CN104332569B - 电池二次密封机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电池二次密封机，包括机架、过渡投料机构、移栽搬送机构、多个密封机构以及排料机构，过渡投料机构包括过渡机构和投入机构，过渡机构移送电池到投入机构下方；密封机构包括密封腔，投入机构搬送电池并将其投入到密封腔内进行排气泡、真空密封；移栽搬送机构将电池从一个密封腔移送到另一个密封腔，以及将密封完成后的电池移送到排料机构上排出。本发明集电池的自动投入，自动搬送，自动剪破、气泡的密封和排出于一体，实现了电池二次密封工序的全自动化，杜绝了人工搬送容易造成短路的现象，大幅降低了产品的不良率，无需人工作业，减少人工操作的不稳定性，确保产品外观，提高生产效率及产品合格率。

Description

电池二次密封机

技术领域

本发明涉及电池密封包装设备领域，尤其是涉及一种对电池进行二次密封的自动密封机。

背景技术

锂离子电池因具有容量大、循环寿命长、性价比高等优点，越来越受各行各业的关注，如电动汽车行业。锂离子电池通常由正极、负极、隔膜、电解液等构成。极片(正负极)用隔膜隔开制成电池芯包，再把电池芯包装入一个塑料或者金属外壳中，注入电解液、密封后组成电池。其中，电池芯包装与外部电路导通是借助与极片连接的极耳与极柱连接的。

锂离子电池在进行完注液工序或冷热压工序后，电池上仍存在一定数量的气泡，这些气泡的存在严重影响锂电池成品的质量和性能，因此需要对这些电池进行再一次的密封。

目前市场上没有自动完成该工序的设备，一般是通过人工将电池上的气泡一个一个的剪破，再由人工将剪破的电池放入到密封腔内进行电池的空气排出然后密封，最后由人工拿出，这样容易造成电池的不良率无法控制，且影响生产效率和成本的增加，同时电池生产的安全性也没有保障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电池二次密封机，集电池的自动投入，自动搬送，自动剪破、气泡的密封和排出于一体，实现了电池二次密封工序的全自动化。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种电池二次密封机，其包括过渡投料机构、移栽搬送机构、多个密封机构以及排料机构，所述过渡投料机构包括过渡机构和投入机构，所述过渡机构包括第一水平驱动件和与所述第一水平驱动件滑动相连的基准板，所述基准板在所述第一水平驱动件的驱动下移送电池到所述投入机构下方；所述投入机构包括第二水平驱动件和吸取件；所述密封机构包括密封腔体、位于所述密封腔体内的剪气泡机构、抽真空组件和加热密封机构，所述吸取件在所述第二水平驱动件的驱动下搬送电池并将其投入到所述密封腔体内，所述剪气泡机构、抽真空组件和加热密封机构对电池分别进行剪气泡、真空排气泡和加热密封；所述移栽搬送机构将电池从一个所述密封腔体内移送到另一个所述密封腔体内，以及将密封完成后的电池移送到所述排料机构上排出。

优选地，所述投入机构还包括与所述第二水平驱动件相连的移动板、安装在所述移动板上的竖直驱动件，所述吸取件与所述竖直驱动件滑动相连。

优选地，所述第二水平驱动件包括无杆气缸和第一直线滑轨，所述无杆气缸与所述移动板相连，所述移动板通过滑块设置于所述第一直线滑轨上且沿所述第一直线滑轨进行水平移动。

优选地，所述竖直驱动件包括安装在所述移动板上的滑台气缸和安装在所述滑台气缸上的第二直线滑轨，所述吸取件与所述第二直线滑轨滑动连接。

优选地，所述吸取件包括吸盘固定板和固定在吸盘固定板上的多个吸盘，所述吸盘固定板与所述第二直线滑轨滑动连接。

优选地，所述剪气泡机构包括第一驱动件、与所述第一驱动件水平滑动连接的破口剪刀和与所述破口剪刀固定相连的第二驱动件。

优选地，所述抽真空组件包括真空泵和电磁阀，所述真空泵通过真空管路与所述密封腔体内相通，所述电磁阀设置在所述真空管路上。

优选地，所述加热密封机构包括第三驱动件以及至少一组设置在所述密封腔体内的加热块组件，每组所述加热块组件包括下加热块和与所述下加热块相对的上加热块，且所述下加热块与所述第三驱动件相连，在所述第三驱动件的驱动下与所述上加热块配合对电池进行加热密封。

