CN110523813A - 一种铝壳电池的极耳折弯装置及折弯方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝壳电池的极耳折弯装置，包括机架、转动设置于机架上的转动件、旋转驱动件以及位于转动件运动轨迹同侧的盖板夹具、电池定位组件和折弯刀冲折组件，盖板夹具与转动件连接；旋转驱动件用于驱动转动件以及盖板夹具翻转并复位，折弯刀冲折组件设置在盖板夹具的翻转方向相背侧，折弯刀冲折组件包括折弯刀和折弯刀伸缩驱动单元，冲折状的折弯刀刀刃位于电池定位组件和盖板夹具之间。该铝壳电池的极耳折弯装置中设置夹紧盖板的盖板夹具，转动件带动盖板夹具翻转，盖板和极耳同时翻折，在极耳上形成折弯部，位于盖板夹具翻转方向相反侧方的折弯刀冲折弧形极耳段，完成极耳的S或Z形折弯。本发明还公开了一种铝壳电池的极耳折弯方法。

Description

一种铝壳电池的极耳折弯装置及折弯方法

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种铝壳电池的极耳折弯装置及折弯方法。

背景技术

方形铝壳电池中装配入壳的负极极耳呈折叠S或Z形，其作用在于避免在生产的后阶段、运输、使用过程中因振荡造成负极极耳与铝壳接触造成的短路风险。传统的极耳折弯为手动操作；改进的技术方案如CN203917501U和CN201820826U中所述的，两折弯刀分设在极耳的两侧且两折弯刀的刃部一高一低错位设置，折弯作业时，两折弯刀相向运动，依次冲压形成折叠S或Z形的负极极耳，上述两方案的区别在于，CN203917501U中的折弯刀以及其运动方向均垂直于极耳，而CN201820826U中的折弯刀以及其运动方向均为倾斜向下，且设置有保持盖帽水平的极耳压板。

上述操作过程能够完成极耳的折叠，但是存在以下技术缺陷：两折弯刀分别对极耳的两侧表面施加顶压作用力，折弯刀的刃部与极耳滑动摩擦接触面积大，折弯刀刃部错位折弯时刃部和极耳的摩擦力最大，使极耳具有被向铝壳外牵伸的趋势，使极耳与集流体焊接处（极耳根部）的内应力增加，严重时造成集流体折皱、极耳胶破损等电池缺陷。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种铝壳电池的极耳折弯装置，减小极耳折弯过程中折弯刀与极耳的动摩擦力，提高产品良率。

为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，包括机架、转动设置于机架上的转动件、旋转驱动件以及位于转动件运动轨迹同侧的盖板夹具、电池定位组件和折弯刀冲折组件，所述盖板夹具与转动件连接；

所述旋转驱动件用于驱动所述转动件以及所述盖板夹具翻转并复位，所述折弯刀冲折组件设置在盖板夹具的翻转方向相背侧，所述折弯刀冲折组件包括折弯刀和折弯刀伸缩驱动单元，冲折状的折弯刀刀刃位于电池定位组件和盖板夹具之间。

优选的技术方案为，所述盖板夹具包括第一夹持驱动件以及相对设置的固定夹持部和活动夹持部，所述固定夹持部与转动件固定连接，所述活动夹持部通过所述第一夹持驱动件与所述转动件连接，所述固定夹持部和/或活动夹持部的自由端为刀刃状。

优选的技术方案为，所述电池定位组件包括第二夹持驱动件以及相对设置的固定夹板和活动夹板，所述固定夹板与所述机架固定连接，所述活动夹板通过第二夹持驱动件与机架连接。

优选的技术方案为，所述活动夹板的夹持面底部设置有L形的电池导轨，所述电池导轨与所述固定夹板组合成U形的电池定位槽。

优选的技术方案为，所述折弯刀伸缩驱动单元包括滑台、折弯刀座，所述折弯刀座设置在所述滑台的滑块上，所述折弯刀座与所述折弯刀固定连接，所述折弯刀座与所述滑块之间还设置有缓冲单元，所述缓冲单元用于减缓折弯刀的冲击力。

