CN102832413A - 一种全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，包括：机架、通过所述机架连接一起的上下料机构、预加热机构、撕离型纸机构、侧边弯折机构、恒温整形机构、电气控制装置；所述上下料机构用于将侧边粘贴有绝缘胶带的电池定位后送到加工位置，由所述预加热机构对该电池侧边上下表面同时进行预热；所述撕离型纸机构用于将预热后的附在所述电池侧边胶带上的离型纸撕去后，由所述侧边弯折机构动作将所述电池两侧边同时向内弯折；所述恒温整形机构，用于将侧边弯折后的电池侧边同时向内挤压，使电池侧边与电池本体整合成型。本发明不仅可减少电池侧边弯折造成底角裂的产生，使侧边弯折贴合牢固可靠，更提高了产品外观、尺寸一致性。

Description

一种全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备

技术领域

本发明涉及电池封装技术领域，涉及一种锂离子聚合物电池封装过程中用的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备。

背景技术

锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车及电动工具等大中型电动设备方面，是目前各大电池厂家发展的主要方向。

其中的聚合物锂离子电池相对于方形和圆形锂离子电池来说具有更好的外型灵活性，所以它被更多地应用于各种追求美观时尚的电子设备中，这样就对聚合物锂离子电池外型尺寸的精确性提出了更高的要求。聚合物锂离子电池在进入市场前，为了避免产品在使用过程中因使用不当引起的短路、过充、过放，而导致产品发热、起火、爆炸，以及容量损失、电池失效，必须对电芯进行保护、包装，使其满足客户要求。

聚合物锂离子电池生产工序中，侧边弯折必不可少，通过对封装侧边的弯折及保护，以达到客户需求尺寸，以及达到侧边绝缘保护作用。弯折贴合不好，直接影响产品整体尺寸，导致与其他电子设备无法装配；绝缘保护不好，直接影响电池性能，导致电池安全事故的发生。

对聚合物锂离子电池侧边进行保护主要包括：在侧边裸露金属部位粘贴绝缘保护胶带；侧边向电池本体弯折贴合；侧边贴合后整形。其中弯折过程尤为重要，弯折控制好坏直接会影响电池底角裂的发生，电池底角裂的发生会直接影响整个生产过程的直通率，甚至会直接影响电池性能。底角裂严重会直接导致电池漏液，影响电池的电性能，底角裂不严重也会严重影响电池的使用性能，底角裂电池在使用过程中，底角裂部位不断被腐蚀，造成电池在使用过程中漏液，导致电池完全坏掉。侧边贴合后整形，直接影响成品尺寸外观及侧边与电池本体的贴合程度，外观是高端客户严格要求的指标，尺寸直接影响与其装配的电子产品的装配性能，尺寸甚至会影响制造过程的良品率。

现阶段单纯的手工操作侧边弯折以及只有单纯侧边弯折功能的设备，没有辅助控制措施，并不能够改善底角裂的发生，外观、尺寸、性能很差。即使有的设备也具有单纯的整形功能，但是在高端电子产品竞争如此激烈的情况下，现有的侧边弯折设备、工装夹具已不再能够满足产品生产的需求，寻求一款既能够减少底角裂的发生，又能够制造出外观、尺寸良好的侧边弯折及整形设备已迫在眉睫。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而提供一种集折边与整形于一体的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备。

为实现上述的目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，包括机架、通过所述机架安装连接一起的上下料机构、预加热机构、撕离型纸机构、侧边弯折机构、恒温整形机构以及电气控制装置；所述上下料机构包含电池夹具，用于将侧边粘贴有绝缘胶带的待折边电池定位放入所述电池夹具后送到加工位置处；所述预加热机构包含有相对设置的上下预热块，用于对送到加工位置处的电池侧边上下表面同时进行预热；所述撕离型纸机构包含有离型纸吸取机构，用于将附在所述电池侧边胶带上的离型纸通过负压吸去；所述侧边弯折机构包含两相对设置的侧边弯折板，通过所述侧边变折板转动将所述电池两侧边同时向内弯折；所述恒温整形机构，包含两相对设置的恒温整形块，通过所述恒温整形块将侧边弯折后的电池侧边同时向内挤压，使电池侧边与电池本体整合成型。