优选地，所述排料机构包括电机、传送带、与所述电机相连的主动轮和从动轮，所述传送带在所述电机驱动下输出经密封后的电池。

优选地，所述电池二次密封机还包括机架，所述机架包括上机架和下机架，所述过渡移栽机构、密封机构、移栽搬送机构以及排料机构均位于所述下机架内。

本发明的有益效果是：

(1)本发明杜绝了电池芯由人工搬送容易造成短路的现象；大幅降低了产品的不良率，且提高了产品的品质和工作效率，减少人工操作的不稳定性，无需人工作业，确保产品外观，提高生产效率及产品合格率。

(2)本发明严格控制不良率，效率大幅度提高，为公司节约成本，杜绝安全事故发生。

附图说明

图1是本发明电池二次密封机的立体结构示意图；

图2是本发明的过渡机构的立体结构示意图；

图3是本发明的投入机构的立体结构示意图；

图4是本发明的移栽搬送机构的立体结构示意图；

图5是本发明的密封机构的立体结构示意图；

图6是图5的侧视结构示意图；

图7是本发明电池二次密封机的密封机构的密封罩壳的结构示意图；

图8是本发明的排料机构的立体结构示意图。

附图标记：

100、过渡机构：

101、第一底板，102、第一水平驱动件，103、连接板，104、基准板，105、凹槽，106、传感器，107、第一护线链。

200、投入机构：

201、第二底板，202、第二水平驱动件，203、移动板，204、竖直驱动件，205、吸取件，206、无杆气缸，207、第一直线滑轨，208、调整丝杆，209、滑台气缸，210、第二直线滑轨，211、吸盘固定板，212、第一吸盘，213、第一真空压力表，214、第二护线链；

300、移栽搬送机构：

301、第一驱动机构，302、机械手安装板，303、机械手，305、第二驱动机构，306、移栽件安装板，307、移栽件，308、吸盘安装板，309、第二吸盘，310、第三护线链，311、护线链支架，312、支柱，313、底座；

400、密封机构：

401、密封罩壳，402、密封腔体，403、剪气泡机构，404、抽真空组件，405、加热密封机构，406、固定板，407、第一驱动件，408、破口剪刀，409、第二驱动件，410、破口剪刀的刀片，411、电磁阀，412、消声器，413、真空管路，414、过滤板，415、第三驱动件，416、加热块组件，417、上加热块，418、下加热块，419、导向组件，420、导向轴，421、直线轴承，422、拨叉件，423、密封盖板，424、直线导轨，425、导向轮，426、第一移动板，427、第二移动板，428、拉簧，429、调整安装块；

500、排料机构：

501、电机，502、传送带，503、主动轮，504、从动轮；

600、机架：

601、上机架，602、下机架。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种电池二次密封机，用于对注液后的或通过冷热压机成型后的聚合物锂电池进行二次密封，本发明实施例以电池从冷热压工序后进行二次密封为例。如图1所示，本发明电池二次密封机包括过渡投料机构、移栽搬送机构300、多个密封机构400、排料机构500以及机架600，过渡投料机构将冷热压工位上的电池移送到密封机构400内进行排气泡和真空密封，移栽搬送机构300在密封机构之间搬送电池，以及将密封后的电池搬送给排料机构500排出。

