CN106785070B - 一种锂离子电池的快速包膜装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池的快速包膜装置及其方法，包括并排设置的两条环形循环链和用于输送锂离子电池的进料传送带、下料传送带，所述环形循环链、进料传送带和下料传送带同方向间歇运行，位于两条环形循环链之间位置垂直对称设置一对绝缘膜卷芯，所述环形循环链的顶端面等间距地固设有用于夹持锂离子电池两端的端夹持装置；位于绝缘膜卷芯和下料传送带之间按环形循环链运行方向依次固设有大侧面贴膜机构、激光切割器、小侧面贴膜机构、折角机构、侧夹持机构和端面贴膜机构。发明实现锂离子电池连续、快速包膜，速度快且可有效保证质量，从而大大提高锂离子电池的制造效率并具有良好的操作性、安全性。

Description

一种锂离子电池的快速包膜装置及其方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言涉及一种锂离子电池的快速包膜装置及其方法。

背景技术

目前锂离子电池多采用方形铝壳结构，在其制造完成后为了防止电池在后续的运输及组装过程中出现表面划伤，也为了保证电池在未被使用的时候不出现漏电等现象，一般在制备完成的电池的表面包上一层具有单侧粘性的绝缘膜，这样也能起到防水、防尘的作用，从而更好的保护电池。

但目前现有的电池包膜机的自动化程度低，需要夹爪进行机械式往复拉膜，其生产连续性差；另外，由于整个包膜工位分置在不同高度，不在一个平面，需夹具机械手多次搬运，浪费时间；缺少缓存工位，会造成来料等待现象，不利于生产效率的提高，难以进行大批量的生产。

因此，非常需要一种能够同时克服上述缺陷、提高劳动生产率的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池的快速包膜装置及其方法，实现锂离子电池的自动高效包膜。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种锂离子电池的快速包膜装置，包括并排设置的两条环形循环链和用于输送锂离子电池的进料传送带、下料传送带，所述环形循环链、进料传送带和下料传送带同方向间歇运行，位于两条环形循环链之间位置垂直对称设置一对绝缘膜卷芯，所述环形循环链的顶端面等间距地固设有用于夹持锂离子电池两端的端夹持装置；

位于绝缘膜卷芯和下料传送带之间按环形循环链运行方向依次固设有：

大侧面贴膜机构，将绝缘膜粘贴到锂离子电池的大侧面；

激光切割器，将两两锂离子电池之间的绝缘膜进行切割；

小侧面贴膜机构，将切割后位于锂离子电池小侧面两侧的绝缘膜向中间折后粘贴在其小侧面上；

折角机构，将位于锂离子电池端部的小侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

侧夹持机构，用于夹持锂离子电池的两小侧面；

和端面贴膜机构，将位于锂离子电池端部的大侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部。

进一步方案，所述端夹持装置对称设置在锂离子电池的两端，其包括顶推气缸，所述顶推气缸的活塞端固设有水平设置的夹持气缸，所述夹持气缸的活塞杆伸出后夹持住锂离子电池的两端部。

进一步方案，所述大侧面贴膜机构包括用于牵引绝缘膜的张力辊和用于贴绝缘膜的贴膜辊，所述张力辊、贴膜辊位于锂离子电池的上、下方对称设置；所述贴膜辊与锂离子电池的大侧面相切，且绕着其自身的中心轴进行线性转动。

进一步方案，所述小侧面贴膜机构对称设置在锂离子电池的上、下方，其包括垂直气缸，所述垂直气缸的活塞杆端部固设有支架板，所述支架板的外侧垂对称固设有直于活塞杆的两个侧圆杆，两个侧圆杆之间的距离正好能将锂离子电池的两小侧面卡扣住。

进一步方案，所述折角机构对称设置在锂离子电池的上、下方，其包括折角气缸，所述折角气缸的活塞端固设有侧移器，所述侧移器包括沿着其壳体顶端面上的折角滑槽异向移动的两个折角杆，所述折角杆的顶端套设有绕着折角杆转动的折角圆球。

进一步方案，所述端面贴膜机构包括对称设置在锂离子电池两端的端面贴膜气缸，所述端面贴膜气缸的活塞端平行固设有两顶杆，所述顶杆的端部固设有套筒，所述套筒内套设的自由转动的端圆杆。

