被控制水平移動與垂直移動，以將對應(yīng)該治具內(nèi)的絕緣片數(shù)量的正極板 與負極板輸送至該治具進行交錯堆棧。藉由前述的自動疊板裝置，可以取代傳統(tǒng)的人力堆棧作業(yè)，大幅提高堆棧極板的效率。

圖1為顯示本實用新型整體機構(gòu)形態(tài)的立體示意圖。圖2為顯示本實用新型的裁刀總成下降對絕緣材進行裁切的實施例示意圖。圖3為顯示裁刀總成上升后，將絕緣材裁切成數(shù)片絕緣片，且第一輸送單元位移至絕緣片上方的實施例示意圖。圖4為顯示本實用新型的第一輸送單元下降吸附各絕緣片的實施例示意圖。圖5為顯示第一輸送單元將吸附的絕緣片輸送至治具上方的實施例示意圖。圖6為顯示第一輸送單元將絕緣片放入治具內(nèi)的實施例示意圖。圖7為顯示本實用新型第二輸送單元的第一真空吸盤群與第二真空吸盤群同時 下降吸附正極板與負極板的實施例示意圖。圖8為顯示第二輸送單元的第一真空吸盤群與第二真空吸盤群將多個正極板與 負極板吸附后上升的實施例示意圖。圖9為顯示第一真空吸盤群與第二真空吸盤群將多個正極板與負極板輸送至治 具上方的實施例示意圖。圖10為顯示第一真空吸盤群與第二真空吸盤群將多個正極板與負極板放入治具 內(nèi)的絕緣片上的實施例示意圖。圖11為顯示第一真空吸盤群與第二真空吸盤群歸位與第三真空吸盤群并列之實 施例示意圖。圖12為顯示第二輸送單元的第二真空吸盤群與第三真空吸盤群將多個正極板與 負極板吸附后上升的實施例示意圖。圖13為顯示第一真空吸盤群往上升，且第二真空吸盤群與第三真空吸盤群相對 位移以填補原第一真空吸盤群位置的實施例示意圖。圖14為顯示第二真空吸盤群與第三真空吸盤群將多個正極板與負極板輸送至治 具上方的實施例示意圖。圖15為顯示在治具內(nèi)堆棧形成極板堆棧組的平面示意圖。圖16為顯示利用封裝機將治具封閉的平面示意圖。
具體實施方式
以下配合說明書附圖對本實用新型的實施方式做更詳細的說明，以使本領(lǐng)域技術(shù) 人員在研讀本說明書后能據(jù)以實施。參閱圖1所示，本實用新型提供的自動疊板裝置，包括有設(shè)置在工作臺上的極板 堆棧區(qū)1、設(shè)于極板堆棧區(qū)1 一側(cè)的絕緣材裁切單元2、設(shè)于極板堆棧區(qū)1另一側(cè)的極板供 應(yīng)單元4、一可在極板堆棧區(qū)1與絕緣材裁切單元2之間移動的第一輸送單元3，以及一可 在極板堆棧區(qū)1與極板供應(yīng)單元4之間移動的第二輸送單元5。其中，極板堆棧區(qū)1供放置一用來制成水平電池的治具11，治具11在未封裝之間， 具有兩側(cè)呈對稱傾斜狀且上方開放的側(cè)板。絕緣材裁切單元2包含有一連續(xù)卷繞的絕緣材 21與一裁刀22 ；絕緣材21可以被機器拉動在工作臺上展開；裁刀22則由動力組件(圖中 未顯示)驅(qū)動進行垂直方向的移動，可對展開的絕緣材21進行裁切形成絕緣片21A。在本 實用新型的實施例，所述絕緣材21為玻璃棉。第一輸送單元3包含有多個排列在一直線的真空吸盤31，真空吸盤31可以被驅(qū)動 而在極板堆棧區(qū)1與絕緣材裁切單元2之間平移或垂直移動，用以將裁切后的絕緣片輸送 至治具11內(nèi)放置堆棧。極板供應(yīng)單元4設(shè)于極板堆棧區(qū)1的另一側(cè)，包含有直線排列且交錯放置堆棧的