优选的技术方案为，所述缓冲单元包括固定块、拉簧和顶紧螺栓，所述固定块与所述滑块固定连接，所述折弯刀座包括拉簧座和导向部，所述导向部与所述固定块通过穿孔或者侧面导轨滑动配合，所述穿孔或者侧面导轨的轴向与所述滑块的滑动方向一致；所述拉簧座与所述导向部的一端固定连接，所述折弯刀与所述导向部的另一端固定连接，所述拉簧设置在拉簧座与固定块之间，所述顶紧螺栓与所述拉簧座螺纹配合，所述顶紧螺栓的螺杆端面与所述固定块的端面相顶压。

优选的技术方案为，所述滑台的底座上设置有长孔，所述长孔中穿设有与所述机架固定连接的紧固螺栓，所述长孔的长边与所述滑块的滑动方向相垂直。

优选的技术方案为，所述活动夹板与机架之间设置有弹性复位件。

本发明的目的之二在于提供一种铝壳电池的极耳折弯方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：夹持并翻折电池盖板和极耳直至电池盖板与电池端面对齐且平行，电池盖板与电池端面之间的极耳上形成第一折弯部。

优选的技术方案为，S1后还包括以下步骤：S2，折弯刀冲折于第一折弯部与极耳根部之间形成第二折弯部，第一折弯部和第二折弯部的折向相反。

本发明的优点和有益效果在于：

该铝壳电池的极耳折弯装置中设置夹紧盖板的盖板夹具，转动件带动盖板夹具翻转，盖板和极耳同时翻折，在极耳上形成折弯部，进一步的，折弯部与极耳根部之间的极耳段呈弧形，位于盖板夹具翻转方向相反侧方的折弯刀冲折弧形极耳段，完成极耳的S或Z形折弯；

折弯过程中折弯刀与极耳单面动摩擦，与现有技术中的折弯刀双面动摩擦相比，极耳与集流体焊接处以及极耳本身的内应力增加幅度较小，极耳断裂几率下降，成品良率高；

铝壳电池的极耳折弯方法中通过翻折盖板，然后对极耳的一表面施加冲压力冲折，折弯操作对极耳磨损小；极耳翻折冲折连续作业，满足生产效率高，所得产品盖板与电池端面平行，便于后续的盖板焊接操作。

附图说明

图1是实施例1铝壳电池的极耳折弯装置的主视结构示意图；

图2是实施例1铝壳电池的极耳折弯装置的后视结构示意图；

图3是实施例1中折弯刀伸缩驱动单元的结构示意图；

图4是图1中A的局部放大图；

图5是实施例2中折弯刀冲折组件的结构示意图；

图6是实施例2中盖板夹具夹紧盖板状态的结构示意图；

图7是图6中B的局部放大图；

图8是实施例2中盖板翻折折弯刀冲折状态的结构示意图；

图9是图8中C的局部放大图；

图中：1、机架；2、转盘；3、驱动电机；4、盖板夹具；41、第一滑台；42、固定夹持部；43、活动夹持部；5、电池定位组件；51、第二滑台；52、固定夹板；53、活动夹板；54、弹性复位件；6、折弯刀冲折组件；61、折弯刀；62、折弯刀伸缩驱动单元；621、第二滑台；622、折弯刀座；7、电池导轨；a、缓冲单元；a1、缓冲垫；a2、固定块；a3、拉簧；a4、顶紧螺栓；b1、拉簧座；b2、导向部；c、导轨；d、导向凸块；e、长孔；f、紧固螺栓；g、极耳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

转动件

转动件的可选范围包括但不限于常用的转盘、转动臂，其作用在于为盖板夹具提供支承面。进一步的，机架包括基板，旋转驱动件为驱动电机，驱动电机和转动件分设在基板的两侧。

转动件运动轨迹是指在旋转驱动件带动下的转动件旋转轨迹，盖板夹具、电池定位组件和折弯刀冲折组件位于转动件运动轨迹的同侧。上述方案中转动件的设置方向不限，可为竖向、倾斜、或者水平设置，“同侧”相应的表示竖向面一侧、倾斜面的一侧、水平面的上方或者下方。