进一步方案，所述侧夹持机构包括对称设置在锂离子电池两端的侧夹持气缸所述侧夹持气缸的活塞端固定设有侧移机，所述侧移机包括沿其箱体顶端面上的夹爪滑槽异向移动的两个活塞杆，所述活塞杆的端部固设有夹爪。

本发明的另一个发明目的是采用上述锂离子电池的快速包膜装置的包膜方法，其包括以下步骤：

（1）将待包膜的锂离子电池放到进料传送带上，设置在环形循环链上端夹持装置依次将锂离子电池的两端部夹持住并送入大侧面贴膜机构中；

（2）大侧面贴膜机构将绝缘膜卷芯上的绝缘膜连续地粘贴到锂离子电池的大侧面；

（3）环形循环链继续前进，端夹持装置带动锂离子电池经过激光切割器时，激光切割器对两两电池之间的绝缘膜进行切割，使电池的上、下大侧面上的绝缘膜为等距片段状态；

（4）端夹持装置带动锂离子电池到达小侧面贴膜机构，其将切割后位于锂离子电池小侧面两侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池的小侧面上；

（5）端夹持装置带动锂离子电池到达折角机构，其将位于锂离子电池端部的小侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

（6）端夹持装置带动锂离子电池到达端面贴膜机构，侧夹持机构先夹持住锂离子电池的两小侧面，端夹持装置松开电池后，端面贴膜机构将位于锂离子电池端部的大侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

（7）端面贴膜机构回位后，端夹持装置夹持住锂离子电池的两端，侧夹持机构松开，最后由端夹持装置将锂离子电池送到下料传送带上，完成一个电池的包膜工作。

本发明中的端夹持装置是对称固定在两条环形循环链上，随其做间歇运动并沿其均匀分布；进料传送带和下料传送带分别设在环形循环链的两端中间，进料传送带将电池输送过来时，端夹持装置将电池的两端夹持住后，随环形循环链间歇前移，依次通过大侧面贴膜机构、激光切割器、小侧面贴膜机构、折角机构、侧夹持机构和端面贴膜机构，从而实现将绝缘膜包覆在电池的外表面。

本发明的绝缘膜是卷绕在绝缘膜卷芯上，其具有单侧粘性，即绝缘膜与锂离子电池贴合的一面具有粘性。

本发明能够方便的实现电池连续、高效包膜，无需机械式的往复拉膜运动，而且各工位衔接紧密，夹持装置可循环利用，因此不会产生包膜等待时间，大大提高了生产效率。

本发明中绝缘膜是连续走带的，利用激光切割绝缘膜，其比传统方式的刀切更加高效，同时实现了电池大侧面贴膜—小侧面贴膜—端面折角—端面贴膜的高效衔接，可大大提高包膜效率。

本发明的装置布局紧凑、结构简单合理，即使在长期使用后仍具有良好的性能表现，可有效降低电池制造成本，提高电池制造企业的竞争力。

附图说明

图1是本发明中锂离子电池的包膜顺序示意图；

图2是本发明的包膜装置的侧视图；

图3是本发明的端夹持装置的布置图；

图4是本发明中的端夹持装置的结构示意图；

图5是本发明中的大侧面贴膜机构和激光切割装置的布置图；

图6是本发明中的小侧面贴膜机构的布置图；

图7是本发明中的小侧面贴膜机构的结构示意图；

图8是本发明中的折角机构、端面贴膜机构和侧夹持装置的布置图；

图9是本发明中的折角机构的结构示意图；

图10是本发明中的端面贴膜机构的结构示意图；

图11是本发明中的侧夹持装置的结构示意图。

图中：1-锂离子电池，2-绝缘膜，3-进料传送带，4-大侧面贴膜机构，41-张力辊，42-贴膜辊；5-激光切割器，6-小侧面贴膜机构，61-垂直气缸，62-支架板，63-侧圆杆；7-折角机构，71-折角气缸，72-折角杆，73-折角圆球，74-折角滑槽，75-侧移器；8-端面贴膜机构，81-端面贴膜气缸，82-顶杆，83－套筒，84－端圆杆；9-侧夹持机构，91-侧夹持气缸，92-活塞杆，93-夹爪，94-夹爪滑槽，95－侧移机；10-端夹持装置，101-顶推气缸，102-夹持气缸；11-环形循环链，12-绝缘膜卷芯，13-下料传送带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图2所示，一种锂离子电池的快速包膜装置，包括并排设置的两条环形循环链11和用于输送锂离子电池1的进料传送带3、下料传送带13，所述环形循环链11、进料传送带3和下料传送带13同方向间歇运行，位于两条环形循环链11之间位置垂直对称设置一对绝缘膜卷芯12，所述环形循环链11的顶端面等间距地固设有用于夹持锂离子电池两端的端夹持装置10；