5正極板41 (圖中標示斜線的極板)與負極板42(圖中空白的極板)。在本實用新型的實施 例，堆棧的正極板41與堆棧的負極板42數(shù)量比在絕緣材裁切單元2被一次裁切后的絕緣 片21A數(shù)量多二個。第二輸送單元5用以將極板堆棧區(qū)1的正極板41與負極板42輸送至治具11內(nèi) 堆棧。第二輸送單元5包含有由多個真空吸盤組成的一組第一真空吸盤群51、二組第二真 空吸盤群52與二組第三真空吸盤群53，所述二組第二真空吸盤群52對稱地設(shè)于第一真空 吸盤群51的相對兩側(cè)，所述二組第三真空吸盤群53相互對稱地設(shè)于二組第二真空吸盤群 52的一側(cè)，且該些真空吸盤排列在一直線，但各別被驅(qū)動而可在極板堆棧區(qū)1與極板供應(yīng) 單元4之間水平移動或垂直移動?；陔娀瘜W作用及原理，治具11內(nèi)的極板堆棧方式必須先放置一絕緣片后，再放 置一正極板或負極板，然后再放置一絕緣片，然后再放置一負極板或正極板，依此循環(huán)堆棧 成一極板堆棧組，且相鄰極板堆棧組的極板堆棧順序相反；在本實用新型的實施例，一治具 11內(nèi)需要設(shè)置六個極板堆棧組，一共需要102片極板，以及101片絕緣片。參圖2與圖3，本實用新型的絕緣材裁切單元2在裁刀22的一個行程中直接將展 開的絕緣材21裁切出六片絕緣片21A，然后第一輸送單元3的各個真空吸盤31同時移位至 各絕緣片21A上方再下降以吸附各絕緣片21A(參圖4)，再將各絕緣片21A輸送至治具11 上方(參圖5)，再下降將各絕緣片21A放置在治具11內(nèi)(參圖6)，然后使第一輸送單元3 移位至絕緣材裁切單元2重復(fù)前述的工作。參圖7所示，絕緣片21A被放置在治具11內(nèi)后，第二輸送單元5的第一真空吸盤 組51與第二真空吸盤組52同時下降吸附六片極板，被吸附的極板依序以負極板42、正極 板41、負極板42...交錯排列，然后如圖8至圖10所示將該些極板輸送至治具11內(nèi)放置在 絕緣片21A上放置；放置完成后，第一輸送單元3再以前述方式將另一程序所裁切的絕緣片 21A輸送放置在治具11內(nèi)的各極板上面；于此同時，第一真空吸盤組51與第二真空吸盤組 52同時回復(fù)原位至極板供應(yīng)單元4，然后第一真空吸盤組51、第二真空吸盤組52與第三真 空吸盤組53同時下降(參圖11)，此時只有第二真空吸盤組52與第三真空吸盤組53產(chǎn)生 吸力吸附正極板41與負極板42，而第一真空吸盤組51則關(guān)閉真空吸力，該三組真空吸盤組 同時上升至一定高度后(參圖12)，第一真空吸盤組51再繼續(xù)上升至更高的高度，而對稱兩 側(cè)的第二真空吸盤組52與第三真空吸盤組53則相對地水平移動靠攏(參圖13)，使吸附 的六片極板依序以正極板41、負極板42、正極板41...交錯排列，然后如圖14所示將該些 極板輸送至治具11內(nèi)放置在治具11內(nèi)已堆棧在極板上的絕緣片21A上。經(jīng)由前述的方式 循環(huán)作業(yè)而在治具11內(nèi)形成六個極板堆棧組4A(參圖15)，且治具11內(nèi)的每一極板堆棧 組4A依序以一正極板、一絕緣片、一負極板、一絕緣片地重復(fù)疊置至一數(shù)量，或依序以一負 極板、一絕緣片、一正極板、一絕緣片地重復(fù)疊置至一數(shù)量。最后則將治具11輸送至封裝機 6(參圖16)，在治具11的上方放置一蓋板12后，由相對的兩側(cè)壓板61與上壓板62分別對 治具的兩側(cè)板與蓋板12施予壓力，同時加熱定型予以封閉。以上所述僅為用以解釋本實用新型的較佳實施例，并非企圖據(jù)以對本實用新型做 任何形式上的限制，因此，凡有在相同的創(chuàng)作精神下所作有關(guān)本實用新型的任何修飾或變 更，皆仍應(yīng)包括在本實用新型意圖保護的范疇。