转动件的翻转角度取决于上料的铝壳电池盖板与极耳的倾斜角度，进一步的，极耳折弯处理后的电池盖板与电池端面平行。具体的，当极耳与铝壳电池端面相垂直时，转动件的翻转角度为90°。

折弯刀冲折组件

折弯刀冲折组件折弯刀和折弯刀伸缩驱动单元，由于极耳折弯后的两个折弯部弯折方向相反，因此所述折弯刀冲折组件设置在盖板夹具的翻转方向相背侧。具体的，盖板夹具翻转方向为顺时针方向时，折弯刀冲折组件设置在盖板夹具的逆时针侧，反之，盖板夹具翻转方向为逆时针方向时，折弯刀冲折组件设置在盖板夹具的顺时针侧。

折弯刀的数量与极耳数量一一对应设置。

盖板夹具

盖板夹具的作用在于：通过调节固定夹持部和活动夹持部的间距，实现对盖板以及与盖板连接的极耳段夹持状态和非夹持（松开）状态的切换。第一夹持驱动件可为现有的滑台，活动夹持部与滑台的滑块固定连接，活动夹持部的行程根据盖板和极耳端部的叠合厚度确定。极耳长度短，由于盖板翻折状态下折弯刀冲折于盖板夹具与极耳根部之间，因此盖板夹具中与盖板底面贴合的夹持部厚度趋小控制，具体的，固定夹持部和/或活动夹持部的自由端为刀刃状。

电池定位组件和弹性复位件

电池定位组件的作用在于定位电池，包括但不限于夹具。进一步的，电池定位组件为夹持组件，夹持组件中的固定夹板和活动夹板间距增加，方便操作人员取放电池。电池定位组件包括第二夹持驱动件以及相对设置的固定夹板和活动夹板，同样的，第二夹持驱动件也可为现有的滑台、伸缩气缸等，活动夹板与滑台的滑块或者伸缩气缸的活塞杆固定连接。

弹性复位件作用在于缓冲活动夹板和固定夹板瞬间夹紧电池时对电池的作用力，并且加速活动夹板背向固定夹板运动的复位动作。具体的，弹性复位键为拉簧，活动夹板与固定夹板夹紧铝壳电池的状态下，拉簧处于弹性形变拉伸状态。

缓冲单元

缓冲单元的作用在于减缓折弯刀的冲击力，降低因冲击力过强导致的极耳断裂、极耳胶破损等问题，将极耳与集流体焊接处的内应力变化控制在较小的范围内。

进一步的，优选的缓冲单元包括固定块、拉簧和顶紧螺栓，滑块带动折弯刀伸出的动作过程中，滑块运动速度快，拉簧形变增大，折弯刀座受拉簧拉力作用向极耳方向伸出，折弯刀座和折弯刀的伸出速度低于滑块运动速度；折弯刀复位的动作过程中，滑块复位，拉簧复位，滑块顶压顶紧螺栓，带动折弯刀座和折弯刀复位。与折弯刀与滑块固定连接的结构相比，折弯刀对极耳的冲击力偏小，且满足高速生产的需要。

拉簧的数量和形变力根据冲压力和滑块运动速度综合确定，优选的，拉簧的数量为两个以上，进一步的，为了确保两个折弯刀的行程一致，拉簧对称设置于顶紧螺栓的两侧。

长孔

长孔的作用在于调节折弯刀的高度，以适应不同长度的极耳。

实施例1

如图1-4所示，实施例1铝壳电池的极耳折弯装置，包括竖向板状的机架1、转动设置于机架1正面的转盘2、设置于机架背面的驱动电机3以及位于转盘2运动轨迹同侧的盖板夹具4、电池定位组件5和折弯刀冲折组件6，盖板夹具4与转盘2连接；