所述的电池夹具安装在一带动其移动进行上下料的驱动机构上，在所述机架上设有配合所述的电池夹具上下料的两相对设置的电池定位块。

所述上、下预热块内置有连接温控器的加热管。

所述上预热块整体呈凹字形，通过安装件安装在所述机架上；所述下预热块为两块，安装在一可升降的滑台上。

所述离型纸吸取机构安装在离型纸吸取机构动作气缸上，所述离型纸吸取机构动作气缸安装一平移气缸上，所述平移气缸安装在所述机架上。

所述撕离型纸机构包括一废料收集盒，用于收集所述离型纸吸取机构吸取的离型纸。

所述整形块内置有连接温控器的加热管，整体呈凸字型，且凸面相对安装在所述预加热机构两侧，由对应的伸缩驱动机构带动。

所述整形块的凸出部平面向外倾斜，与水平面间夹角为80度，相对应的，所述电池夹具的与所述的整形块的凸出部相对的侧端面向内倾斜后与水平面间夹角为80度。

所述侧边弯折板设置在所的预加热机构两侧，分别活动安装在两相对设置的Z字型侧边弯折板安装支撑上，在所述侧边弯折板安装支撑两侧分别设有驱动所述侧边弯折板绕所述的侧边弯折板安装支撑转动的驱动机构。

在所述的机架上设有一保护罩，所述的预加热机构、撕离型纸机构、侧边弯折机构、恒温整形机构设在所述的保护罩内。

本发明通过上下料机构输送待加工电池进入加工位置，启动上下预加热机构同时对电池侧边上下两表面进行预加热，预加热完成后，由撕离型纸机构撕掉侧边绝缘胶带上的离型纸，再由侧边弯折机构对电池侧边进行恒温弯折，使电池侧边与电池本体紧密贴合，最后通过恒温整形机构最后对弯折后的侧边进行恒温整形，最终达到产品设计结构要求，外观、性能、尺寸都得到很好保证，尤其是产品一致性得到很好保证。本发明不仅可以减少电池侧边弯折造成底角裂的产生，使侧边弯折贴合牢固可靠，更提高了产品外观、尺寸一致性，很好的满足了高端电子生产客户的要求，特别适合在锂离子聚合物电池包装中使用，用于侧边的弯折及整形。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备的整体外观示意图；

图2所示为图1的内部结构示意图；

图3所示为防护罩后结构示意图；

图4所示为下预热机构、侧边弯折机构与上下料机构的组合在一起的结构示意图；

图5所示为图1去掉防护罩后的结构示意图；

图6所示为电池定位块与电池夹具的组合示意图；

图7所示为图6的俯视示意图；

图8所示为全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备的侧透视图；

图9所示为撕离型纸机构与整体设备的组合后的结构示意图；

图10所示为撕离型纸机构的撕离型吸取机构的结构示意图；

图11所示为侧边弯折板（下预热块）的结构示意图；

图12所示为恒温整形机构的结构示意图；

图13所示为恒温整形机构与电池夹具的配合关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

本发明是这样实现的，一种全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，包括机架、通过所述机架安装连接一起的上下料机构、预加热机构、撕离型纸机构、侧边弯折机构、恒温整形机构以及电气控制装置；所述上下料机构包含电池夹具，用于将侧边粘贴有绝缘胶带的待折边电池定位放入所述电池夹具后送到加工位置处；所述预加热机构包含有相对设置的上下预热块，用于对送到加工位置处的电池侧边上下表面同时进行预热；所述撕离型纸机构包含有离型纸吸取机构，用于将附在所述电池侧边胶带上的离型纸通过负压吸去；所述侧边弯折机构包含两相对设置的侧边弯折板，通过所述侧边变折板转动将所述电池两侧边同时向内弯折；所述恒温整形机构，包含两相对设置的恒温整形块，通过所述恒温整形块将侧边弯折后的电池侧边同时向内挤压，使电池侧边与电池本体整合成型。