位于绝缘膜卷芯12和下料传送带13之间按环形循环链11运行方向依次固设有：

大侧面贴膜机构4，将绝缘膜2粘贴到锂离子电池的大侧面；

激光切割器5，将两两锂离子电池之间的绝缘膜进行切割；

小侧面贴膜机构6，将切割后位于锂离子电池小侧面两侧的绝缘膜向中间折后粘贴在其小侧面上；

折角机构7，将位于锂离子电池端部的小侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

侧夹持机构9，用于夹持锂离子电池的两小侧面；

和端面贴膜机构8，将位于锂离子电池端部的大侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部。

如图3、4所示，端夹持装置10的底端固定在环形循环链11上，且一一对称设置在锂离子电池1的两端，其包括顶推气缸101，所述顶推气缸101的活塞端固设有水平设置的夹持气缸102，所述夹持气缸102的活塞杆伸出后夹持住锂离子电池1的两端部。

如图5所示，大侧面贴膜机构4包括用于牵引绝缘膜2的张力辊41和用于贴绝缘膜的贴膜辊42，所述张力辊41、贴膜辊42位于锂离子电池的上、下方对称设置；所述贴膜辊42与锂离子电池1的大侧面相切，且绕着其自身的中心轴进行线性转动；随着端夹持装置10移动，张力辊41拉动绝缘膜2从绝缘膜卷芯12上松开，再通过贴膜辊42的滚动式挤压，将绝缘膜2粘贴在锂离子电池的大侧面，并排空将绝缘膜与电池端面之间的空气，使绝缘膜粘贴的更牢固；

如图6、7所示，小侧面贴膜机构6对称设置在锂离子电池1的上、下方，其包括垂直气缸61，所述垂直气缸61的活塞杆端部固设有支架板62，所述支架板62的外侧垂对称固设有直于活塞杆的两个侧圆杆63，两个侧圆杆63之间的距离正好能将锂离子电池1的两小侧面卡扣住。

如图8、9所示，折角机构7对称设置在锂离子电池1的上、下方，其包括折角气缸71，所述折角气缸71的活塞端固设有侧移器75，所述侧移器75包括沿着其壳体顶端面上的折角滑槽74异向移动的两个折角杆72，所述折角杆72的顶端套设有绕着折角杆72转动的折角圆球73。

如图8、10所示，端面贴膜机构8包括对称设置在锂离子电池1两端的端面贴膜气缸81，所述端面贴膜气缸81的活塞端平行固设有两顶杆82，所述顶杆82的端部固设有套筒83，所述套筒83内套设的自由转动的端圆杆84。

如图8、11所示，侧夹持机构9包括对称设置在锂离子电池1两端的侧夹持气缸91，所述侧夹持气缸91的活塞端固定设有侧移机95，所述侧移机95包括沿其箱体顶端面上的夹爪滑槽94异向移动的两个活塞杆92，所述活塞杆92的端部固设有夹爪93。

本发明的工作过程为：

1、待包膜的锂离子电池随进料传送带运动，随环形循环链间歇运动的端夹持装置运动到夹持工位后开始动作，其顶推气缸驱动夹持气缸上升，两两相对的夹持气缸同时动作而夹紧锂离子电池。

2、端夹持装置夹持住电池并将其送入大侧面贴膜机构，绝缘膜卷芯上的绝缘膜穿过张力辊拉伸并绷紧，从而使绝缘膜保持一定张力；随着端夹持装置的继续移动，张力辊拉动绝缘膜从绝缘膜卷芯上松开，再通过贴膜辊将绝缘膜粘贴在锂离子电池的大侧面，由于贴膜辊与电池表面相切、且绕自身中心轴线转动，从而通过贴膜辊的滚动式挤压，将绝缘膜与电池端面之间的空气，使绝缘膜粘贴的更充分；则完成电池上、下大侧面的贴膜，此时电池的上、下大侧面绝缘膜仍为连续状态。

