CN107646153A - 用于电池组的片附接装置 - Google Patents

Abstract

本文披露了一种用于电池组的片附接装置，具体为一种用于将标签片和护套片附接至具有安装在组壳体中的板形电池单元的电池组的片附接装置。所述片附接装置包括第一和第二装载器、第一和第二夹具、第一和第二导向架、第一片附接夹具、旋转器、压辊、传送器和第二片附接夹具。

Description

用于电池组的片附接装置

技术领域

本申请要求于2015年6月10日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请第2015-0081621号的权益，通过引用将上述专利申请的公开内容作为整体结合在此。

本发明涉及一种用于电池组的片附接装置。

背景技术

近年来，可充电和放电的二次电池已被广泛地用作无线移动装置的能源。此外，二次电池已经作为用于电动汽车和混合动力汽车的能源吸引了相当大的关注，二次电池已被开发用于解决由使用化石燃料的汽油和柴油车辆导致的诸如空气污染之类的问题。因此，二次电池因其优点而被应用到越来越多的应用中，将来，二次电池预计将被应用到更多的应用和产品中。

根据电极的构造和电解液，二次电池可被划分为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。具体地，锂离子聚合物电池已被越来越多地使用，因为锂离子聚合物电池的电解液泄漏的可能性很小且容易制造。

根据电池壳体的形状，二次电池可被划分为电极组件安装在圆柱型金属容器内的圆柱型电池、电极组件安装在棱柱型金属容器内的棱柱型电池、以及电极组件安装在由铝层压片制成的袋型壳体内的袋型电池。

诸如笔记本电脑之类的无线装置的最大优点是可携带性，二次电池在改善这类无线装置的可携带性方面起到最重要的作用之一。

二次电池被广泛用作各种不同的电子产品以及各种移动装置的能源。然而，二次电池中包含各种可燃材料。因此，锂二次电池可因二次电池的过充电、二次电池中的过电流或施加至二次电池的外部物理冲击而过热或爆炸。为了解决上述问题，将能够有效地控制诸如二次电池的过充电或二次电池中的过电流之类的二次电池的异常状态的诸如正温度系数(PTC，Positivi Temperature Coefficient)元件和保护电路模块(PCM，ProtecitionCircuit Moudule)之类的安全元件连接至二次电池的电池单元。

装载在电池壳体中的具有诸如安全元件和PCM模块之类的部件的电池组是通过比较复杂的工艺制造的，其中将电极组件安装在电池壳体中，将电解液注入电池壳体中，并将电池壳体密封。将指示电池组的规格的标签贴附至壳体的外侧。

图1是示出用于笔记本电脑的传统的电池组的示意图。

参照图1，电池组10被配置为具有如下结构：其中包括彼此串联和并联连接的多个电池的电池模块被安装在袋型壳体20中，袋型壳体20被盖30覆盖，指示电池组的规格的诸如标签片40之类的片被贴附至袋型壳体20的外侧。

然而，在根据传统技术手动地或使用贴标装置将标签片贴附至二次电池的包装壳体的情况下，夹具(jig)或用于负载夹具的装置需根据电池壳体的尺寸而更换，由此生产率下降。

此外，在电池壳体处形成弯曲部、凹部或凸部的情况下，标签片或护套片的一部分不能紧密贴附至电池壳体。结果，可能在电池壳体和标签片之间形成气泡，或者标签片可能会折叠，由此电池壳体不具有美学上令人满意的外观。

发明内容

技术问题

因此，设计本发明来解决上述问题以及其他尚未解决的技术问题。

具体地，本发明的一个目的是提供一种片附接装置以及一种利用该片附接装置制造的电池组，所述片附接装置利用装载器将具有安装在组壳体中的板形电池单元的电池组装载在传输夹具上，并且将电池组传输至片附接夹具，以将标签片和护套片附接至电池组。

技术方案

根据本发明的一方面，上述和其他目的可通过提供一种用于将标签片和护套片附接至具有安装在组壳体中的板形电池单元的电池组的片附接装置来实现，所述片附接装置包括：

第一装载器和第二装载器，用于沿垂直于地面的方向和沿平行于地面的方向移动电池组以将标签片和护套片附接至电池组；

第一夹具和第二夹具，用于固定由第一装载器和第二装载器移动的电池组；第一导向架和第二导向架，经由子机械手连接至第一夹具和第二夹具，用于将第一夹具和第二夹具导引至处理位置；

