CN101304100B - 电芯隔膜挤压机构及具该机构的电池电芯后部贴胶带装置 - Google Patents

Abstract

一种电芯隔膜挤压机构及具该机构的电池电芯后部贴胶带装置，电芯隔膜挤压机构用以挤压电芯后部隔膜，包括：模具，用以定位待贴胶电芯；细轴，与位于模具中的电芯后部相对应；挤压件驱动机构，与细轴相连；挤压件驱动机构受控带动细轴相对模具运动而对置于模具中的电芯后部隔膜进行挤压以及从挤压的结束位置退出。采用这种机构和装置，可确保将电芯隔膜在包胶时不外翻，为降低制造成本，提高电池生产的产量和质量提供保障。

Description

电芯隔膜挤压机构及具该机构的电池电芯后部贴胶带装置

技术领域

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及锂离子电池的制作设备，特别涉及锂离子电池电芯后部的处理装置。

背景技术

在锂离子电池的制造过程中，于将压扁后的电芯放入电池壳前，为确保电芯与电池壳底部的有效绝缘，有一道工序是用一层绝缘胶布将电芯后部包起来。这就要求在包胶布的过程中，不能使电芯后部的隔膜不外翻，露出极片，以防短路。

现有的电池电芯后部包胶带工序中主要靠人工操作完成，加工效率低，尤其是上述的挤压电芯后部隔膜的要求，完全靠操作人员的手工来实现，产品一致性不易保证。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，而提供能够确保隔膜在包胶时不外翻，以高质量完成电池电芯后部贴胶带工序的设备。

为了实现上述目的，本发明生产制造一种电芯隔膜挤压机构，用以将电芯后部隔膜挤压，包括：

模具，用以定位待贴胶电芯；

细轴，与位于所述模具中的电芯后部相对应，所述细轴为沿电芯宽度方向伸展的；和，

挤压件驱动机构，与所述细轴相连，所述挤压件驱动机构受控带动所述细轴的柱面沿电芯厚度方向对所述电芯后部隔膜进行挤压；

所述挤压件驱动机构受控带动所述细轴相对所述模具运动而对置于所述模具中的电芯后部隔膜进行挤压以及从挤压的结束位置退出；

所述细轴进行挤压的初始位置位于所述电芯后部边缘，所述细轴进行挤压的结束位置位于所述电芯后部的电芯厚度方向的适当位置；

所述挤压件驱动机构包括：第一驱动部分，用以带动所述细轴对电芯隔膜进行挤压动作直至结束位置的；第二驱动部分，用以带动所述细轴由所述结束位置沿电芯宽度方向离开所述电芯后部隔膜。

进一步地，本发明生产制造一种具有上述电芯隔膜挤压机构的电池电芯后部贴胶带装置，以高质量、高自动化程度地完成电池电芯后部贴胶带工序。

与现有技术相比，采用本发明的电芯隔膜挤压机构及具该机构的电池电芯后部贴胶带装置，可确保电芯隔膜在包胶时不外翻，为降低制造成本，提高电池生产的产量和质量提供保障。

附图说明

图1是本发明的电池电芯后部贴胶带装置实施例整体结构示意图；

图2是本发明的电芯隔膜挤压机构实施例正视图；

图3是本发明的电芯隔膜挤压机构实施例于挤压前的右视图；

图4是本发明的电芯隔膜挤压机构实施例于挤压后的右视图；

图5是本发明的电池电芯后部贴胶带装置实施例工作原理示意图，其中：图5a胶带被吸附、与电芯接触前的状态示意，图5a1为正面示意、图5a2为侧面示意，图5b胶带与电芯正面及两侧面接触的状态示意，图5b1为正面示意、图5b2为侧面示意，图5c弯折轴受控伸到电芯上方的状态示意，图5c1为正面示意、图5c2为侧面示意，图5d电芯相对弯折轴向上运动后的状态示意，图5d1为正面示意、图5d2为侧面示意，图5e电芯向上运动停止后、细轴将电芯的隔膜向中间方向推的状态示意，图5e1为正面示意、图5e2为侧面示意，图5f电芯的反面被胶带包上的状态示意，图5f1为正面示意、图5f2为侧面示意。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。