所述的电池夹具安装在一带动其移动进行上下料的驱动机构上，在所述机架上设有配合所述的电池夹具上下料的两相对设置的电池定位块。

所述上、下预热块内置有连接温控器的加热管。

所述上预热块整体呈凹字形，通过安装件安装在所述机架上；所述下预热块为两块，安装在一可升降的滑台上。

所述离型纸吸取机构安装在离型纸吸取机构动作气缸上，所述离型纸吸取机构动作气缸安装一平移气缸上，所述平移气缸安装在所述机架上。

所述撕离型纸机构包括一废料收集盒，用于收集所述离型纸吸取机构吸取的离型纸。

所述整形块内置有连接温控器的加热管，整体呈凸字型，且凸面相对安装在所述预加热机构两侧，由对应的伸缩驱动机构带动。

所述整形块的凸出部平面向外倾斜，与水平面间夹角为80度，相对应的，所述电池夹具的与所述的整形块的凸出部相对的侧端面向内倾斜后与水平面间夹角为80度。

所述侧边弯折板设置在所的预加热机构两侧，分别活动安装在两相对设置的Z字型侧边弯折板安装支撑上，在所述侧边弯折板安装支撑两侧分别设有驱动所述侧边弯折板绕所述的侧边弯折板安装支撑转动的驱动机构。

在所述的机架上设有一保护罩，所述的预加热机构、撕离型纸机构、侧边弯折机构、恒温整形机构设在所述的保护罩内。

下面结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

参见图1所示，所述的机架包括前面板1、底板2、上板3、左右两块侧面板4、后面板6、后底板7、支撑8；所述的前面板1、底板2、上板3、两块侧面板4、后面板6、后底板7材质均为钢板，外表面作防锈绝缘处理；另外，在上板3上表面同时粘贴一层防静电绝缘皮，支撑8材质为钢板，外表面作防锈绝缘处理，即在外表面喷涂防锈绝缘漆，用螺钉安装在后底板7上，作为所述撕离型纸机构的支架。所述的前后面板、侧面板及上板，既支撑安装其上的结构件，同时组成一个封闭空间用于安装电气控制机构；机架的上板3前端左右两侧安装两启动按钮9，只有同时按下两按钮设备才开始工作，在安全方面起到了一定作用。

参见图2所示，本发明实施例中，所述的封闭空间内有安装在底板2上的电气背板21，用于支撑电气背板21的电气背板支架22，下预热机构24及下预热挡板23。

参见图1、3所示，所述的机架上设有一防护罩5，材质选用棕色有机玻璃，前表面上方开可视化的5个温控器安装孔10，下方设有上下料机构之通过路径，也就是前表面中间开一孔51，作为上下料机构的通过空间，上下料机构从防护罩5外面上料，进入防护罩5内部完成预加热、撕离型纸、弯折侧边、侧边恒温整形，可以避免安全事故的发生；防护罩5之后表面设有双开门52，方便打开电检内部情况。

参见图4、5所示，本发明实施例中，所述上下料机构包括电池定位块18、电池夹具29以及与所述电池夹具29连接的上下料气缸27；所述电池夹具29包括电池放置槽、电池电芯保护盖30以及所述电池电芯保护盖扣紧锁28。优选的，所述电池电芯保护盖30与电池夹具29通过电池夹具29后端铰链连接，完成开闭。

所述电池夹具29通过滑块26安装在固定在所述驱动气缸27活塞上的滑台上，所述电池夹具29通过所述滑块26随所述驱动气缸27伸缩而移动，在完成电池上料后，启动所述驱动气缸27驱动电池夹具29平移至预加热机构位置处，由所述预加热机构进行预加热。