第一片附接夹具，用于将标签片附接至装载在第一夹具上的电池组的一个表面；旋转器，用于将具有附接在其一个表面上的标签片的电池组向上和向下旋转180度；

压辊，用于将标签片的尚未附接至电池组的未附接部分按压至电池组的外表面，以将标签片附接至电池组；

传送器，用于传送自第一装载器和第二装载器传输的具有附接于其上的标签片的电池组；和

第二片附接夹具，用于将护套片附接至装载在第二夹具上的具有附接于其上的标签片的电池组的相对表面。

也就是说，根据本发明的用于电池组的片附接装置是一种直线型装置，该装置能够将辊式标签片自动地附接至电池组的护套壳体，因而使间歇时间(Tact Time)减少至6秒以下，从而减少了制造时间和制造成本，该装置能够将标签片附接至一致的位置，从而使附接误差最小化，并且该装置能够防止在电池壳体和标签片之间形成气泡并且防止标签片折叠，从而提高生产率。

在具体的实施例中，电池单元可以是具有安装在棱柱形电池壳体中的电极组件的棱柱形电池单元。

根据本发明，第一装载器可将电池组提供至第一夹具，以将标签片附接至电池组的一个表面，第二装载器可将具有附接于其上的标签片的电池组提供至第二夹具，以将护套片附接至电池组的相对表面。

每个装载器可包括用于感测电池组移动的方向和电池组的尺寸的传感器。

在具体的实施例中，片附接装置可进一步包括：第三装载器，用于基于垂直于地面的方向旋转电池组；和第四装载器，用于将具有附接于其上的护套片的电池组卸载至卸载口。

在上述结构中，已经以水平旋转180度的状态自第三装载器被传输的电池组可沿着传送器被提供至第四装载器。

根据本发明，金属导线可以对应于电池组的尺寸的间隔布置在传送器上。

在一实施例中，传送器可在其侧面处设置有用于固定金属导线的侧栏，以防止电池组与传送器分离。

此外，第一夹具和第二夹具的每一个可在其一个表面处设置用于在电池组移动期间防止电池组与第一夹具和第二夹具分离的凹进台阶。

在这种情况下，第一片附接装置和第二片附接装置的每一个可以是直线型附接单元。

旋转器可包括发射器单元(Transmitter Unit)和接收器单元(Receiver Unit)，发射器单元和接收器单元的每一个可包括具有的尺寸对应于电池组的尺寸的固定部和用于抽吸电池组的抽吸部，发射器单元和接收器单元可以是可旋转的，以使发射器单元的固定部与接收器单元的固定部面向彼此。

在这种情况下，抽吸部可设置有配置成接触电池组的至少一个吸盘。

根据本发明，压辊可包括位于电池组的相对侧上的第一辊和第二辊，且第一辊和第二辊可在移向电池组的中间区域的同时将标签片的尚未附接至电池组的部分附接至电池组的外表面的一部分。

在上述结构中，压辊可进一步包括配置成从电池组的相对侧移向电池组的中间区域的辊压部。

在具体的实施例中，第一辊和第二辊可被配置成独立旋转的。

在这种情况下，第一辊和第二辊可以分开附接的方式附接标签片。

根据本发明，第一片附接夹具可包括：第一按压部，用于基于地面将标签片附接至电池组的一个表面；和第二按压部，第二按压部位于第一按压部的一侧处，用于从电池组的一个表面按压电池组的外边缘。

在具体的实施例中，第二按压部可同时将标签片附接至电池组的四个侧表面。

此外，第一片附接夹具可进一步包括：沿着与第一夹具相对的方向设置的标签片供应部，标签片安装在标签片供应部处。

在具体的实施例中，标签片供应部可包括用于感测形成于标签片中的导向孔的位置的传感器，以便保持供应标签片的方向。

此外，标签片供应部可被配置为具有能够沿着当移除标签片时标签片不被撕裂的方向供应标签片的结构。

根据本发明，第二片附接夹具可包括沿着与装载电池组于其上的第二夹具相对的方向设置的护套片供应部。

在上述结构中，当装载电池组于其上的第一夹具和第二夹具被移动和定位在一致的位置处时，第一片附接夹具或第二片附接夹具可朝向电池组向下移动，以将标签片或护套片附接至电池组。