3、端夹持装置继续带动电池经过激光切割器，将两两锂离子电池之间的绝缘膜进行切割，则电池的上、下大侧面绝缘膜均为等距片段状态。

4、端夹持装置继续带动电池经过小侧面贴膜机构，则对称位于锂离子电池上、下方的小侧面贴膜机构的垂直气缸先后动作，通过驱动其支架板伸出而使侧圆杆沿着锂离子电池的小侧面移动，将切割后位于锂离子电池小侧面两侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池的小侧面上；此处不限定两垂直气缸运动的先后顺序。

5、锂离子电池被夹持到折角机构，折角气缸驱动折角杆伸长运动，促使安装在折角杆端部的折角圆球插入到相邻锂离子电池的间隙中，然后侧移器控制两折角杆沿折角滑槽做相向运动，则折角圆球沿着锂离子电池的端部向中间运行，因其与电池端面相切转动而将位于锂离子电池端部的小侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部。

6、当折角机构恢复到初始状态后，端夹持装置再将电池送入端面贴膜机构。侧夹持机构中的侧夹持气缸动作，驱使夹爪伸长而插入到相邻锂离子电池的间隙中，侧移机驱动先顶杆带动夹爪在夹爪滑槽相向移动，而夹紧锂离子电池；然后松开端夹持装置并回位，则此时端面贴膜机构中的端面贴膜气缸工作，驱使端圆杆伸长并绕着套筒转动，从而将位于锂离子电池端部的大侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部，并排空绝缘膜中的空气，使粘贴的更牢固；本步骤中也不限定两个端面贴膜气缸运动的先后顺序。

7、端面贴膜机构回位后，端夹持装置再夹持住锂离子电池的两端，然后侧夹持机构松开、回位，最后由端夹持装置将锂离子电池送到下料传送带上，完成一个电池的包膜工作。

然后夹持装置恢复初始状态并沿着环形循环链进行循环作业。

如图1所示，本发明的包膜方法，锂离子电池1的上、下大侧面首先接触绝缘膜2带有粘性的一侧，然后依次进行小侧面贴膜、端面折角，最后再进行端面贴膜，从而完成整个包膜流程。

一种锂离子电池的快速包膜方法，其包括以下步骤：

（1）将待包膜的锂离子电池1放到进料传送带3上，设置在环形循环链11上端夹持装置10依次将锂离子电池1的两端部夹持住并送入大侧面贴膜机构4中；

（2）大侧面贴膜机构4将绝缘膜卷芯12上的绝缘膜2连续地粘贴到锂离子电池1的大侧面；

（3）环形循环链11继续前进，端夹持装置10带动锂离子电池1经过激光切割器5时，激光切割器5对两两电池之间的绝缘膜进行切割，使电池的上、下大侧面上的绝缘膜为等距片段状态；

（4）端夹持装置10带动锂离子电池1到达小侧面贴膜机构6，其将切割后位于锂离子电池小侧面两侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池的小侧面上；

（5）端夹持装置10带动锂离子电池1到达折角机构7，其将位于锂离子电池端部的小侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

（6）端夹持装置10带动锂离子电池1到达端面贴膜机构8，侧夹持机构9先夹持住锂离子电池1的两小侧面，端夹持装置10松开电池后，端面贴膜机构8将位于锂离子电池端部的大侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

（7）端面贴膜机构8回位后，端夹持装置10夹持住锂离子电池1的两端，侧夹持机构9松开，最后由端夹持装置10将锂离子电池1送到下料传送带13上，完成一个电池的包膜工作。

本发明能够方便的实现电池连续、高效包膜，无需机械式的往复拉膜运动，而且各工位衔接紧密，夹持装置可循环利用，因此不会产生包膜等待时间，大大提高了生产效率，并具有良好的操作性、安全性。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种锂离子电池的快速包膜装置，包括并排设置的两条环形循环链（11）和用于输送锂离子电池（1）的进料传送带（3）、下料传送带（13），所述环形循环链（11）、进料传送带（3）和下料传送带（13）同方向间歇运行，位于两条环形循环链（11）之间位置垂直对称设置一对绝缘膜卷芯（12），其特征在于：所述环形循环链（11）的顶端面等间距地固设有用于夹持锂离子电池两端的端夹持装置（10）；

