CN104409777A - 电池冷热压机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电池冷热压机，包括机架、工作台、送料机构、移栽机构、受台搬送机构、冷热压机构和排料机构，送料机构将待热压的电池移送到受台搬送机构处，由移栽机构将送料机构上的电池抓取放入受台搬送机构上，受台推拉机构推送带有电池的承放台到冷热压机构内进行冷热压，并将冷热压完成的电池从冷热压机构内拉出；最后再由移栽机构将冷热压完成的电池抓取到排料机构上排出。本发明集电池冷热压工序中的自动送料、冷热压、排料过程于一体，实现了电池冷热压过程的全自动化，提高了工作效率；避免了人工多次触摸电池使电池表面损伤，提高了产品质量；同时减小了人力和物力的使用，降低生产成本，能够满足大规模生产的要求。

Description

电池冷热压机

技术领域

本发明涉及锂电池的生产加工设备领域，尤其是涉及一种全自动的电池冷热压机。

背景技术

在锂电池生产中，电池在顶侧封或化成后，会进行冷热压等工序，主要用于聚合物锂电池利用加热和压力让电池材料和电解液产生化学反应，稳定电池的性能，电池的外观整形。

目前市场上没有自动完成该工序设备，现有的冷热压机是人工将电池一个一个的放入模具然后加热加压，而且压力值不理想，产品由人工操作，增加了工序的累计和效率缓慢，而且有非常大的安全隐患。

而且，传统的冷热压工序是上下压多个电池，这些传统工艺在冷热处理中的电池受力和受热不均匀，限制了电池使用，使得电池在冷热压后单个电池厚度一致性上较差，并且在人力物力上浪费较大。另外，在对锂离子电池的电芯进行冷热压加工时需要分别在不同的设备上进行冷热压成型和热压成型的工作，其生产效率低，原料的损耗大，无法满足大规模生产的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电池冷热压机，集电池送料、冷热压、排料过程于一体，以实现电池冷热压工序的完全自动化。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种电池冷热压机，包括工作台以及位于所述工作台上的送料机构、移栽机构、受台搬送机构、冷热压机构和排料机构，所述受台搬送机构与所述冷热压机构并行设置，所述送料机构和排料机构分别位于所述受台搬送机构的前后两侧，所述移栽机构位于所述送料机构、受台搬送机构和排料机构的上方，所述受台搬送机构包括受台托架、位于所述受台托架下方的受台推拉机构和与所述受台推拉机构滑动相连的滑缸，所述受台托架上设置有复数个用于承放电池的承放台，所述送料机构将待热压的电池移送到所述受台搬送机构处，由所述移栽机构将所述送料机构上的电池抓取放入所述受台搬送机构的承放台上，所述受台推拉机构推送带有电池的承放台到所述冷热压机构内进行冷热压，并将冷热压完成的电池从冷热压机构内拉出；所述移栽机构将冷热压完成的电池抓取到所述排料机构上排出。

优选地，所述送料机构与所述排料机构均包括驱动机构和多个用于放置电池的基准板，所述驱动机构包括气缸、滑板和直线导轨，所述气缸与所述滑板相连，所述基准板位于所述滑板上，且每个所述基准板上设置一用于放置电池的凹槽，所述气缸驱动所述滑板连带所述基准板沿所述直线导轨水平滑行到所述受台搬送机构处。

优选地，所述移栽机构包括第一驱动机构、与所述第一驱动机构滑动连接的机械手安装板，所述机械手安装板上安装有多个机械手，每个所述机械手包括一第二驱动机构、与所述第二驱动机构相连的移栽件安装板和安装在所述移栽件安装板上的多个移栽件，所述第一驱动机构驱动所述机械手安装板带动所述移栽件水平移动进行电池的搬送，所述第二驱动机构驱动所述移栽件上下竖直移动进行电池的抓取和投放。

优选地，所述移栽件包括吸盘安装板和安装在所述吸盘安装板下方的多个吸盘，所述吸盘安装板与所述移栽件安装板固定相连。

优选地，所述受台推拉机构包括同步轮驱动机构和与所述同步轮驱动机构相连的推拉组件，所述同步轮驱动机构驱动所述推拉组件对所述受台托架的承放台进行纵向的来回推拉动作，所述滑缸驱动所述受台推拉机构进行横向滑行动作。