在具体的实施例中，片附接装置可进一步包括用于供应电池组的电池组供应传送器和用于卸载具有附接于其上的标签片和护套片的电池组的电池组卸载传送器。

在这种情况下，用于使电池组的移动停止的止动器可安装至电池组供应传送器的一端。

在具体的实施例中，片附接装置可进一步包括用于控制的触摸屏。

根据本发明的另一方面，提供一种利用所述片附接装置将标签片和护套片附接至电池组的电池组制造方法。

根据本发明的另一方面，提供一种使用所述方法制造的用于笔记本电脑的电池组。

装置的结构和制造方法在本发明所属的领域中为众所周知的，将省略对其的详细描述。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述将更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：

图1是示出传统的二次电池组的示意图；

图2是示出根据本发明的一个实施方式的用于电池组的片附接装置的平面示意图；

图3是示出根据本发明的一个实施方式的用于电池组的片附接装置的正面示意图；

图4是图2和图3中示出的片附接装置的局部示意图；

图5是图2和图3中示出的旋转器的透视图；

图6是图2和图3中示出的旋转器的正面示意图；

图7是图2和图3中示出的压辊的局部放大示意图；

图8是示出根据本发明的另一实施方式的用于电池组的片附接装置的局部示意图；和

图9是示出根据本发明的另一实施方式的用于电池组的片附接装置的局部示意图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施方式。然而，应注意，本发明的范围不受所说明的实施方式的限制。

图2和图3分别是示出根据本发明的一个实施方式的用于电池组的片附接装置的平面示意图和正面示意图。

参照图2和图3，片附接装置100包括：用于移动电池组110的第一装载器121和第二装载器122；用于固定电池组110的第一夹具131和第二夹具132；用于传输电池组的第一导向架133和第二导向架134；第一片附接夹具141；用于将电池组向上和向下旋转180度的旋转器150；用于将标签片按压和附接至电池组的外表面的压辊170；用于传送电池组的传送器111；和用于将护套片144附接至电池组的第二片附接夹具142。

片附接装置100在电池组110位于位置A至M(按照字母顺序)的状态下执行各个工艺。

为了将标签片143和护套片144附接至电池组110，第一装载器121和第二装载器122沿着垂直于地面的方向移动电池组110且将电池组110水平地移动至用于固定电池组110的第一夹具131和第二夹具132，以使电池组110装载在第一夹具131和第二夹具132上。

第一装载器121将电池组110提供至第一夹具131，以将标签片143附接至电池组110的一个表面。第二装载器122将电池组110提供至第二夹具132，以将护套片144附接至电池组110的相对表面。

片附接装置100进一步包括第三装载器123和第四装载器124，第三装载器123用于基于垂直于地面的方向旋转电池组，第四装载器124用于在将护套片附接至电池组之后将电池组卸载至卸载口。已经以水平旋转180度的状态自第三装载器123传输的电池组110沿着传送器被提供至第四装载器124。

片附接装置100进一步包括用于供应电池组110的电池组供应传送器113和用于卸载具有附接于其上的标签片143和护套片144的电池组的电池组卸载传送器114。

用于使电池组110的移动停止的止动器119安装至电池组供应传送器113的一端。第一装载器121、第二装载器122、第三装载器123和第四装载器124将藉由位于传送器111、112和113的端部处的止动器119停止的电池组110提供至后续工艺。

第一导向架133和第二导向架134经由子机械手181和182连接至第一夹具131和第二夹具132，以将第一夹具131和第二夹具132导引至处理位置。第一导向架133和第二导向架134可通过采用将第一夹具131和第二夹具132导引至相应处理的框架结构而自动化。