本发明的过渡投料机构用于实现电池的自动投料，其包括过渡机构100和投入机构200，过渡机构100将冷热压工位上的电池移送到投入机构200处，由投入机构200搬送电池并投入到二次密封机的密封腔内进行密封。

如图2所示，过渡机构包括第一底板101、第一水平驱动件102、连接板103和基准板104，第一水平驱动件102安装在第一底板101上，用于驱动基准板104进行水平移动，第一水平驱动件102可采用导杆气缸。连接板103滑动连接在第一水平驱动件102的导杆上，用于连接第一水平驱动件102和基准板104。基准板104位于连接板103上，用于装载待二次密封的电池，基准板104上开设有凹槽105，电池位于该凹槽105内。基准板104在第一水平驱动件102的驱动下连带电池水平移动到投入机构200处。

优选地，凹槽105的底面上设置有传感器106，传感器106为漫反射光电传感器，主要检测电池有无，确认下个工位的执行。第一底板101上还设置有第一护线链107，用于保护过渡投料机构中所用的气管和线路。

如图3所示，投入机构包括第二底板201、第二水平驱动件202、移动板203、竖直驱动件204和吸取件205，第二水平驱动件202固定在第二底板201上，用于驱动移动板203进行水平移动。第二水平驱动件202包括无杆气缸206和第一直线滑轨207。移动板203通过滑块与第一直线滑轨207滑动连接，即移动板203在无杆气缸206的驱动下沿着第一直线滑轨207水平移动。优选地，第一直线滑轨207的首末两端或其中任意一端设置有调整丝杆208，用于位置到位的准确定位调整。

竖直驱动件204固定安装在移动板203上，用于驱动吸取件205进行竖直移动。竖直驱动件204包括滑台气缸209和第二直线滑轨210，滑台气缸209固定在移动板203上，第二直线滑轨210与滑台气缸209固定连接，吸取件205滑动连接在第二直线滑轨210上，在滑台气缸210的驱动下沿着第二直线滑轨210进项上下竖直移动。

吸取件205用于在滑台气缸206的驱动下对电池进行吸取和投料。吸取件205包括吸盘固定板211和多个第一吸盘212。吸盘固定板211与第二直线滑轨210滑动连接，用于安装第一吸盘212。

另外，本发明还在移动板203上设置有第一真空压力表213，用于测量和控制滑台气缸209的压力值。第二底板201上同样也设置有214第二护线链，用于保护投入机构200中的气管和线路。

本发明的移栽搬送机构300包括第一驱动机构301、机械手安装板302和多个机械手303，机械手安装板302与第一驱动机构301滑动相连，用于安装机械手303，且在第一驱动机构301的驱动下进行水平移动到指定工位上去。第一驱动机构301可采用电缸。本发明实施例中，在机械手安装板302上安装有两个机械手303。

另外，机械手安装板302上还设置有多个第二真空压力表(图未示)，用于测量第二驱动机构305的压力值。

机械手303用于进行电池的吸取和投放动作，每个机械手303包括第二驱动机构305、移栽件安装板306和多个移栽件307，移栽件安装板306与第二驱动机构305相连，用于安装移栽件307，移栽件307安装在移栽件安装板306上，移栽件307在第二驱动机构305的驱动下将指定工位上的电池或铝膜吸取或将吸取的铝膜投放到指定工位上去。本发明实施例中，在移栽件安装板上306安装有两个移栽件307。当然，机械手安装板上302的机械手303的设置数量以及移栽件安装板306上的移栽件307的安装数量可按照实际情况进行调整。

每个移栽件307包括吸盘安装板308和多个第二吸盘309，吸盘安装板308与移栽件安装板306固定相连，第二吸盘309安装在吸盘安装板308的下方。第二吸盘309由第二驱动机构305驱动对电池进行吸取和投放。第二驱动机构305可采用滑台气缸。

另外，第一驱动机构301上还设置有第三护线链310，用于保护移栽搬送机构300中所要用到的气管和线路。第三护线链310通过护线链支架311安装在第一驱动机构301上。