优选地，所述同步轮驱动机构包括驱动电机、同步轮、同步带和芯轴，所述同步轮安装于所述芯轴上，所述推拉组件与所述同步带相连，所述驱动电机驱动所述同步轮带动所述同步带进行传动。

优选地，所述推拉组件包括推拉滚轮、滚轮安装座和直线导轨，所述推拉滚轮抵住所述承放台的底端，且安装在所述滚轮安装座上，所述滚轮安装座与所述直线导轨滑动相连。

优选地，所述冷热压机构包括顶部板、底部板、位于两者之间的多排热压工位以及驱动机构，每排所述热压工位包括至少一个热压组件，所述热压组件包括上热压组件和下热压组件，所述上、下热压组件之间形成热压间隙，所述上热压组件固定在所述顶部板上，所述下热压组件与设置在所述底部板下方的所述驱动机构相连，所述驱动机构驱动所述下热压组件向上压至与所述下热压组件相贴合，完成电池的热压。

优选地，所述上热压组件和下热压组件均包括加热板和加热棒，所述加热棒插入在所述加热板内。

优选地，所述电池冷热压机还包括机架，所述机架包括上机架和下机架，所述工作台、送料机构、移栽机构、受台搬送机构、冷热压机构和排料机构均位于所述上机架内。

本发明的有益效果是：本发明集电池冷热压工序中的自动送料、冷热压、排料过程于一体，实现了电池冷热压过程的全自动化，提高了工作效率；该设备提高了电池的优良性能以及减少产品的不良率；避免了人工多次触摸电池使电池表面损伤，提高了产品质量；同时减小了人力和物力的使用，降低生产成本，能够满足大规模生产的要求。

附图说明

图1是本发明电池冷热压机的立体结构示意图；

图2是本发明去掉上机架后的电池冷热压机的立体结构示意图；

图3是本发明电池冷热压机的送料机构的立体结构示意图；

图4是本发明电池冷热压机的移栽机构的立体结构示意图；

图5是本发明电池冷热压机的受台机构的受台推拉机构的立体结构示意图；

图6是本发明电池冷热压机的冷热压机构的立体结构示意图。

附图标记：

100、送料机构：

101、基准板，102、驱动机构，103、安装板，104、支柱，105、底座，106、凹槽，107、极耳凹槽，108、电池芯凹槽，109、传感器，110、气缸，111、滑板，112、直线导轨，113、限位块，114、护线链，115、调整螺栓，116、液压缓冲器；

200、移栽机构：

201、第一驱动机构，202、机械手安装板，203、机械手，204、真空压力表，205、第二驱动机构，206、移栽件安装板，207、移栽件，208、吸盘安装板，209、吸盘，210、护线链，211、护线链支架，212、支柱，213、底座；

300、受台搬送机构：

301、受台托架，302、受台推拉机构，303、滑缸，304、承放台，305、同步轮驱动机构，306、推拉组件，307、接近传感器，308、驱动电机，309、同步轮，310、同步带，311、芯轴，312、推拉滚轮，313、滚轮安装座，314、直线导轨，315、限位螺钉；

400、冷热压机构：

401、顶部板，402、底部板，403、驱动机构，404、热压组件，405、上热压组件，406、下热压组件，407、热压间隙，408、导向组件，409、导向轴，410、直线轴承，411、加热板，412、加热棒，413、隔热板，414、传感器。

500、排料机构；

600、机架：

601、上机架，602、下机架；

700、工作台。

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冷热压机，主要用于对聚合物锂电池进行冷热压，让电池内的电池材料和电解液产生化学反应，稳定电池的性能，以及对电池的外观进行整形。结合图1和图2所示，本发明的电池冷热压机包括送料机构100、移栽机构200、受台搬送机构300、冷热压机构400、排料机构500、机架600和工作台700，机架600用于对整个冷热压机进行支撑，其包括上机架601和下机架602，送料机构100、移栽机构200、受台搬送机构300、冷热压机构400、排料机构500和工作台700均位于上机架601内。送料机构100将待热压的电池移送到受台搬送机构300处，由移栽机构200将送料机构100上的电池抓取放入受台搬送机构300上，受台推拉机构300推送带有电池的承放台到冷热压机构400内进行冷热压，并将冷热压完成的电池从冷热压机构400内拉出；最后再由移栽机构200将冷热压完成的电池抓取到排料机构500上排出。

