CN110272687B - 一种电芯绝缘介子胶带及自动粘贴装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电芯绝缘介子胶带及自动粘贴装置，绝缘介子胶带包括用于贴附电芯盖板顶端面的绝缘介子，所述绝缘介子上开设有用于避开电芯盖板上的极柱的极柱孔；所述绝缘介子等间距地贴附在胶带的上表层，位于绝缘介子底部的胶带上开设有孔口。自动粘贴装置包括电芯，以及通过放料辊设在工作台上的绝缘介子胶带，位于放料辊转动方向的工作台上依次固设有底纸辊、切割装置、收料辊和压紧装置；所述切割装置和压紧装置的底端与所述的电芯的电芯盖板相对应。本发明的绝缘介子胶带与电芯盖板的顶端面相吻合，通过自动粘贴装置将其贴附在电芯盖板上，提高了电芯质量和工作效率。

Description

一种电芯绝缘介子胶带及自动粘贴装置

技术领域

本发明属于动力电池PACK技术领域，具体涉及一种电芯绝缘介子胶带及自动粘贴装置。

背景技术

PACK是将多个单体锂电池通过并联、串联的组合方式制作电池模组，最后制作成满足客户需求的电池包的过程。目前，电芯壳体为铝质，PACK过程中产生的焊渣或其他金属物可能导致电芯盖板与极柱接触，造成“负短”问题，进而引起锂离子与铝壳发生反应，导致壳体腐蚀漏液。为防止焊渣导致电芯“负短”问题的发生，需要在电芯盖板上贴附绝缘介子，以消除电芯盖板与极柱接触的可能。目前，在实际生产过程中主要采用人工贴附的方式，其效率低，且人力资源占用较大。

因此，提供一种绝缘介子并实现电芯盖板上绝缘介子的自动贴附功能，对节约人力资源，降低成本并提高效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种绝缘介子胶带及用于对电芯进行自动粘贴的装置,以克服上述的技术问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电芯绝缘介子胶带，包括用于贴附电芯盖板顶端面的绝缘介子，所述绝缘介子上开设有用于避开电芯盖板上的极柱的极柱孔；所述绝缘介子等间距地贴附在胶带的上表层，位于绝缘介子底部的胶带上开设有孔口。

进一步方案，所述胶带的下表层贴附有底纸。

进一步方案，所述孔口的面积小于绝缘介子的面积，所述极柱孔位于孔口的中间。

本发明的另一个发明目的是提供一种电芯绝缘介子胶带的自动粘贴装置，包括电芯，以及通过放料辊设在工作台上的绝缘介子胶带，位于放料辊转动方向的工作台上依次固设有底纸辊、切割装置、收料辊和压紧装置；所述绝缘介子胶带是由绝缘介子、胶带和底纸组成的三层结构，所述胶带的端部绕在收料辊上，底纸的端部绕在底纸辊上；所述切割装置和压紧装置的底端与所述的电芯的电芯盖板相对应。

进一步方案，所述工作台垂直固定在底座上，所述底座顶端面架设有步进线体，所述步进线体的顶端等间距地固设有用于承载电芯的套杯。

进一步方案，所述切割装置包括与工作台的侧壁固定连接的切割固定座，所述切割固定座的底端固设有切割驱动装置，所述切割驱动装置的驱动端固接有切割压头，所述切割压头的底端面固设有一圈烙铁环；位于切割压头与电芯之间架设有支架，所述支架的顶端面开设有压孔，所述压孔与烙铁环相匹配。

更进一步方案，所述烙铁环镶嵌在所述切割压头的底端面，其直径比绝缘介子的直径大0.5-1mm；所述烙铁环通过线束连接电源。

优选的，进一步方案，所述电芯盖板的直径与压孔的直径适应，电芯盖板的直径不小于烙铁环的直径，所述烙铁环的直径大于绝缘介子的直径。

进一步方案，所述压紧装置包括与工作台的侧壁固定连接的压紧固定座，所述压紧固定座的底端固设有压紧驱动装置，所述压紧驱动装置的驱动端固接有压紧压头，所述压紧压头的底端面开设有与电芯盖板上的极柱相配合的凹槽。

一般地，凹槽宽度大于极柱宽度1-2mm，凹槽深度大于极柱直径至少2mm。

上述切割驱动装置、压紧驱动装置为气缸、液压缸、伺服电机等。

进一步方案，所述放料辊与底纸辊，放料辊与收料辊之间均设有过料辊，所述过料辊固定在工作台上用于导向。

所述步进线体由步进电机控制控制，其与绝缘介子胶带移动速度一致，每次运动携带电芯前进一个工位，即前进到下一个套杯处；所述切割装置与压紧装置上的伸缩气缸的下压频次一致。所述支架为L形结构，其水平段固定在工作台侧壁上、垂直段固定在底座上。放料辊、收料辊、底纸辊和过料辊均是由步进电机控制，用于绝缘介子胶带的拉动，实现绝缘介子胶带匀速、间隙式移动。

