CN111477897A - 一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线 - Google Patents

一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，包括组装输送线，所述组装输送线上依次设置有极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位，极耳揉平工位一侧进料端设置有第一正负极识别机、第一读码机构和第一NG分选单元，极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位之间均通过移栽机对接，所述组装输送线进料端设置有进料输送带，本发明适用于圆柱32131电池自动组装生产：极耳揉平、贴胶、入壳、焊接折极耳、合盖预点焊和周边焊等，具备自动上下料功能，铝壳盖板采用叠盘形式由AGV小车上料，兼顾人工上料，组装线各单机需要预留相应工位，组装生产效率较高。

Description

一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线
技术领域
本发明涉及动力电池生产线技术领域，具体是一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线。
背景技术
锂电池是以锂金属或锂合金为阳极材料，使用非水电解质溶液的电池。锂电池与锂离子电池不一样的是，前者是一次电池，后者是充电电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求，锂电池随之进入了大规模的实用阶段。锂电池通常有两种外型：圆柱型和方型。电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件(部分圆柱式使用)，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。
现有的铝壳圆柱锂电池自动组装生产线自动化程度低下，操作不便，需要投入大量的人力操控，难以很好地满足动力电池加工使用所需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，以解决现有的铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，自动化程度低下，操作不便，需要投入大量的人力操控，难以很好地满足锂电池加工使用所需问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，包括组装输送线，所述组装输送线上依次设置有极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位，所述极耳揉平工位一侧进料端设置有第一正负极识别机、第一读码机构和第一NG分选单元，所述极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位之间均通过移栽机对接，所述组装输送线进料端设置有进料输送带。
进一步的，所述极耳揉平工位内部设置有电芯揉平单元，且电芯揉平单元设置有四组，所述电芯揉平单元出料端设置有第一吸屑除尘单元。
进一步的，所述极耳揉平工位的出料端设置有第一短路检测单元、第一长度检测单元和第二NG分选单元。
进一步的，所述贴胶工位内部设置有正极贴胶单元、第一正负极互换单元和负极贴胶单元，正极贴胶单元和负极贴胶单元均设置有两组，负极贴胶单元出料端设置有第二长度检测单元和第三NG分选单元。
进一步的，所述入壳工位一侧设置有铝壳AGV托盘下料工位和铝壳AGV托盘上料工位，所述入壳工位依次设置有读码NG分选单元、电芯归整单元和入壳机构，所述入壳机构一侧设置有第二读码机构和第二吸屑除尘单元。
进一步的，所述焊接折极耳工位一侧进料端设有第一负极盖板AGV托盘下料工位和第一负极盖板AGV托盘上料工位，所述焊接折极耳工位一侧还设置有第二负极盖板AGV托盘下料工位和第二负极盖板AGV托盘上料工位，焊接折极耳工位内设置有A电芯负极焊接单元和B电芯负极焊接单元，焊接折极耳工位出料端设置有第三吸屑除尘单元和第一焊接NG分选单元，焊接NG分选单元一端设置有第一折极耳单元和第二正负极互换单元。
进一步的，所述焊接折极耳工位一端还设置有A电芯正极焊接单元和B电芯正极焊接单元，且A电芯正极焊接单元和B电芯正极焊接单元均设置有三组，所述B电芯正极焊接单元出料端设置有第四吸屑除尘单元、焊接检测单元和第二焊接NG分选单元，第二焊接NG分选单元一端处设置有第二折极耳单元，第二折极耳单元一侧设置有拉力检测单元、第四NG分选单元和折弯单元。
进一步的，所述合盖预点焊工位上依次设置有合盖前整形单元、合盖对正单元和合盖压紧单元，合盖压紧单元出料端设置有预点焊单元，预点焊单元一端设置有第五NG分选单元。