送料机构100与排料机构500分别位于受台搬送机构300的前后两侧，分别用于自动上料和自动下料。如图3所示，送料机构100包括多个基准板101、驱动机构102、安装板103、支柱104和底座105，基准板101为电池的载体，即上料前，人工或自动将待冷热压处理的电池放置在基准板101上，每个基准板101上设置一用于放置电池的凹槽106，即电池放置在该凹槽106内。凹槽106包括极耳凹槽107和电池芯凹槽108，即分别对应于电池的极耳和电池芯，凹槽106的形状和大小与电池的形状和大小相匹配。另外，每个基准板101的电池芯凹槽108的底部设置一传感器109。

驱动机构102用于驱动基准板101的移动，其包括气缸110、滑板111和直线导轨112，气缸110和直线导轨112均安装在安装板103上，滑板111与气缸110相连，且滑板111上放置了多个基准板101，气缸110驱动滑板111连带着基准板101沿直线导轨112水平滑行到受台搬送机构位置处。本发明实施例在滑板111上放置了两块基准板101，即一次性能实现两块电池的同时上料，当然，滑板111上基准板101的设置数量可根据实际情况增加或减少。

另外，安装板103上还安装有限位块113和护线链114，在安装板103上定义滑板111的滑行始端和末端，限位块113即安装在靠近滑行末端的位置处，用于确定驱动机构102每一次到位的位置。限位块113上安装有调整螺栓115和液压缓冲器117。

护线链114则用于对送料机构100的气管等管路进行保护。

支柱104竖直固定在安装板103的下端，用于对安装板103进行支撑，本发明实施例在安装板103下端的四个角上分别固定一支柱104。支柱104下端均固定在底座105上，通过该底座105可将整个送料机构100进行整体水平固定到工作台700上。

移栽机构200位于送料机构100、受台搬送机构300和排料机构500的上方，用于在电池冷热压工序中对电池及铝膜自动移栽搬送。如图4所示，本发明的移栽机构200包括第一驱动机构201、机械手安装板202和多个机械手203，机械手安装板202与第一驱动机构201滑动相连，用于安装机械手203，且在第一驱动机构201的驱动下进行水平移动到指定工位上去。第一驱动机构201可采用电缸。本发明实施例中，在机械手安装板202上安装有两个机械手203。

另外，机械手安装板202上还设置有多个真空压力表204，用于测量第二驱动机构205的压力值。

机械手203用于进行电池的吸取和投放动作，每个机械手203包括第二驱动机构205、移栽件安装板206和多个移栽件207，移栽件安装板206与第二驱动机构205相连，用于安装移栽件207，移栽件207安装在移栽件安装板206上，移栽件207在第二驱动机构205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206安装有两个移栽件207。当然，机械手安装板上202的机械手203的设置数量以及移栽件安装板206上的移栽件207的安装数量可按照实际情况进行调整。

每个移栽件207包括吸盘安装板208和多个吸盘209，吸盘安装板208与移栽件安装板206固定相连，吸盘209安装在吸盘安装板208的下方。吸盘209由第二驱动机构205驱动对电池进行吸取和投放。第二驱动机构205可采用滑台气缸。

另外，第一驱动机构201上还设置有护线链210，用于保护移栽机构200中所要用到的气管和线路。护线链210通过护线链支架211安装在第一驱动机构201上。

第一驱动机构201上还固定安装有多根支柱212，用于对整个移栽机构进行支撑，每根支柱下端固定有一底座213。

受台搬送机构300与冷热压机构400并行设置，用于实现将电池承放台自动推送到冷热压机构400中进行冷热压以及将冷热压完成后的电池承放台从冷热压机构400中拉出来的过程。结合图1、图2和图4所示，本发明的受台搬送机构300包括受台托架301、受台推拉机构302和滑缸303，受台托架301用于承放电池，受台托架301上设置有复数个用于承放电池的承放台304，待冷热压或已完成冷热压的电池放置在承放台304上。本发明实施例的承放台304的设置数量与冷热压机的热压工位数量相应，即设置有两排，每排有9个承放台304，受台托架301上总共设置18个承放台304，也就是受台搬送机构300一次性可实现18个电池的冷热压推送。