传送器111、112和113被配置为在低速旋转的同时将电池组110提供至第一装载器121、第二装载器122和第三装载器123。金属导线118设置在传送器111、112、113和114上，金属导线118在传送器111、112、113和114旋转的方向上以对应于电池组110的尺寸的间隔布置。

传送器111、112、113和114在其侧面处设置有用于固定金属导线118的侧栏117。电池组110在传送器111、112、113和114上移动。

第一夹具131和第二夹具132固定由第一装载器121和第二装载器122移动的电池组110。第一夹具131和第二夹具132在其上表面上设置有凹进台阶(未示出)，以在电池组的移动期间防止电池组与第一夹具和第二夹具分离。

作为直线型附接单元的第一片附接夹具141将标签片143附接至装载在第一夹具131上的电池组110的一个表面。

第一片附接夹具141包括第一按压部146和第二按压部147，第一按压部146用于将标签片143附接至装载在第一夹具131上的电池组110的上表面，第二按压部147位于第一按压部146的一侧处用于从电池组110的一个表面按压电池组110的外边缘。

具体的，当装载电池组110于其上的第一夹具131移动并位于第一按压部146的一致位置时，在此处标签片143附接至电池组，第一按压部146朝电池组110向下移动，以便将标签片143附接至电池组110的上表面。

具有附接至其上表面的标签片143的电池组110以装载在第一夹具131上的状态移动。当电池组110的上表面位于第二按压部147的一致位置处时，第二按压部147朝电池组110向下移动，以便同时将标签片143附接至电池组110的四个侧表面。

也就是说，当第一夹具从第一按压部146顺序移动至第二按压部147时，标签被顺序地附接至电池组110的上表面和四个侧表面。

第一片附接夹具141的侧面具有不同的尺寸，因而即使当电池组的尺寸发生改变时，第一片附接夹具141也可用在所有电池组中。此外，电池组的接线被定位以免干扰标签片附接至电池组。

第二片附接夹具142将护套片144附接至装载在第二夹具132上的其上附接有标签片的电池组的相对表面。第一片附接夹具141将标签片143附接至电池组，而第二片附接夹具142将护套片144附接至电池组。

第一片附接夹具141包括沿着与第一夹具131相对的方向设置的标签片供应部148，第二片附接夹具142包括沿着与第二夹具132相对的方向设置的护套片供应部149。

旋转器150使具有附接至其上表面的标签片143的电池组向上和向下旋转180度。旋转器150包括一对发射器单元151(参见图6)和接收器单元152(参见图6)。旋转器150将电池组的附接标签片143的表面旋转180度。

片附接装置100进一步包括定位器156。定位器156位于旋转器150的接收器单元152(参见图6)的负Z轴方向。定位器156定位已向上和向下旋转180度的电池组110的位置并将电池组110移向压辊170。

当其上附接有标签片143的电池组110藉由旋转器150向上和向下旋转180度时，定位器156定位电池组110的位置。在该过程中，定位器156向电池组110的侧表面施加压力。因此，标签片143牢固地附接至电池组110的侧表面。随后，电池组110被移向压辊170。

压辊170将标签片143的尚未附接至电池组的未附接部分按压至电池组的外表面，以将标签片附接至电池组。压辊170包括位于电池组的相对侧处的第一辊171和第二辊172(参见图7)。

第一辊171和第二辊172在移向电池组的中间区域的同时，将标签片143的尚未附接至电池组的部分附接至电池组的外表面。

图4是图2和图3中示出的片附接装置的示意图。

参照图4，第一片附接夹具141包括沿着与第一夹具131(参见图2)相对的方向设置的标签片供应部148，标签片143安装在标签片供应部148处。标签片143沿着与第一夹具移动的方向垂直的方向(即，负Y轴方向)被提供至标签片供应部148。在标签片被附接至电池组之后，第一片附接夹具141移向标签片供应部148，以将标签片附接至下一电池组。当装载在第一夹具131(参见图2)上的电池组被传输并且在标签片附接位置处停止时，第一片附接夹具141在夹住标签片143的同时移动，以将标签片附接至电池组。

图5和图6是图2和图3中示出的旋转器的正面示意图。

参照图5和图6，旋转器150使其上附接有标签片143的电池组基于平面旋转。发射器单元151和接收器单元152可旋转90度，从而使发射器单元151和接收器单元152的固定部153面向彼此。