进一步的，所述周边焊工位一端设置有的正极周边焊单元，正极周边焊单元出料端通过第三正负极互换单元设置有负极周边焊单元，所述负极周边焊单元设置有第二短路检测单元和第六NG分选单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明适用于圆柱32131电池自动组装生产：极耳揉平、贴胶、入壳、焊接折极耳、合盖预点焊和周边焊等。设备入壳之前部分由同步带输送机构和各功能机构组成，其它部分采用适合组装复杂动作的凸轮传动机构，控制系统按照工艺要求协调各部分机构动作，并记录存储相关数据信息，自动化程度高，控制方便快捷，好地满足锂电池加工组装使用所需。
2、本发明具备自动上下料功能，铝壳盖板采用叠盘形式由AGV小车上料，兼顾人工上料，组装线各单机需要预留相应工位(含叠盘升降机构、来料叠盘上料位、空叠盘下料位)。
3、本发明具备短路检测功能、极耳长度检测功能、拉力检测功能、贴胶检测功能、焊后质量检测功能、合盖后总长检测功能、和NG剔除功能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位。
图1为本发明的极耳揉平工位结构俯视图；
图2为本发明的贴胶工位俯视图；
图3为本发明的入壳工位结构俯视图；
图4为本发明的焊接折极耳工位结构俯视图；
图5为本发明的合盖预点焊工位结构俯视图；
图6为本发明的周边焊工位结构俯视图。
图中：1、组装输送线；2、进料输送带；3、第一正负极识别机；4、第一读码机构；5、第一NG分选单元；6、电芯揉平单元；8、第一吸屑除尘单元；9、移栽机；10、第一短路检测单元；11、第一长度检测单元；12、第二NG分选单元；13、正极贴胶单元；14、第一正负极互换单元；15、负极贴胶单元；16、第二长度检测单元；17、第三NG分选单元；18、读码NG分选单元；19、铝壳AGV托盘上料工位；20、铝壳AGV托盘下料工位；21、电芯归整单元；22、入壳机构；23、第二读码机构；24、第二吸屑除尘单元；25、第一负极盖板AGV托盘上料工位；26、第一负极盖板AGV托盘下料工位；27、B电芯负极焊接单元；28、第三吸屑除尘单元；29、第一焊接NG分选单元；30、第二负极盖板AGV托盘上料工位；31、第二负极盖板AGV托盘下料工位；32、第一折极耳单元；33、第二正负极互换单元；34、A电芯正极焊接单元；35、B电芯正极焊接单元；36、第四吸屑除尘单元；37、焊接检测单元；38、第二焊接NG分选单元；39、第二折极耳单元；40、拉力检测单元；41、第四NG分选单元；42、折弯单元；43、合盖前整形单元；44、合盖对正单元；45、合盖压紧单元；46、预点焊单元；47、第五NG分选单元；48、正极周边焊单元；49、第三正负极互换单元；50、负极周边焊单元；51、第二短路检测单元；52、第六NG分选单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明实施例中，一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，包括组装输送线1，组装输送线1上依次设置有极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位，用于对电池自动组装生产的极耳揉平、贴胶、入壳、焊接折极耳、合盖预点焊和周边焊等加工处理，极耳揉平工位一侧进料端设置有第一正负极识别机3、第一读码机构4和第一NG分选单元5，极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位之间均通过移栽机9对接，便于锂电池在各工位进行加工传递，组装输送线1进料端设置有进料输送带2，用于电芯上料处理，每次上料12支电芯，装配动作采用凸轮传动机构，动作协调性好、可靠性高、效率高、维护量少，适合组装线的复杂动作机构，该生产线与MES系统对接。
优选的，极耳揉平工位内部设置有电芯揉平单元6，且电芯揉平单元6设置有四组，电芯揉平单元6采用超声波揉平，电芯揉平单元6出料端设置有第一吸屑除尘单元8，第一吸屑除尘单元8有吸尘风机和吸尘管组成，有效除去揉平过程中的金属屑。
优选的，极耳揉平工位的出料端设置有第一短路检测单元10、第一长度检测单元11和第二NG分选单元12，用于对揉平过的电池进行短路检测和长度检测，不合格时NG剔除。
优选的，贴胶工位内部设置有正极贴胶单元13、第一正负极互换单元14和负极贴胶单元15，正极贴胶单元13和负极贴胶单元15均设置有两组，用于对电芯正负极贴胶，负极贴胶单元15出料端设置有第二长度检测单元16和第三NG分选单元17，检测胶带有无/位置，不合格时NG剔除。