受台推拉机构302设置在受台托架301下方，用于推动受台托架301上的承放台304到冷热压机400的热压工位上去。受台推拉机构302包括同步轮驱动机构305、推拉组件306和接近传感器307，同步轮驱动机构305用于驱动推拉组件306带动承放台304进行滑行。接近传感器307设置在受台推拉机构302的首末端，用于对推拉组件306的首末滑行位置进行感应。

具体地，同步轮驱动机构305包括驱动电机308、同步轮309、同步带310和芯轴311，芯轴311与驱动电机308相连，同步轮309安装于芯轴311上，驱动电机308驱动芯轴311与同步轮309进行同步旋转，同步带310随着同步轮309的转动而进行传动，推拉组件306与同步带310相连，即同步带310带动推拉组件306进行同步滑行。驱动电机308可采用步进电机。

推拉组件306用于对承放台304进行推拉动作。具体地，推拉组件306包括推拉滚轮312、滚轮安装座313和直线导轨314，推拉滚轮312抵住承放台304的底端，且安装在滚轮安装座313上，滚轮安装座313与直线导轨314滑动相连。同步轮驱动机构305驱动推拉滚轮312沿着直线导轨314进行滑行。推拉滚轮312可选用树脂滚轮。

优选的，推拉组件306的直线导轨314的首末端设置有限位螺钉315，用于对推拉组件306的滑行进行限位。

冷热压机构400利用加热和压力的作用让电池的电池材料和电解液产生化学反应，稳定电池的性能及电池的外观整形。如图6所示，本发明的电池冷热压机的冷热压机构400包括顶部板401、底部板402、多排热压工位和驱动机构403，多排热压工位位于顶部板401和底部板402之间，每排热压工位则至少包括一个热压组件404，本发明实施例在顶部板401和底部板402之间并排设置两排热压工位，每排热压工位排列有9个热压组件404，即本发明可一次性实现18块电池的冷热压，当然，顶部板401和底部板402之间的热压工位的设置排数以及每排热压工位设置的热压组件404的个数可根据实际情况进行设定。

每个热压组件404包括上热压组件405和下热压组件406，下热压组件406位于上热压组件405的下方，且两者之间形成热压间隙407，上热压405组件固定在顶部板401上，下热压组件406与设置在底部板402下方的驱动机构403相连。

热压时，电池放置于下热压组件404上表面上，驱动机构403驱动下热压组件404压向上热压组件405并与上热压组件405相贴合，即热压组件404通过上、下热压组件的贴合对位于热压间隙407内的电池进行冷热压。

另外，为了对下热压组件406的移动增加导向作用，本发明的每个热压组件404还包括一导向组件408，具体地，导向组件408包括导向轴409和直线轴承410，导向轴409竖直位于顶部板401和底部板402之间，直线轴承410套设在导向轴409外，且与下热压组件相连。下热压组件406在驱动机构403的驱动下通过直线轴承410沿着导向轴409进行竖直移动。

每个下热压组件404对应连接一驱动机构403，驱动机构403可采用气缸。

上热压组件405和下热压组件406的结构相同，均包括加热板411和加热棒412，加热板411固定在底部板402上，可优选加热铜板，加热棒412插入在加热板411内，用于对加热板411进行加热。

另外，为了防止加热板411温度过高容易烫伤电池，本发明在加热板411的外围还包裹有隔热板413。

另外，本发明的底部板402上在每个热压组件404处固定设置一传感器414，主要是检测驱动机构403有没有压到位。

排料机构500与送料机构100的结构相同，这里便不再赘述。

本发明的工作过程为：人工或自动将电池投入到送料机构100的凹槽106内，启动冷热压机电源按钮，送料机构100自动搬送电池到移栽机构200的抓取位置，通过移栽机构200上的机械手203将电池自动投料到受台搬送机构300上的1～9号的承放台304上面，再通过受台推拉机构302将1～9号已经放好的电池按顺序推到冷热压机构400里面进行热压，当热压时间完成后再由受台推拉机构302将热压好的电池拉出，然后再由移栽机构200上的机械手203将电池抓取到排料机构上排出，依次循环。