发射器单元151和接收器单元152的每一个包括具有的尺寸对应于电池组的尺寸的固定部153和用于抽吸电池组的抽吸部154。

配置为接触电池组的吸盘155安装在抽吸部154的一侧处。抽吸部154的另一侧连接至固定部153。抽吸部154的后表面连接至排气管(未示出)以抽吸电池组。在这种结构中，附接有标签片143的电池组的表面旋转180度。也就是说，发射器单元151的固定部153沿负Z轴方向抽吸电池组，沿Y轴方向旋转90度，并且沿着箭头指示的方向移动。

图7是图2和图3中示出的压辊的局部放大示意图。

参照图7，压辊170包括第一辊171和第二辊172，第一辊171和第二辊172的每一个包括多个辊。第一辊171和第二辊172移向电池组的中间区域。

压辊170设置有配置为从电池组的相对侧移向电池组的中间区域的辊压部173和174。

第一辊171和第二辊172的每一个包括具有不同长度的多个辊，第一辊171和第二辊172单独地旋转以将标签片紧密地附接至电池组110的弯曲区域、凹形区域或凸形区域。

图8是示出根据本发明的另一实施方式的用于电池组的片附接装置的局部示意图。

参照图8，片附接装置200被配置为具有其中第二装载器222将电池组传输至第二夹具232的结构。虚线区域中的装载器的数量减少。除装载器的数量减少之外，图8的结构与图2的结构相同，因此将省略对其的重复描述。

图9是示出根据本发明的另一实施方式的用于电池组的片附接装置的局部示意图。

参照图9，片附接装置300被配置为具有其中旋转器350将电池组传输至第二夹具332的结构。旋转器350使具有附接至其一个表面的标签片的电池组旋转，以将电池组传输至第二夹具332，而不使用装载器。由于在旋转器350和第二夹具332之间不使用装载器，因此空间限制减少，从而提高了生产率。除在旋转器350和第二夹具332之间不使用装载器之外，其结构与图2的结构相同，因此将省略对其的重复描述。

工业实用性

从上述描述显而易见的是，在根据本发明的用于电池组的片附接装置中，标签片通过自动化附接至电池组的外壳，由此可以减少制造时间和制造成本。此外，标签片附接至外壳的一致位置，由此可使附接误差最小化。此外，可以防止在电池组和标签片之间形成气泡并且防止标签片折叠，从而提高生产率。

此外，根据本发明的用于电池组的片附接装置被配置为直线型片附接装置。因此，可以用肉眼观察操作工艺，从而实现易于维修和保养。

尽管为了举例说明的目的描述了本发明的示例性实施方式，但本领域技术人员应当理解，在不脱离如所附权利要求中披露的本发明的范围和精神的情况下可进行各种修改、增加和替换。

Claims (24)

1.一种用于将标签片和护套片附接至具有安装在组壳体中的板形电池单元的电池组的片附接装置，所述片附接装置包括：

第一装载器和第二装载器，用于沿垂直于地面的方向和沿平行于地面的方向移动所述电池组，以将所述标签片和所述护套片附接至所述电池组；

第一夹具和第二夹具，用于固定由所述第一装载器和所述第二装载器移动的所述电池组；

第一导向架和第二导向架，经由子机械手连接至所述第一夹具和所述第二夹具，用于将所述第一夹具和所述第二夹具导引至处理位置；

第一片附接夹具，用于将所述标签片附接至装载在所述第一夹具上的所述电池组的一个表面；

旋转器，用于将具有附接在其一个表面上的所述标签片的所述电池组向上和向下旋转180度；

压辊，用于将所述标签片的尚未附接至所述电池组的未附接部分按压至所述电池组的外表面，以将所述标签片附接至所述电池组；

传送器，用于传送自所述第一装载器和第二装载器传输的具有附接于其上的所述标签片的所述电池组；和

第二片附接夹具，用于将所述护套片附接至装载在所述第二夹具上的具有附接于其上的所述标签片的所述电池组的相对表面。

2.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述电池单元是具有安装在棱柱形电池壳体中的电极组件的棱柱形电池单元。