电池电芯保护盖扣紧锁28作为标准件直接选用即可，主要是达到锁紧电池电芯保护盖30的目的，在产品整个加工过程中很好的固定电池，电池电芯保护盖30与电池夹具29选择橙色电木即可。

参见图5所示，在机架的上板3左右对称中部设计出一条缝19，用于安装上下料气缸27；在上料初始位置处，缝19两侧分别设有一电池定位块支撑11，所述的电池定位块18安装在电池定位块支撑11上。

参见图6所示，每只电池定位块18上设有定位槽180，配合电池夹具29上定位槽290，实现电池定位；另外，在电池定位块18内侧设有电池扣手181，便于电池上下料。

参见图7所示，电池夹具29在初始位置时，位于所述两个电池定位块18之间，将待加工电池放入电池定位块18和电池夹具29上的定位槽确定的初始位置后，按下启动按钮9，在上下料驱动气缸27驱动下，进入上、下预加热机构进行预加热。

参见图8所示，本发明实施例中，所述预加热机构包括上下相对设置的两预热块，即上预加热块39、下预加热块31，所述上、下预热块39、31内置有连接温控器的加热管。

返回参见图4所示，所述下预加热块31为两块，分别安装在两个对称设置的Z字型侧边弯折板安装支撑35上，所述的两个侧边弯折板安装支撑35安装在滑台36上，滑台36由滑台气缸37驱动，参见图8，所述滑台气缸37通过滑台支架25安装所述机架的底板2上；以上各部分共同构成预热机构的上预热机构24。

参见图5、8、9所示，所述上预加热块39连接上预加热块气缸15，由所述上预加热块气缸15带动完成升降；所述上预加热块气缸15通过上预加热块气缸支架14安装在上预加热块气缸安装板16上，所述上预加热块气缸安装板16由4根对称竖立在机架上板后部的支撑杆12支撑，以上共同构成预热机构的上预热机构。所述上预热机构及下预热机构24共同构成本发明的预加热机构。

本发明实施例中，所述上预加热块39呈凹字形，凹陷部有沉头螺钉孔，用于将上预加热块39安装在预加热块气缸15活塞杆端，凹陷两侧内设有相应的孔，内置有加热管、温控器导线以及温度监测导线，加热管用于加热上预加热块39到指定温度，温控器导线用于连接温控器，调节加热温度，温度监测导线用于实时输出上预加热块39的温度，使预加热块温度受到实时监控，以确保预加热工艺要求。

所述下预加热块31和侧边弯折机构中的侧边弯折板是同一零部件，在上下预加热机构中充当下预加热块，在侧边弯折机构中充当侧边弯折板。

上下料机构将待加工电池送至加工位置后，所述上预加热块39在预加热块气缸15带动下向下伸出，下预加热块31在滑台气缸37带动下向上伸出，上、下加热块同时接触电池两侧边进行预加热。在设定的温度及预热时间下完成预加热后，上预加热块39退回，撕离型纸机构开始工作，撕掉侧边胶带上的离型纸。

优选的，所述上、下预加热块选用铜块。

参见图9、10所示，本发明实施例中，所述撕离型纸机构包括一用于通过负压而将离型纸吸附掉的离型纸吸取机构42，用于收集所述离型纸吸取机构42吸取的离型纸的废料收集盒38以及所述离型纸吸取机构动作气缸39。

所述的离型纸吸取机构42通过离型纸吸取机构安装块43安装在所述离型纸吸取机构动作气缸39上，所述离型纸吸取机构动作气缸39通过离型纸吸取机构动作气缸安装块40安装在机构平移气缸41上；所述离型纸吸取机构动作气缸39随所述机构平移气缸41上滑块一起移动，平移到电池侧边上方后，驱动所述离型纸吸取机构42下降与离型纸接触、吸走离型纸，吸取后随所述机构平移气缸41平移至所述废料收集盒38上方，将吸取的离型纸吹入所述的废料收集盒38中。