權(quán)利要求一種自動疊板裝置，其特征在于，包括一極板堆棧區(qū)，用以放置一治具；一絕緣材裁切單元，具有一連續(xù)的絕緣材與一裁刀，該裁刀由動力組件驅(qū)動進行垂直方向的移動，以將該絕緣材裁切成多個絕緣片；一第一輸送單元，用以將該裁切后的絕緣片輸送至該治具內(nèi)放置；一極板供應(yīng)單元，具有正極板堆棧區(qū)與負極板堆棧區(qū)；一第二輸送單元，用以將該正極板與負極板輸送至所述治具內(nèi)堆棧成極板堆棧組，該治具內(nèi)的每一極板堆棧組依序以一正極板、一絕緣片、一負極板、一絕緣片地重復(fù)疊置至一數(shù)量，或依序以一負極板、一絕緣片、一正極板、一絕緣片地重復(fù)疊置至一數(shù)量。
2.如權(quán)利要求1所述的自動疊板裝置，其特征在于，所述絕緣材被裁切成N數(shù)絕緣片 且呈直線排列，該N為偶數(shù)，所述極板供應(yīng)單元具有N+2個極板堆棧區(qū)且呈直線排列，該正 極板堆棧區(qū)或負極板堆棧區(qū)的數(shù)量為(N+2)/2，該正極板堆棧區(qū)與負極板堆棧區(qū)呈交錯放 置，所述第一輸送單元包含有多個對應(yīng)于該裁切后的絕緣片位置的真空吸盤，該真空吸盤 可以被驅(qū)動水平移動與垂直移動，所述第二輸送單元包含有呈直線排列的一組第一真空吸 盤群、二組第二真空吸盤群與二組第三真空吸盤群，該第一真空吸盤群、第二真空吸盤群與 第三真空吸盤群分別對應(yīng)于相鄰的正極板堆棧區(qū)與負極板堆棧區(qū)位置，且可以各自被控制 水平移動與垂直移動，以將對應(yīng)該治具內(nèi)的絕緣片數(shù)量的正極板與負極板同時輸送至該治 具進行交錯堆棧。
3.如權(quán)利要求2所述的自動疊板裝置，其特征在于，所述二組第二真空吸盤群對稱地 設(shè)于該第一真空吸盤群的相對兩側(cè)，所述二組第三真空吸盤群相互對稱地設(shè)于該二組第二 真空吸盤群的一側(cè)，所述第一真空吸盤群與第二真空吸盤群同時動作以吸取所述N個正極 板與負極板并輸送至該治具內(nèi)堆棧于絕緣片上，該正極板與負極板在覆蓋一絕緣片后，再 由該第二真空吸盤群與第三真空吸盤群同時動作吸取所述N個負極板與正極板并輸送至 該治具內(nèi)堆棧于該絕緣片上，并以此循環(huán)作業(yè)。
專利摘要本實用新型公開了一種自動疊板裝置，包括有一極板堆棧區(qū)、一絕緣材裁切單元、一第一輸送單元、一極板供應(yīng)單元、與一第二輸送單元，制造水平電池的治具被放置在極板堆棧區(qū)，絕緣材裁切單元用來將一連續(xù)的絕緣材裁切成多個絕緣片；第一輸送單元用以將該裁切后的絕緣片輸送至治具內(nèi)放置；極板供應(yīng)單元包含有堆棧的正極板與堆棧的負極板；第二輸送單元用以將堆棧的正極板與堆棧的負極板一一地輸送至治具內(nèi)堆棧成極板堆棧組，使治具內(nèi)的每一極板堆棧組依序以一正極板、一絕緣片、一負極板、一絕緣片地重復(fù)疊置至一數(shù)量，或依序以一負極板、一絕緣片、一正極板、一絕緣片地重復(fù)疊置至一數(shù)量。
文檔編號H01M4/82GK201673962SQ20102018556
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者郭家碩, 郭隆 申請人:郭隆;郭家碩