3.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述第一装载器将所述电池组提供至所述第一夹具，以将所述标签片附接至所述电池组的一个表面，并且其中所述第二装载器将具有附接于其上的所述标签片的所述电池组提供至所述第二夹具，以将所述护套片附接至所述电池组的相对表面。

4.根据权利要求3所述的片附接装置，进一步包括：第三装载器，用于基于垂直于地面的方向旋转所述电池组；和第四装载器，用于将具有附接于其上的所述护套片的所述电池组卸载至卸载口。

5.根据权利要求4所述的片附接装置，其中已经以水平旋转180度的状态自所述第三装载器被传输的所述电池组沿着所述传送器被提供至所述第四装载器。

6.根据权利要求1所述的片附接装置，其中金属导线以对应于所述电池组的尺寸的间隔布置在所述传送器上。

7.根据权利要求6所述的片附接装置，其中所述传送器在其侧面处设置有用于固定所述金属导线的侧栏，以防止所述电池组与所述传送器分离。

8.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述第一夹具和所述第二夹具的每一个在其一个表面处设置用于在所述电池组移动期间防止所述电池组与所述第一夹具和所述第二夹具分离的凹进台阶。

9.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述第一片附接装置和所述第二片附接装置的每一个是直线型附接单元。

10.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述旋转器包括发射器单元和接收器单元，所述发射器单元和所述接收器单元的每一个包括具有的尺寸对应于所述电池组的尺寸的固定部和用于抽吸电池组的抽吸部，并且其中所述发射器单元和所述接收器单元是可旋转的，以使所述发射器单元的固定部与所述接收器单元的固定部面向彼此。

11.根据权利要求10所述的片附接装置，其中所述抽吸部设置有配置成接触所述电池组的至少一个吸盘。

12.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述压辊包括位于所述电池组的相对侧上的第一辊和第二辊，并且其中所述第一辊和所述第二辊在移向所述电池组的中间区域的同时将所述标签片的尚未附接至所述电池组的部分附接至所述电池组的外表面的一部分。

13.根据权利要求12所述的片附接装置，其中所述压辊进一步包括配置成从所述电池组的相对侧移向所述电池组的中间区域的辊压部。

14.根据权利要求12所述的片附接装置，其中所述第一辊和所述第二辊被配置成独立旋转的。

15.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述第一片附接夹具包括：第一按压部，用于基于地面将所述标签片附接至所述电池组的一个表面；和第二按压部，所述第二按压部位于所述第一按压部的一侧处，用于从所述电池组的一个表面按压所述电池组的外边缘。

16.根据权利要求15所述的片附接装置，其中所述第二按压部同时将所述标签片附接至所述电池组的四个侧表面。

17.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述第一片附接夹具包括沿着与所述第一夹具相对的方向设置的标签片供应部，所述标签片安装在所述标签片供应部处。

18.根据权利要求17所述的片附接装置，其中所述标签片供应部包括用于感测形成于所述标签片中的导向孔的位置的传感器，以便保持供应所述标签片的方向。

19.根据权利要求1所述的片附接装置，其中所述第二片附接夹具包括沿着与装载电池组于其上的所述第二夹具相对的方向设置的护套片供应部。

20.根据权利要求1所述的片附接装置，其中，当装载电池组于其上的所述第一夹具和所述第二夹具被移动和定位在一致的位置处时，所述第一片附接夹具或所述第二片附接夹具朝向所述电池组向下移动，以将所述标签片或所述护套片附接至所述电池组。

21.根据权利要求1所述的片附接装置，进一步包括用于供应所述电池组的电池组供应传送器和用于卸载具有附接于其上的所述标签片和所述护套片的所述电池组的电池组卸载传送器。

22.根据权利要求21所述的片附接装置，其中用于使所述电池组的移动停止的止动器安装至所述电池组供应传送器的一端。

23.一种电池组制造方法，所述电池组制造方法利用根据权利要求1至22中任一项所述的片附接装置将标签片和护套片附接至电池组。

24.一种用于笔记本电脑的电池组，所述电池组是使用根据权利要求23所述的方法制造的。