本发明公开了一种电池模组堆叠设备，包括机台，机台上设有电池供料机构、上料机械手、两条电池检测处理输送线、第一选择搬运机械手、多条电池分流输送带、第二选择搬运机械手、两条选择翻转输送线、两个叠片机械手、两个叠片平台和下料搬运机械手，两个叠片平台的正上方均设有打胶机构，本发明采用双线同时检测、处理和双线同时对电池进行堆叠，第一选择搬运机械手根据检测后的电池参数进行分流，使同一范围参数的电池进行堆叠。第二选择搬运机械手每次取电池均从其中一条电池分流输送带取电池，使叠片机械手每次堆叠的电池均是相同范围参数的电池，使堆叠后的电池模组电性能更为稳定，使用寿命更长。