本发明的电池电芯后部贴胶带装置实施例，如图1至5所示，包括一具有底板102和立板101的机架10，及分别安装在机架10上的胶带传输机构1，胶带牵引机构2，胶带吸附机构3，胶带切断机构4，贴胶带机构5，弯胶带机构6，顶升机构7，电芯隔膜挤压机构8和包胶带机构9等结构部分，胶带传输机构1、胶带牵引机构2和胶带切断机构4构成胶带处理机构，实现胶带的传送和裁剪等包胶带的辅助工序；胶带吸附机构3和贴胶带机构5协调工作，共同构成胶带压贴机构，用以将胶带压贴到模具中的电芯表面上并维持对电芯的压力；电芯隔膜挤压机构8，用以确保包胶带的过程，电芯隔膜向电芯中间倾斜，这些结构部分的位置相互配合，可提高完成对电池电芯30的后部隔膜304进行胶带20粘贴的处理的自动化程度。其中：

胶带传输机构1，用以输送胶带20，安装在立板101上，具体组成包括放料盘11，导轮12，压紧块13，垫块14和压紧块气缸15等；

胶带牵引机构2，用以配合胶带传输机构而对胶带进行牵引，具体组成包括拉伸气缸21，夹紧气缸22，浮动接头23，导轨24和两夹爪25等；

胶带吸附机构3，用以吸附需用于粘贴的胶带，具体组成包括吸头31，吸座32，导柱33，弹簧34和小钢片35等，其中，吸头31用于抽真空后吸住胶带20，两个小钢片35安装在吸座32左右两侧，吸座32与吸头31通过导柱33相连。在贴胶带时，吸头31在压到电芯30而受阻停止运动后，吸座32还可沿导柱33继续下行一段距离，而使固定于其两侧的小钢片35可包住电芯20的两侧，以将伸出于电芯20两侧的胶带20包好；

胶带切断机构4，用以配合胶带传输机构和胶带牵引机构而对胶带进行切割，在胶带20被拉伸到适当位置后切断胶带20，具体组成包括切刀41，连接块42和切刀气缸43等；

贴胶带机构5，用以从正面向电芯粘贴胶带并压紧电芯，具体组成包括吸头第一气缸51，吸头第二气缸52，滑动板53和浮动接头54等，其中，吸头第一气缸51的活塞杆与连接块42相连，吸头第二气缸52的活塞杆通过浮动接头54与滑动板53相连，吸头第一气缸51为短行程气缸，吸头第二气缸52为长行程气缸，工作时，吸头第一气缸51的活塞杆先伸出，推动滑动板53并带动胶带吸附机构3向下运动，在把吸头31推到未被切断的胶带20上方后，通过吸头31抽真空，吸住胶带20，并用胶带切断机构4切断胶带20之后，再由吸头第二气缸52推动滑动板53继续向下运动，直到吸头31与电芯20抵触才停止，这样，可把胶带20贴到电芯30的正面301上；

弯胶带机构6，用以确保胶带沿电芯的后端面弯折，具体组成包括弯折轴气缸61，安装座62，滑动座63，弯折轴64和浮动接头65等，其中，弯折轴气缸61连接在安装座62上，弯折轴气缸61和安装座62安装在立板101上，安装座62连接在滑动座63上，弯折轴气缸61的活塞杆通过浮动接头65与弯折轴64相连，在弯折轴气缸61的推动下，弯折轴64沿滑动座63上的孔可左右运动，可使胶带20沿电芯30的后端面303弯折；

顶升机构7，用以驱动电芯隔膜挤压机构8上下运动，具体组成包括顶升气缸71，浮动接头72和模具垫板73等，其中，顶升气缸71安装在底板102上，顶升气缸71的活塞杆通过浮动接头72与模具垫板73相连，顶升气缸71可推动模具垫板73以及其上安装的电芯隔膜挤压机构8做上下运动；