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)

1.一种电池冷热压机，其特征在于，其包括工作台以及位于所述工作台上的送料机构、移栽机构、受台搬送机构、冷热压机构和排料机构，所述受台搬送机构与所述冷热压机构并行设置，所述送料机构和排料机构分别位于所述受台搬送机构的前后两侧，所述移栽机构位于所述送料机构、受台搬送机构和排料机构的上方，所述受台搬送机构包括受台托架、位于所述受台托架下方的受台推拉机构和与所述受台推拉机构滑动相连的滑缸，所述受台托架上设置有复数个用于承放电池的承放台，所述送料机构将待热压的电池移送到所述受台搬送机构处，由所述移栽机构将所述送料机构上的电池抓取放入所述受台搬送机构的承放台上，所述受台推拉机构推送带有电池的承放台到所述冷热压机构内进行冷热压，并将冷热压完成的电池从冷热压机构内拉出；所述移栽机构将冷热压完成的电池抓取到所述排料机构上排出。

2.根据权利要求1所述的电池冷热压机，其特征在于，所述送料机构与所述排料机构均包括驱动机构和多个用于放置电池的基准板，所述驱动机构包括气缸、滑板和直线导轨，所述气缸与所述滑板相连，所述基准板位于所述滑板上，且每个所述基准板上设置一用于放置电池的凹槽，所述气缸驱动所述滑板连带所述基准板沿所述直线导轨水平滑行到所述受台搬送机构处。

3.根据权利要求1所述的电池冷热压机，其特征在于，所述移栽机构包括第一驱动机构、与所述第一驱动机构滑动连接的机械手安装板，所述机械手安装板上安装有多个机械手，每个所述机械手包括一第二驱动机构、与所述第二驱动机构相连的移栽件安装板和安装在所述移栽件安装板上的多个移栽件，所述第一驱动机构驱动所述机械手安装板带动所述移栽件水平移动进行电池的搬送，所述第二驱动机构驱动所述移栽件上下竖直移动进行电池的抓取和投放。

4.根据权利要求3所述的电池冷热压机，其特征在于，所述移栽件包括吸盘安装板和安装在所述吸盘安装板下方的多个吸盘，所述吸盘安装板与所述移栽件安装板固定相连。

5.根据权利要求1所述的电池冷热压机，其特征在于，所述受台推拉机构包括同步轮驱动机构和与所述同步轮驱动机构相连的推拉组件，所述同步轮驱动机构驱动所述推拉组件对所述受台托架的承放台进行纵向的来回推拉动作，所述滑缸驱动所述受台推拉机构进行横向滑行动作。

6.根据权利要求5所述的电池冷热压机，其特征在于，所述同步轮驱动机构包括驱动电机、同步轮、同步带和芯轴，所述同步轮安装于所述芯轴上，所述推拉组件与所述同步带相连，所述驱动电机驱动所述同步轮带动所述同步带进行传动。

7.根据权利要求5所述的电池冷热压机的受台搬送机构，其特征在于，所述推拉组件包括推拉滚轮、滚轮安装座和直线导轨，所述推拉滚轮抵住所述承放台的底端，且安装在所述滚轮安装座上，所述滚轮安装座与所述直线导轨滑动相连。

8.根据权利要求1所述的电池冷热压机，其特征在于，所述冷热压机构包括顶部板、底部板、位于两者之间的多排热压工位以及驱动机构，每排所述热压工位包括至少一个热压组件，所述热压组件包括上热压组件和下热压组件，所述上、下热压组件之间形成热压间隙，所述上热压组件固定在所述顶部板上，所述下热压组件与设置在所述底部板下方的所述驱动机构相连，所述驱动机构驱动所述下热压组件向上压至与所述下热压组件相贴合，完成电池的热压。

9.根据权利要求8所述的电池冷热压机，其特征在于，所述上热压组件和下热压组件均包括加热板和加热棒，所述加热棒插入在所述加热板内。

10.根据权利要求1所述的电池冷热压机，其特征在于，所述电池冷热压机还包括机架，所述机架包括上机架和下机架，所述工作台、送料机构、移栽机构、受台搬送机构、冷热压机构和排料机构均位于所述上机架内。