所述绝缘介子胶带为三层结构，自上而下分别为绝缘介子、胶带、底纸，所述的绝缘介子等距贴附在胶带上层，底纸位于绝缘介子胶带的最下层。所述的胶带上等距的开设有压孔，其面积小于绝缘介子的面积，且不会造成对绝缘介子上极柱孔的遮挡。本发明的绝缘介子胶带与电芯盖板的顶端面相吻合，通过胶带贴附在电芯盖板上，从而避免了焊渣或其他金属物的掉落而导致电芯盖板与极柱的接触造成“负短”问题，提高了电芯质量。

本发明的粘贴装置通过步进电机对步进线体、绝缘介子胶带的传送辊进行控制，以及对切割装置与压紧装置的下压频次及回缩时间的设计，从而使粘贴绝缘介子胶带工作自动实现，从而节约了大量的人力资源，提高工作效率并降低成本。

附图说明

图1为本发明中绝缘介子胶带的结构示意图；

图2为本发明中自动粘贴装置的结构示意图；

图3为图2中切割装置的示意图；

图4为图3的仰视图；

图5为图2中压紧装置的示意图。

图中：1、套杯；2、电芯；3、绝缘介子胶带，3-1、绝缘介子，3-11、极柱孔，3-2、胶带，3-21、孔口，3-3、底纸；4、放料辊；5、底纸辊；6、过料辊；7、切割装置，7-1、切割固定座，7-2、切割驱动装置，7-3、线束，7-4、切割压头，7-5、烙铁环；8、压紧装置，8-1、压紧固定座，8-2、压紧驱动装置，8-3、凹槽，8-4、压紧压头；9、工作台；10、步进线体；11、支架，11-1、压孔；12、收料辊；13、底座。

具体实施方式

本发明适合圆柱电芯或方形电芯，下面以圆柱电芯作为实施例来对本发明做进一步说明，其中套杯1、绝缘介子3-1的形状、切割装置7和压紧装置8的压头和烙铁环7-5的形状均与圆柱电芯相匹配为圆形结构，具体如下：

如图1所示，一种电芯绝缘介子胶带，包括用于贴附电芯盖板顶端面的绝缘介子3-1，所述绝缘介子3-1上开设有用于避开电芯盖板上的极柱的极柱孔3-11；所述绝缘介子3-1等间距地贴附在胶带3-2的上表层，位于绝缘介子3-1底部的胶带3-2上开设有孔口3-21。

进一步方案，所述胶带3-2的下表层贴附有底纸3-3。

进一步方案，所述孔口3-21的面积小于绝缘介子3-1的面积，所述极柱孔3-11位于孔口3-21的中间。

绝缘介子胶带从上到下依次是由绝缘介子3-1、胶带3-2和底纸3-3粘附而成并卷成一大卷。在使用时，先将底纸3-3剥离，然后将胶带3-2的底端面粘贴在电芯盖板的顶端面，即绝缘介子3-1也粘贴在电芯盖板上，最后将胶带3-2切断，从而避免了焊渣或其他金属物的掉落而导致电芯盖板与极柱的接触，进而造成“负短”问题。

如图2-5所示，一种电芯绝缘介子胶带的自动粘贴装置，包括电芯2，以及通过放料辊4设在工作台9上的绝缘介子胶带3，位于放料辊4转动方向的工作台9上依次固设有底纸辊5、切割装置7、收料辊12和压紧装置8；所述绝缘介子胶带3是由绝缘介子3-1、胶带3-2和底纸3-3组成的三层结构，所述胶带3-2的端部绕在收料辊12上，底纸3-3的端部绕在底纸辊5上；所述切割装置7和压紧装置8的底端与所述的电芯2的电芯盖板相对应。

进一步方案，所述工作台9垂直固定在底座13上，所述底座13顶端面架设有步进线体10，所述步进线体10的顶端等间距地固设有用于承载电芯2的套杯1。

其中放料辊4、底纸辊5、切割装置7、收料辊12和压紧装置8均垂直固定在工作台9的同一侧壁上，放料辊4、底纸辊5、收料辊12均是通过步进电机进行同速控制，实现绝缘介子胶带匀速、间隙式移动。步进线体10也是由步进电机控制控制其匀速、间隙式移动，并且步进线体10与绝缘介子胶带3的移动速度一致。