驱动电机3用于驱动转盘2以及盖板夹具4翻转并复位，实施例1中盖板夹具4的翻转方向为顺时针方向，折弯刀冲折组件6设置在盖板夹具4的逆时针一侧，折弯刀冲折组件6包括折弯刀61和折弯刀伸缩驱动单元62，与极耳g冲折产生折弯部的折弯刀61刀刃位于电池定位组件5和盖板夹具4之间。

盖板夹具4包括第一滑台41以及相对设置的固定夹持部42和活动夹持部43，固定夹持部42与转盘2固定连接，活动夹持部41与第一滑台41的滑块连接，第一滑台41的底座与转盘2固定连接，固定夹持部42的自由端为与折弯刀一致的刀刃状。

电池定位组件5包括第二滑台51以及相对设置的固定夹板52和活动夹板53，固定夹板52与机架1固定连接，活动夹板53与第二滑台51的滑块连接，第二滑台51的底座与机架1固定连接。

折弯刀伸缩驱动单元62包括第二滑台621、折弯刀座622，折弯刀座622设置在第二滑台621的滑块上，折弯刀座622与折弯刀61固定连接，折弯刀座622与滑块之间还设置有缓冲单元，固定块a2与第二滑台621的滑块固定连接，实施例1中的缓冲单元为夹设在固定块a2和折弯刀座622之间的缓冲垫a1。

活动夹板53的夹持面底部设置有L形的电池导轨7，电池导轨7与固定夹板52组合成U形的电池定位槽。

实施例2

如图5-9示，实施例2基于实施例1，区别在于，缓冲单元包括固定块a2、拉簧a3和顶紧螺栓a4，固定块a2与第二滑台621的滑块固定连接，折弯刀座622包括拉簧座b1和导向部b2，导向部b2的表面设置有导向凸块d，固定块a2表面设置有导轨c，导轨c与导向凸块d滑动配合，导轨c的轴向与第二滑台621滑块的滑动方向一致；拉簧座b1与导向部b2的一端固定连接，折弯刀61与导向部b2的另一端固定连接，拉簧a3设置在拉簧座b1与固定块a2之间，顶紧螺栓a4与拉簧座b1螺纹配合，顶紧螺栓a4的螺杆端面与固定块a2的端面相顶压。

实施例2基于实施例1，区别还在于，第二滑台621的底座上设置有长孔e，长孔e中穿设有与机架1固定连接的紧固螺栓f，长孔e的长边与第二滑台621滑块的滑动方向相垂直；活动夹板53与机架1之间设置有弹性复位件54拉簧。

以上料的盖板垂直于端面的电池为例，基于实施例1的极耳折弯方法包括以下步骤：

S1：将电池置于电池导轨7中，电池的本体位于活动夹板53向固定夹板52之间，电池的极耳和盖板位于固定夹持部42和活动夹持部43之间，第二滑台51的滑块带动活动夹板53向固定夹板52位移，直至活动夹板53和固定夹板52夹紧电池，第一滑台41的滑块带动活动夹持部43向固定夹持部42位移，直至活动夹持部43和固定夹持部42夹紧盖板以及盖板连接的极耳段，固定夹持部42与盖板底面贴合，活动夹持部43与盖板顶面贴合；

S2：驱动电机3带动转盘2翻转90°，盖板同时被夹紧翻转90°，盖板与电池端面平行；

S3：第二滑台621的滑块带动固定块a2、缓冲垫a1、折弯刀座622向极耳g位移，折弯刀61与极耳g顶压时，缓冲垫a1被压缩变形，减缓折弯刀61对于极耳g的瞬间冲压力；

S4：第二滑台621的滑块带动固定块a2、缓冲垫a1、折弯刀座622复位，第一滑台41的滑块带动活动夹持部43复位，同时第二滑台51的滑块带动活动夹板53复位；

S5：从电池导轨7中取出电池。

基于实施例2的极耳折弯方法与实施例1的区别在于：

S2：第二滑台621的滑块带动固定块a2向极耳g位移，拉簧a3瞬间变形，拉簧a3拉动折弯刀座622的导向凸块d沿固定块a2的导轨c滑动，折弯刀座622和折弯刀61向极耳g位移，拉簧a3的弹性变形使折弯刀座622对极耳g的瞬间冲压力降低；