参见图10所示，所述的离型纸吸取机构42为气岛。所述离型纸吸取机构动作气缸39驱动气岛下伸与离型纸接触，气岛真空负压接口420接通负压，气岛上的两排真空负压气岛孔421产生负压，气岛凭借其产生的负压通过所述的两排真空负压气岛孔421将离型纸吸附在气岛上，机构平移气缸41移动将离型纸带走至废料收集盒38上方，气岛负压消失或产生正压，将离型纸吹入废料收集盒38中。

所述的废料收集盒38选用普通环保塑料盒即可，废料装满料盒后直接更换空料盒即可，机构平移气缸41直接选用相应气缸即可，满足机构平移要求即可。

本发明实施例中，所述撕离型纸机构装配在整个设备后部，通过两块角铁与整机连接，上方角铁连接在预加热机构的上预加热块31的驱动气缸安装板16上，下方角铁连接在机架的后面板6上，机构平移气缸41安装在与机架的底板2连接的两支撑8上。

参见图4~6所示，本发明实施例中，所述的侧边弯折机构包括两相对设置的侧边弯折板31（即下预加热块31，二者为同一部件）、与所述机架连接的侧边弯折板支撑35以及驱动所述侧边弯折板31绕所述侧边弯折板支撑35转动的侧边弯折板弯折气缸32。

参见图11所示，所述的侧边弯折板31包括两组转轴孔310、311，转轴孔311用于侧边弯折板31通过设在该转轴孔311中的转轴绕侧边弯折板安装支撑35旋转，侧边弯折板弯折气缸32活塞杆伸出，侧边弯折板31就绕该转轴孔311中的转轴旋转，转轴孔310同样安装转轴，转轴孔310中的转轴在侧边弯折板弯折气缸32活塞杆端部孔内旋转。

所述侧边弯折板支撑35为两个，呈Z字型，相对设置安装在滑台36上，在所述侧边弯折板支撑35后方对称设有两个L型的侧边弯折板驱动气缸构安装板34，所述侧边弯折驱动气缸32通过安装铰支33连接所述侧边弯折板驱动气缸构安装板34上，其活塞杆端连接所述的侧边弯折板31。

所述侧边弯折板31与所述侧边弯折板支撑35轴连接，在侧边弯折驱动气缸32带动下，可绕所述侧边弯折支撑35向内旋转而将电池侧边弯折。

待离型纸撕掉后，弯折板驱动气缸32伸出驱动侧边弯折板绕所述弯折板支撑35旋转，通过调节气缸行程控制侧边弯折板弯折侧边的角度。

本发明实施例中，所述侧边弯折板，即上下预加热机构中的下预加热块31，在侧边弯折机构中作为侧边弯折板使用。

参见图5、9、12所示，本发明实施例中，所述恒温整形机构包括两呈凸字性的恒温整形块20以及相应的恒温整形块气缸17。

所述恒温整形块20内置有连接温控器的加热管，凸面相对设置在所述预加热机构两侧。所述恒温整形块气缸17通过垫块13安装在所述机架的上板3表面，所述恒温整形块20安装在所述恒温整形气缸17上。

参见图13所示，所述恒温整形块20的凸出部竖直平面与整形块底面间角度A1=A4，电池夹具29上结构角度A2=A3，A1=A2、A4=A3，且角度为80°，这样，可以使侧边折边形成稍大于90°弯折，可以达到侧边弯折整形后紧密贴合在电池本体上。