套杯1的大小正好与电芯2相吻合，将电芯2装入套杯1内正好固定而不发生晃动。

进一步方案，如图3-4所示，切割装置7包括与工作台9的侧壁固定连接的切割固定座7-1，所述切割固定座7-1的底端固设有切割驱动装置7-2，所述切割驱动装置7-2的驱动端固接有切割压头7-4，所述切割压头7-4的底端面固设有一圈烙铁环7-5；位于切割压头7-4与电芯2之间架设有支架11，所述支架11的顶端面开设有压孔11-1，所述压孔11-1与烙铁环7-5相匹配。

更进一步方案，所述烙铁环7-5镶嵌在所述切割压头7-4的底端面，其直径比绝缘介子3-1的直径大0.5-1mm；所述烙铁环7-5通过线束7-6连接电源。

优选的，进一步方案，所述电芯盖板的直径与压孔11-1的直径适应，电芯盖板的直径不小于烙铁环7-5的直径，所述烙铁环7-5的直径大于绝缘介子3-1的直径。

如图1所示，所述支架11为L形结构，横跨安装在步进线体10上，其水平段固定在工作台9侧壁上、垂直段固定在底座13上。支架11位于切割装置8的正下方，电芯2随着步进线体10从其下方通过，支架11中部开设有压孔11-1，压孔11-1的直径与烙铁环7-5的直径相当，且两者在竖直方向上位置重合。通电后烙铁环7-5加热，切割装置7下移，烙铁环7-5与胶带3-2接触时，其高温会迅速熔断位于绝缘介子3-1外周边的胶带，实现切断。

优选地，电芯盖板直径、压孔直径、烙铁环直径与绝缘介子直径具有以下关系：电芯盖板直径＝压孔直径≥烙铁环直径＞绝缘介子直径。因此，在切割装置下压以切割绝缘介子胶带后，绝缘介子会因重力作用顺利下落至电芯盖板上。

进一步方案，如图5所示，压紧装置8包括与工作台9的侧壁固定连接的压紧固定座8-1，所述压紧固定座8-1的底端固设有压紧驱动装置8-2，所述压紧驱动装置8-2的驱动端固接有压紧压头8-4，所述压紧压头8-4的底端面开设有与电芯盖板上的极柱相配合的凹槽8-3。

一般地，凹槽宽度大于极柱宽度1-2mm，凹槽深度大于极柱直径至少2mm，避免对极柱造成挤压。

上述切割驱动装置、压紧驱动装置可选择气缸、液压缸、伺服电机等，均可实现本发明。

进一步方案，所述放料辊4与底纸辊5，放料辊4与收料辊12之间均设有过料辊6，所述过料辊6固定在工作台9上用于导向。

具体的，如果电芯盖板的直径为32mm时，绝缘介子3-1的直径为30mm，烙铁环7-5的直径为31mm，压孔11-1的直径为32mm；胶带3-2的宽为36mm，胶带3-2中的孔口3-21为矩形，其长与宽均为20mm；支架11的水平段底端面与电芯盖板的距离为3mm，绝缘介子胶带3经过支架11上方，其与支架11顶端面的距离＜2mm。步进线体10与绝缘介子胶带3均为同速、间隙式移动，其移动频次均为3.6秒/次，切割装置8与压紧装置9的气缸的下压频次同样为3.6次/秒，气缸的动作开始时间比步进线体10滞后0.5秒，下压后气缸停顿1秒后缩回。这样本装置在使用时步进线体10与绝缘介子胶带3实现同步，切割装置8与压紧装置9也实现同步，便于对步进线体10上的电芯2进行粘贴绝缘介子3-1。

在使用该装置对电芯2的电芯盖板进行贴附绝缘介子时，电芯2已通过纠偏以及其极柱固定方向与压紧装置8中的凹槽8-3方向一致地装在套杯1中。然后将绝缘介子胶带3装在放料辊4上，再穿过一个过料辊6后，将底纸3-3绕在底纸辊5上，绝缘介子3-1和胶带3-2一起再穿过过料辊6后，位于支架11的正上方，此时压孔11-1、绝缘介子3-1、烙铁环7-5三者位置在同一垂直线上对齐，再调整步进线体10的工位，使电芯2的电芯盖板与支架11上的压孔11的位置对齐。启动该装置后，各部件按照设定频次运转，放料辊4、底纸辊5、收料辊12和步进线体10同步转动，使绝缘介子胶带3在移动过程，将底纸3-3继续剥离而绕在底纸辊5上，当绝缘介子3-1移动到位于压孔11-1和烙铁环7-5的中垂线上时停止转动；同时步进线体10上的电芯2也正好移动到压孔11-1的正下方。