S3：第二滑台621的滑块带动固定块a2复位，固定块顶压拉簧座b1，折弯刀座622复位。

极耳长度减小时，拧松紧固螺栓f，沿长孔e降低第二滑台621的高度，相应的，折弯刀61的高度降低。

进一步的，折弯刀61上也设置有长孔，长孔的长边与折弯刀的延伸方向一致，折弯刀61的紧固螺栓设置在长孔中，通过调节折弯刀61的紧固螺栓，调整折弯刀61的伸出折弯刀座622的长度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，包括机架、转动设置于机架上的转动件、旋转驱动件以及位于转动件运动轨迹同侧的盖板夹具、电池定位组件和折弯刀冲折组件，所述盖板夹具与转动件连接；

所述旋转驱动件用于驱动所述转动件以及所述盖板夹具翻转并复位，所述折弯刀冲折组件设置在盖板夹具的翻转方向相背侧，所述折弯刀冲折组件包括折弯刀和折弯刀伸缩驱动单元，所述折弯刀的刀刃用于冲切所述电池定位组件和盖板夹具之间的极耳。

2.根据权利要求1所述的铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，所述盖板夹具包括第一夹持驱动件以及相对设置的固定夹持部和活动夹持部，所述固定夹持部与转动件固定连接，所述活动夹持部通过所述第一夹持驱动件与所述转动件连接，所述固定夹持部和/或活动夹持部的自由端为刀刃状。

3.根据权利要求2所述的铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，所述电池定位组件包括第二夹持驱动件以及相对设置的固定夹板和活动夹板，所述固定夹板与所述机架固定连接，所述活动夹板通过第二夹持驱动件与机架连接。

4.根据权利要求3所述的铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，所述活动夹板的夹持面底部设置有L形的电池导轨，所述电池导轨与所述固定夹板组合成U形的电池定位槽。

5.根据权利要求1所述的铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，所述折弯刀伸缩驱动单元包括滑台、折弯刀座，所述折弯刀座设置在所述滑台的滑块上，所述折弯刀座与所述折弯刀固定连接，所述折弯刀座与所述滑块之间还设置有缓冲单元，所述缓冲单元用于减缓折弯刀的冲击力。

6.根据权利要求5所述的铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，所述缓冲单元包括固定块、拉簧和顶紧螺栓，所述固定块与所述滑块固定连接，所述折弯刀座包括拉簧座和导向部，所述导向部与所述固定块通过穿孔或者侧面导轨滑动配合，所述穿孔或者侧面导轨的轴向与所述滑块的滑动方向一致；所述拉簧座与所述导向部的一端固定连接，所述折弯刀与所述导向部的另一端固定连接，所述拉簧设置在拉簧座与固定块之间，所述顶紧螺栓与所述拉簧座螺纹配合，所述顶紧螺栓的螺杆端面与所述固定块的端面相顶压。

7.根据权利要求5所述的铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，所述滑台的底座上设置有长孔，所述长孔中穿设有与所述机架固定连接的紧固螺栓，所述长孔的长边与所述滑块的滑动方向相垂直。

8.根据权利要求3所述的铝壳电池的极耳折弯装置，其特征在于，所述活动夹板与机架之间设置有弹性复位件。

9.一种铝壳电池的极耳折弯方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：夹持并翻折电池盖板和极耳直至电池盖板与电池端面对齐且平行，电池盖板与电池端面之间的极耳上形成第一折弯部。

10.根据权利要求9所述的铝壳电池的极耳折弯方法，其特征在于，S1后还包括以下步骤：S2，折弯刀冲折于第一折弯部与极耳根部之间形成第二折弯部，第一折弯部和第二折弯部的折向相反。