第一驱动机构301上还固定安装有多根支柱312，用于对整个移栽搬送机构进行支撑，每根支柱下端固定有一底座313。

本发明的密封机构400用于对注液后的电池进行二次密封。结合图1～图3所示，本发明电池二次密封机的密封机构400包括密封罩壳401、密封腔体402、剪气泡机构403、抽真空组件404和加热密封机构405，密封罩壳401罩在密封腔体402外，对密封腔402体进行密封，使密封腔体402内形成一可供抽真空的密封空间，密封罩壳401包括密封盖板423、直线导轨424、导向轮425、第一移动板426、第二移动板427、拉簧428和调整安装块429，导向轮425，第一移动板426、第二移动板427，密封盖板423和拉簧428固定在一起。密封腔体402上设置一拨叉件422，密封罩壳401通过该拨叉件422与密封腔体402密封连接。

密封罩壳401的工作原理是：第一驱动件407带动拨叉件422前后移动，拨叉件422再带动导向轮425沿直线导轨424前后动作，来完成密封腔的关闭动作。当拨叉件422带动密封罩壳401到调整安装块429的时候密封盖板423内的密封腔上面有差不多1mm的高度，再通过真空将密封盖板423拉下盖住密封。该动作为了密封盖板423能够顺利打开和关闭密封腔。

密封腔体402形成于一固定板406上，剪气泡机构403位于密封腔体402内，用于自动将电池上的气泡剪破。剪气泡机构403包括第一驱动件407、破口剪刀408和第二驱动件409，第一驱动件407水平固定在固定板406上，破口剪刀408与第一驱动件407滑动连接，破口剪刀408在第一驱动件407的驱动下进行前后水平移动。第二驱动件409与破口剪刀408相连，用于驱动破口剪刀的刀片410打开或闭合。即第一驱动件407和第二驱动件409配合驱动破口剪刀408剪破电池上的气泡。实施时，第一驱动件407可采用导杆气缸，第二驱动件409可采用手指气缸。

抽真空组件404用于对密封腔体402进行抽真空。本发明实施例中将抽真空装置设置在固定板406的下端，抽真空装置包括真空泵(图未示)、电磁阀411和消声器412，真空泵通过真空管路413与密封腔体402内相通，密封腔体402内的固定板406上设置有过滤板414，过滤板414与真空管路413相通，用于对真空中的杂质进行过滤，避免进入密封腔体402影响电池的生产质量。电磁阀411和消声器412均设置在真空泵和密封腔体402之间的真空管路413上，电磁阀411用于调节和控制密封腔体402内的真空度，消声器412用于降低抽真空过程中产生的噪声，避免产生噪声污染。

加热密封机构405用于对真空排气泡后的电池进行加热密封。加热密封机构405包括第三驱动件415以及至少一组设置在密封腔体402内的加热块组件416，本发明实施例中设置了两组加热块组件416。每组加热块组件416包括下加热块418和与下加热块418相对的上加热块417，第三驱动件415固定在固定板406的下端，且与下加热块418相连，驱动下加热块418与上加热块417进行贴合，从而对位于两者之间的电池进行加热密封。当然实施时也可将第三驱动件415与上加热块417相连，驱动上加热块417移动，而下加热块418固定。第三驱动件415可选用气缸。

第三驱动件415与下加热块418之间还设置有导向组件419，用于对下加热块418的移动提供直线导向。导向组件419包括导向轴420和直线轴承421，直线轴承421设置在固定板406上，导向轴420一端与第三驱动件415固定相连，另一端穿过直线轴承421且与下加热块418相连。

本发明的排料机构500用于将经二次密封后的电池最后排出。如图所示，本发明的排料机构500采用现有的电机501、传送带502以及加上与电机501相连的主动轮503和从动轮504的结构，即传送带502在电机501驱动下将经密封及短路测试后的电池从密封机上输出。