本发明的电芯隔膜挤压机构8实施例，用以确保包胶带的过程，电芯隔膜向电芯中间倾斜，不会向外翻，而且，电池电芯后部包胶带处可以包的较紧、具体组成包括气缸81，气缸安装板82，滑动导柱83，针安装块84，针85，基座86，模具87，弹簧881，导柱882，轴安装座883，拔叉884，小压块885，限位螺母886，电芯垫块891和垫块892等，其中，模具87，导柱83及垫块892安装在模具垫板73上，基座86通过导柱882，可以做上下运动，滑动导柱83安装在基座86上，气缸安装板82与滑动导柱83相连，针85可以为一细轴，针85安装在针安装块84上，针安装块84与针气缸81的活塞杆相连，并可沿滑动导柱83左右运动，而针85相应地可通过基座86上的小孔做左右运动，在顶升机构7位于下方时，拔叉884右端压在立板101上开口处的斜面1011上，拔叉884左端压住小压块885，小压块885与基座86下方相连，此时，弹簧881被压缩，针85位于电芯垫块891的小凹槽内，即位于电芯30的后部隔膜304下方，不与隔膜接触，在顶升机构7动作、向上运动时，模具87和电芯30以及整个电芯隔膜挤压机构8均被顶起，拔叉884右端不再与立板101上开口处的斜面1011接触，拔叉884左端受弹簧881的回复力作用而放松，基座86在弹簧881作用下，被向上顶起，这段顶起的行程可以通过限位螺母886来调节，该距离的范围可以根据电芯30的厚度来进行设定，目的是确保针85上升到电芯厚度的大约中间位置，在本实施例中，设定值为：3-8mm，同时，与基座86相连的针85及其连接均被顶起，针85将电芯后部隔膜304向内侧挤压，而在包好胶带20后，针85可以在针气缸81的作用下抽出；

包胶带机构9，用以将胶带贴压到电芯的背面上，其组成包括滚轮91和滚轮气缸(图中未示出)，滚轮91的轴与滚轮气缸的活塞杆相连，在胶带20被弯折后，滚轮91动作，可把胶带20贴压到电芯30的背面302上。

采用本发明的电池电芯后部贴胶带装置实施例进行电池加工的过程，如图5所示，大致包括：

1、胶带经胶带传输机构输送，胶带牵引机构牵引和胶带切断机构切断后，由胶带吸附机构的真空吸头31吸附，这时胶带20与电芯30之间保持一定距离，如图5a所示，电芯30包括面向吸头31的正面301，背向吸头31的背面302，需要进行贴胶带处理的后部隔膜304，以及后部隔膜304对齐面：后端面303；

2、由胶带吸附机构的真空吸头31将胶带20压贴到电芯30的正面301上，吸头31将电芯30压紧，如图5b所示，胶带20的两侧也通过胶带吸附机构的小钢片而贴到电芯30的后部隔膜304的两侧面上；

3、弯胶带机构的弯折轴64伸到电芯30的上方，如图5c所示；

4、电芯30被托起，弯胶带机构的弯折轴64将胶带20被折弯到与后端面303贴合，如图5d所示；

5、在电芯30被顶升机构托起，电芯隔膜挤压机构及其上的针85也一并被托起，在电芯30停止运动后，针85还会再上升一定距离，将电芯30上的隔膜向中间方向推，针85停止于电芯厚度方向的适当位置，比如：电芯厚度方向的中间位置，如图5e所示；

6、在包胶带机构的滚轮91的推动下，胶带20被包在电芯30的背面302上，如图5f所示，胶带20包好后，针85可从电芯30中抽出，包胶带工作自动完成。

在本发明的电池电芯后部贴胶带装置实施例中，采用可编程控制器作为控制单元，其连接的输入包括外部交流电源，双手光电控制按钮，控制按钮组以及其它输入信号等部分，其连接的输出包括真空发生器的控制以及其它输出信号等部分，其经编程而实现对上述气缸以及由气缸驱动的结构的动作进行控制。实际上，驱动机构也可以采用液缸或电机来实现，而这些驱动机构的动作控制，还可以采用诸如：带微处理器的电路或工业控制计算机之类的多种现有成熟之技术予以实现，在此不再赘述。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种电芯隔膜挤压机构，用以挤压电芯后部隔膜，其特征在于，包括：

模具，用以定位待贴胶电芯；

细轴，与位于所述模具中的电芯后部相对应，所述细轴为沿电芯宽度方向伸展的；和，

挤压件驱动机构，与所述细轴相连，所述挤压件驱动机构受控带动所述细轴的柱面沿电芯厚度方向对所述电芯后部隔膜进行挤压；

所述挤压件驱动机构受控带动所述细轴相对所述模具运动而对置于所述模具中的电芯后部隔膜进行挤压以及从挤压的结束位置退出；

所述细轴进行挤压的初始位置位于所述电芯后部边缘，所述细轴进行挤压的结束位置位于所述电芯后部的电芯厚度方向的适当位置；

所述挤压件驱动机构包括：第一驱动部分，用以带动所述细轴对电芯隔膜进行挤压动作直至结束位置的；第二驱动部分，用以带动所述细轴由所述结束位置沿电芯宽度方向离开所述电芯后部隔膜。