所述两恒温整形块20在对应的整形块驱动机构17的驱动下同时向内侧伸出，对弯折完成后的侧边进行整形，在工艺温度、时间要求下完成侧边整形。

优选的，所述的恒温整形块20选用材质为铜。

本发明实施例中，所涉及的驱动机构优选采用气缸，当然，也可以采用其它驱动机构。

本发明通过上下料机构输送待加工电池进入由防护罩确定的密闭空间内，启动上下预加热机构同时对电池侧边上下两表面进行预加热，预加热完成后，由撕离型纸机构撕掉侧边保护胶带上的离型纸，再由侧边弯折机构对电池侧边进行恒温弯折，使侧边与电池本体紧密贴合，最后通过恒温整形机构最后对弯折后的侧边进行恒温整形，最终达到产品设计结构要求，外观、性能、尺寸都得到很好保证，尤其是产品一致性得到很好保证。本发明不仅可以减少电池侧边弯折造成底角裂的产生，使侧边弯折贴合牢固可靠，更提高了产品外观、尺寸一致性，很好的满足了高端电子生产客户的要求，特别适合在锂离子聚合物电池包装中使用，用于侧边的弯折及整形。

本发明特别适合于锂离子聚合物PACK自动化流水线体上，不仅可以多工序单工位完成，为线体减员增效，还能够很好的保证产品的外观、尺寸、一致性等综合性能要求，最重要的是极大地降低了产品底角裂发生率，使产品整个PACK合格率得到大大提升。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，包括机架、通过所述机架安装连接一起的上下料机构、预加热机构、撕离型纸机构、侧边弯折机构、恒温整形机构以及电气控制装置；所述上下料机构包含电池夹具，用于将侧边粘贴有绝缘胶带的待折边电池定位放入所述电池夹具后送到加工位置处；所述预加热机构包含有相对设置的上下预热块，用于对送到加工位置处的电池侧边上下表面同时进行预热；所述撕离型纸机构包含有离型纸吸取机构，用于将附在所述电池侧边胶带上的离型纸通过负压吸去；所述侧边弯折机构包含两相对设置的侧边弯折板，通过所述侧边变折板转动将所述电池两侧边同时向内弯折；所述恒温整形机构，包含两相对设置的恒温整形块，通过所述恒温整形块将侧边弯折后的电池侧边同时向内挤压，使电池侧边与电池本体整合成型。

2.根据权利要求1所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述的电池夹具安装在一带动其移动进行上下料的驱动机构上，在所述机架上设有配合所述的电池夹具上下料的两相对设置的电池定位块。

3.根据权利要求1所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述上、下预热块内置有连接温控器的加热管。

4.根据权利要求3所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述上预热块整体呈凹字形，通过安装件安装在所述机架上；所述下预热块为两块，安装在一可升降的滑台上。

5.根据权利要求1所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述离型纸吸取机构安装在离型纸吸取机构动作气缸上，所述离型纸吸取机构动作气缸安装一平移气缸上，所述平移气缸安装在所述机架上。

6.根据权利要求5所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述撕离型纸机构包括一废料收集盒，用于收集所述离型纸吸取机构吸取的离型纸。

7.根据权利要求1所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述整形块内置有连接温控器的加热管，整体呈凸字型，且凸面相对安装在所述预加热机构两侧，由对应的伸缩驱动机构带动。

8.根据权利要求7所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述整形块的凸出部平面向外倾斜，与水平面间夹角为80度，相对应的，所述电池夹具的与所述的整形块的凸出部相对的侧端面向内倾斜后与水平面间夹角为80度。

9.根据权利要求1所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，所述侧边弯折板设置在所的预加热机构两侧，分别活动安装在两相对设置的Z字型侧边弯折板安装支撑上，在所述侧边弯折板安装支撑两侧分别设有驱动所述侧边弯折板绕所述的侧边弯折板安装支撑转动的驱动机构。

10.根据权利要求1所述的全自动锂离子聚合物电池侧边弯折四合一设备，其特征在于，在所述的机架上设有一保护罩，所述的预加热机构、撕离型纸机构、侧边弯折机构、恒温整形机构设在所述的保护罩内。

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