机架600包括上机架601和下机架602，过渡投料机构、移栽搬送机构300、密封机构400和排料机构500均位于上机架601内。

本发明的工作过程为：过渡机构100将电池移送过渡到投入机构200处，投入机构200将电池搬送投入到各个密封机构400的密封腔内，密封罩壳401将密封腔体402密封，破口剪刀408向靠近电池方向移动对电池进行剪气泡，然后真空泵启动对密封腔体402进行抽真空排气泡，抽真空结束后，电池进入上、下加热块417，418之间进行加热密封，最后由移栽搬送机构300将密封后的电池搬送到排料机构500上自动排出。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电池二次密封机，其特征在于，其包括过渡投料机构、移栽搬送机构、多个密封机构以及排料机构，所述过渡投料机构包括过渡机构和投入机构，所述过渡机构包括第一水平驱动件和与所述第一水平驱动件滑动相连的基准板，所述基准板在所述第一水平驱动件的驱动下移送电池到所述投入机构下方；所述投入机构包括第二水平驱动件和吸取件；所述密封机构包括密封腔体、位于所述密封腔体内的剪气泡机构、抽真空组件和加热密封机构，所述吸取件在所述第二水平驱动件的驱动下搬送电池并将其投入到所述密封腔体内，所述剪气泡机构、抽真空组件和加热密封机构对电池分别进行剪气泡、真空排气泡和加热密封；所述移栽搬送机构将电池从一个所述密封腔体内移送到另一个所述密封腔体内，以及将密封完成后的电池移送到所述排料机构上排出。

2.根据权利要求1所述的电池二次密封机，其特征在于，所述投入机构还包括与所述第二水平驱动件相连的移动板、安装在所述移动板上的竖直驱动件，所述吸取件与所述竖直驱动件滑动相连。

3.根据权利要求2所述的电池二次密封机，其特征在于，所述第二水平驱动件包括无杆气缸和第一直线滑轨，所述无杆气缸与所述移动板相连，所述移动板通过滑块设置于所述第一直线滑轨上且沿所述第一直线滑轨进行水平移动。

4.根据权利要求2所述的电池二次密封机，其特征在于，所述竖直驱动件包括安装在所述移动板上的滑台气缸和安装在所述滑台气缸上的第二直线滑轨，所述吸取件与所述第二直线滑轨滑动连接。

5.根据权利要求4所述的电池二次密封机，其特征在于，所述吸取件包括吸盘固定板和固定在吸盘固定板上的多个吸盘，所述吸盘固定板与所述第二直线滑轨滑动连接。

6.根据权利要求1所述的电池二次密封机，其特征在于，所述剪气泡机构包括第一驱动件、与所述第一驱动件水平滑动连接的破口剪刀和与所述破口剪刀固定相连的第二驱动件。

7.根据权利要求1所述的电池二次密封机，其特征在于，所述抽真空组件包括真空泵和电磁阀，所述真空泵通过真空管路与所述密封腔体内相通，所述电磁阀设置在所述真空管路上。

8.根据权利要求1所述的电池二次密封机，其特征在于，所述加热密封机构包括第三驱动件以及至少一组设置在所述密封腔体内的加热块组件，每组所述加热块组件包括下加热块和与所述下加热块相对的上加热块，且所述下加热块与所述第三驱动件相连，在所述第三驱动件的驱动下与所述上加热块配合对电池进行加热密封。

9.根据权利要求1所述的电池二次密封机，其特征在于，所述排料机构包括电机、传送带、与所述电机相连的主动轮和从动轮，所述传送带在所述电机驱动下输出经密封后的电池。

10.根据权利要求1所述的电池二次密封机，其特征在于，所述电池二次密封机还包括机架，所述机架包括上机架和下机架，所述过渡移栽机构、密封机构、移栽搬送机构以及排料机构均位于所述下机架内。