2.如权利要求1所述的电芯隔膜挤压机构，其特征在于：

所述第一驱动部分包括：基座，设有所述细轴穿设于其中的开孔；基座驱动结构，与所述基座相连，用以带动所述基座动作而使处于所述基座的开孔中的所述细轴由所述初始位置运动至所述结束位置。

3.如权利要求2所述的电芯隔膜挤压机构，其特征在于：

所述基座还设有连接孔；

所述基座驱动结构则包括：

导柱，穿设于所述连接孔；

限位件，位于所述连接孔的一侧，并与所述导柱相连；

弹簧，位于所述连接孔的另一侧，并穿设于所述导柱；

压块，位于所述基座与弹簧之间，并穿设于所述导柱；和，

拔叉，其中间固定于一轴上，其一端连接所述压块，其另一端与所述机架结构相配合而使所述拔叉绕所述轴转动。

4.一种电池电芯后部贴胶带装置，包括胶带处理机构，用以对胶带进行放料、牵引和裁剪处理，其特征在于，还包括电芯隔膜挤压机构，用以挤压电芯后部隔膜，其包括：

模具，用以定位待贴胶电芯；

细轴，与位于所述模具中的电芯后部相对应，所述细轴为沿电芯宽度方向伸展的；和，

挤压件驱动机构，与所述细轴相连，所述挤压件驱动机构受控带动所述细轴的柱面沿电芯厚度方向对所述电芯后部隔膜进行挤压；

所述挤压件驱动机构受控带动所述细轴相对所述模具运动而对置于所述模具中的电芯后部隔膜进行挤压以及从挤压的结束位置退出；

所述细轴进行挤压的初始位置位于所述电芯后部边缘，所述细轴进行挤压的结束位置位于所述电芯后部的电芯厚度方向的适当位置；

所述挤压件驱动机构包括：第一驱动部分，用以带动所述细轴对电芯隔膜进行挤压动作直至结束位置的；第二驱动部分，用以带动所述细轴由所述结束位置沿电芯宽度方向离开所述电芯后部隔膜。

5.如权利要求4所述的电池电芯后部贴胶带装置，其特征在于，还包括弯胶带机构，用以将胶带沿电芯后部弯折，其包括：

弯折件，与位于所述模具中的电芯后部相对应；和，

弯折件驱动机构，与所述弯折件相连；

所述弯折件驱动机构受控带动所述弯折件相对所述模具运动而对粘贴于所述模具中的电芯并伸出于电芯后部的胶带进行弯折。

6.如权利要求5所述的电池电芯后部贴胶带装置，其特征在于：

所述弯折件为沿电芯宽度方向伸展的轴；

所述弯折件驱动机构受控带动所述轴沿电芯厚度方向将胶带弯折压贴到所述电芯后部隔膜上。

7.如权利要求6所述的电池电芯后部贴胶带装置，其特征在于，还包括胶带压贴机构，用以将胶带压贴到所述模具中的电芯表面上并维持对电芯的压力，其包括：

压紧件；和，

压紧件驱动机构，与所述压紧件相连；

侧边弯折件；

侧边弯折件驱动机构，与所述侧边弯折件相连；

所述压紧件驱动机构受控带动所述压紧件运动而将胶带粘贴于位于所述模具中的电芯上并压紧；

所述侧边弯折件驱动机构受控带动所述侧边弯折件相对所述模具运动而对粘贴于所述模具中的电芯并伸出于电芯两侧的胶带进行弯折。

8.如权利要求7所述的电池电芯后部贴胶带装置，其特征在于：

所述弯胶带机构水平设置于所述电芯隔膜挤压机构的一侧；

所述胶带压贴机构竖直设置于所述电芯隔膜挤压机构的上方；

所述电芯隔膜挤压机构的对置于所述模具中的电芯后部隔膜进行挤压的动作于所述胶带压贴机构动作之后进行，所述弯胶带机构的动作于所述电芯隔膜挤压机构中的细轴到达结束位置之后进行，而所述电芯隔膜挤压机构中的细轴从挤压的结束位置退出的动作是在所述弯胶带机构的动作之后进行。

9.如权利要求8所述的电池电芯后部贴胶带装置，其特征在于，还包括：

顶升机构，竖直设置于所述电芯隔膜挤压机构的下方，用以驱动所述电芯隔膜挤压机构上下运动。

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