位于绝缘膜卷芯（12）和下料传送带（13）之间按环形循环链（11）运行方向依次固设有：

大侧面贴膜机构（4），将绝缘膜（2）粘贴到锂离子电池的大侧面；

激光切割器（5），将两两锂离子电池之间的绝缘膜进行切割；

小侧面贴膜机构（6），将切割后位于锂离子电池小侧面两侧的绝缘膜向中间折后粘贴在其小侧面上；

折角机构（7），将位于锂离子电池端部的小侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

侧夹持机构（9），用于夹持锂离子电池的两小侧面；

和端面贴膜机构（8），将位于锂离子电池端部的大侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

所述端夹持装置（10）对称设置在锂离子电池（1）的两端，其包括顶推气缸（101），所述顶推气缸（101）的活塞端固设有水平设置的夹持气缸（102），所述夹持气缸（102）的活塞杆伸出后夹持住锂离子电池（1）的两端部；

所述侧夹持机构（9）包括对称设置在锂离子电池（1）两端的侧夹持气缸（91），所述侧夹持气缸（91）的活塞端固定设有侧移机（95），所述侧移机（95）包括沿其箱体顶端面上的夹爪滑槽（94）异向移动的两个活塞杆（92），所述活塞杆（92）的端部固设有夹爪（93）。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的快速包膜装置，其特征在于：所述大侧面贴膜机构（4）包括用于牵引绝缘膜（2）的张力辊（41）和用于贴绝缘膜的贴膜辊（42），所述张力辊（41）、贴膜辊（42）位于锂离子电池的上、下方对称设置；所述贴膜辊（42）与锂离子电池（1）的大侧面相切，且绕着其自身的中心轴进行线性转动。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的快速包膜装置，其特征在于：所述小侧面贴膜机构（6）对称设置在锂离子电池（1）的上、下方，其包括垂直气缸（61），所述垂直气缸（61）的活塞杆端部固设有支架板（62），所述支架板（62）的外侧垂对称固设有直于活塞杆的两个侧圆杆（63），两个侧圆杆（63）之间的距离正好能将锂离子电池（1）的两小侧面卡扣住。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的快速包膜装置，其特征在于：所述折角机构（7）对称设置在锂离子电池（1）的上、下方，其包括折角气缸（71），所述折角气缸（71）的活塞端固设有侧移器（75），所述侧移器（75）包括沿着其壳体顶端面上的折角滑槽（74）异向移动的两个折角杆（72），所述折角杆（72）的顶端套设有绕着折角杆（72）转动的折角圆球（73）。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的快速包膜装置，其特征在于：所述端面贴膜机构（8）包括对称设置在锂离子电池（1）两端的端面贴膜气缸（81），所述端面贴膜气缸（81）的活塞端平行固设有两顶杆（82），所述顶杆（82）的端部固设有套筒（83），所述套筒（83）内套设的自由转动的端圆杆（84）。

6.一种采用如权利要求1所述的锂离子电池的快速包膜装置的包膜方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、将待包膜的锂离子电池（1）放到进料传送带（3）上，设置在环形循环链（11）上端夹持装置（10）依次将锂离子电池（1）的两端部夹持住并送入大侧面贴膜机构（4）中；

（2）、大侧面贴膜机构（4）将绝缘膜卷芯（12）上的绝缘膜（2）连续地粘贴到锂离子电池（1）的大侧面；

（3）、环形循环链（11）继续前进，端夹持装置（10）带动锂离子电池（1）经过激光切割器（5）时，激光切割器（5）对两两电池之间的绝缘膜进行切割，使电池的上、下大侧面上的绝缘膜为等距片段状态；

（4）、端夹持装置（10）带动锂离子电池（1）到达小侧面贴膜机构（6），其将切割后位于锂离子电池小侧面两侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池的小侧面上；

（5）、端夹持装置（10）带动锂离子电池（1）到达折角机构（7），其将位于锂离子电池端部的小侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

（6）、端夹持装置（10）带动锂离子电池（1）到达端面贴膜机构（8），侧夹持机构（9）先夹持住锂离子电池（1）的两小侧面，端夹持装置（10）松开电池后，端面贴膜机构（8）将位于锂离子电池端部的大侧面侧的绝缘膜向中间折后粘贴在电池端部；

（7）、端面贴膜机构（8）回位后，端夹持装置（10）夹持住锂离子电池（1）的两端，侧夹持机构（9）松开，最后由端夹持装置（10）将锂离子电池（1）送到下料传送带（13）上，完成一个电池的包膜工作。

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