此时切割装置7和压紧装置8同步工作，切割装置7每次下压时，由于压孔直径≥烙铁环直径＞绝缘介子直径，烙铁环7-5的高温会迅速熔断绝缘介子3-1外周边的胶带3-2而分割成单个绝缘介子3-1，则单个绝缘介子3-1依靠重力作用落至电芯盖板上，极柱从绝缘介子3-1上的极柱孔3-11露出，当电芯2随步进线体10移动至压紧装置8下方时，压紧装置8下压而将绝缘介子3-1与电芯盖板压紧而粘贴，从而完成绝缘介子3-1的贴附。余下的胶带3-2通过过料辊6绕在收料辊12上。

相应的，如果是针对方形电芯，则套杯1、绝缘介子3-1的形状、切割装置7和压紧装置8的压头和烙铁环7-5的形状均则与方形电芯相匹配即可。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”等指示的方位或位置关系仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中“固设”、“固定连接”、“安装”、“架设”等均表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起。“滑动连接”是指两部件能相对滑动。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本发明用以上具体实施例进行说明，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电芯绝缘介子胶带的自动粘贴装置，包括电芯（2），以及通过放料辊（4）设在工作台（9）上的绝缘介子胶带（3），其特征在于：位于放料辊（4）转动方向的工作台（9）上依次固设有底纸辊（5）、切割装置（7）、收料辊（12）和压紧装置（8）；所述绝缘介子胶带（3）是由绝缘介子（3-1）、胶带（3-2）和底纸（3-3）组成的三层结构，所述胶带（3-2）的端部绕在收料辊（12）上，底纸（3-3）的端部绕在底纸辊（5）上；所述切割装置（7）和压紧装置（8）的底端与所述的电芯（2）的电芯盖板相对应；

所述切割装置（7）包括与工作台（9）的侧壁固定连接的切割固定座（7-1），所述切割固定座（7-1）的底端固设有切割驱动装置（7-2），所述切割驱动装置（7-2）的驱动端固接有切割压头（7-4），所述切割压头（7-4）的底端面固设有一圈烙铁环（7-5）；位于切割压头（7-4）与电芯（2）之间架设有支架（11），所述支架（11）的顶端面开设有压孔（11-1），所述压孔（11-1）与烙铁环（7-5）相匹配。

2.根据权利要求1所述的自动粘贴装置，其特征在于：所述工作台（9）垂直固定在底座（13）上，所述底座（13）顶端面架设有步进线体（10），所述步进线体（10）的顶端等间距地固设有用于承载电芯（2）的套杯（1）。

3.根据权利要求1所述的自动粘贴装置，其特征在于：所述烙铁环（7-5）镶嵌在所述切割压头（7-4）的底端面，其直径比绝缘介子（3-1）的直径大0.5-1mm；所述烙铁环（7-5）通过线束（7-6）连接电源。

4.根据权利要求1所述的自动粘贴装置，其特征在于：所述电芯盖板的直径与压孔（11-1）的直径适应，电芯盖板的直径不小于烙铁环（7-5）的直径，所述烙铁环（7-5）的直径大于绝缘介子（3-1）的直径。

5.根据权利要求1所述的自动粘贴装置，其特征在于：所述压紧装置（8）包括与工作台（9）的侧壁固定连接的压紧固定座（8-1），所述压紧固定座（8-1）的底端固设有压紧驱动装置（8-2），所述压紧驱动装置（8-2）的驱动端固接有压紧压头（8-4），所述压紧压头（8-4）的底端面开设有与电芯盖板上的极柱相配合的凹槽（8-3）。

6.根据权利要求1所述的自动粘贴装置，其特征在于：所述放料辊（4）与底纸辊（5）、放料辊（4）与收料辊（12）之间均设有过料辊（6），所述过料辊（6）固定在工作台（9）上用于导向。

7.根据权利要求1所述的自动粘贴装置，其特征在于：所述绝缘介子（3-1）上开设有用于避开电芯盖板上的极柱的极柱孔（3-11）；所述绝缘介子（3-1）等间距地贴附在胶带（3-2）的上表层，位于绝缘介子（3-1）底部的胶带（3-2）上开设有孔口（3-21）。

8.根据权利要求1所述的自动粘贴装置，其特征在于：所述孔口（3-21）的面积小于绝缘介子（3-1）的面积，所述极柱孔（3-11）位于孔口（3-21）的中间。

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