优选的，入壳工位一侧设置有铝壳AGV托盘下料工位20和铝壳AGV托盘上料工位19，入壳工位依次设置有读码NG分选单元18、电芯归整单元21和入壳机构22，电芯扫码，入壳机构22一侧设置有第二读码机构23和第二吸屑除尘单元24，第二吸屑除尘单元24壳体除尘。
优选的，焊接折极耳工位一侧进料端设有第一负极盖板AGV托盘下料工位26和第一负极盖板AGV托盘上料工位25，焊接折极耳工位一侧还设置有第二负极盖板AGV托盘下料工位31和第二负极盖板AGV托盘上料工位30，焊接折极耳工位内设置有A电芯负极焊接单元26和B电芯负极焊接单元27，用于对负极集流盘焊接，焊接折极耳工位出料端设置有第三吸屑除尘单元28和第一焊接NG分选单元29，焊接NG分选单元29一端设置有第一折极耳单元32和第二正负极互换单元33。
优选的，焊接折极耳工位一端还设置有A电芯正极焊接单元34和B电芯正极焊接单元35，且A电芯正极焊接单元34和B电芯正极焊接单元35均设置有三组，B电芯正极焊接单元35出料端设置有第四吸屑除尘单元36、焊接检测单元37和第二焊接NG分选单元38，第二焊接NG分选单元38一端处设置有第二折极耳单元39，第二折极耳单元39一侧设置有拉力检测单元40、第四NG分选单元41和折弯单元42，用于对极耳盖板折弯。
优选的，合盖预点焊工位上依次设置有合盖前整形单元43、合盖对正单元44和合盖压紧单元45，用于壳盖对正和压紧处理，合盖压紧单元45便于对电池压紧进行预点焊，合盖压紧单元45出料端设置有预点焊单元46，用于进行预点焊处理，预点焊单元46一端设置有第五NG分选单元47。
优选的，周边焊工位一端设置有的正极周边焊单元48，正极周边焊单元48出料端通过第三正负极互换单元49设置有负极周边焊单元50，负极周边焊单元50设置有第二短路检测单元51和第六NG分选单元52，用于进行正极周边焊和负极周边焊处理。
本发明的工作原理及使用流程：
极耳揉平：电芯上料→正负极识别(NG剔除)→电芯扫码(NG剔除)→超声波揉平(有效除去金属屑)→短路检测(NG剔除)→长度检测(NG剔除)
贴胶：电芯正负极贴胶→贴胶检测(检测胶带有无/位置)→NG剔除
入壳：电芯扫码(NG剔除)→铝壳扫码(NG剔除)→壳体除尘→电芯入壳→入壳NG剔除
焊接折极耳：负极盖板扫码(扫上码NG剔除)→负极集流盘焊接(有效除尘、渣)→极耳90°折弯→卷芯掉头→正极纠偏→正极盖板扫码(扫不上码NG剔除)→正极集流盘焊接(有效除尘、渣)→极耳90°折弯→焊后视觉检测→拉力检测(NG剔除)→短路检测(NG剔除)→盖板定位→极耳盖板折弯
合盖预点焊：壳盖对正→合壳盖→长度检测(NG剔除)→壳盖方向调整→电池压紧预点焊
周边焊：正极周边焊→电池掉头→负极周边焊→长度检测→短路测试→NG分选→输送带下料。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，包括组装输送线(1)，其特征在于：所述组装输送线(1)上依次设置有极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位，所述极耳揉平工位一侧进料端设置有第一正负极识别机(3)、第一读码机构(4)和第一NG分选单元(5)，所述极耳揉平工位、贴胶工位、入壳工位、焊接折极耳工位、合盖预点焊工位和周边焊工位之间均通过移栽机(9)对接，所述组装输送线(1)进料端设置有进料输送带(2)。
2.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述极耳揉平工位内部设置有电芯揉平单元(6)，且电芯揉平单元(6)设置有四组，所述电芯揉平单元(6)出料端设置有第一吸屑除尘单元(8)。
3.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述极耳揉平工位的出料端设置有第一短路检测单元(10)、第一长度检测单元(11)和第二NG分选单元(12)。
4.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述贴胶工位内部设置有正极贴胶单元(13)、第一正负极互换单元(14)和负极贴胶单元(15)，正极贴胶单元(13)和负极贴胶单元(15)均设置有两组，负极贴胶单元(15)出料端设置有第二长度检测单元(16)和第三NG分选单元(17)。
5.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述入壳工位一侧设置有铝壳AGV托盘下料工位(20)和铝壳AGV托盘上料工位(19)，所述入壳工位依次设置有读码NG分选单元(18)、电芯归整单元(21)和入壳机构(22)，所述入壳机构(22)一侧设置有第二读码机构(23)和第二吸屑除尘单元(24)。
6.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述焊接折极耳工位一侧进料端设有第一负极盖板AGV托盘下料工位(26)和第一负极盖板AGV托盘上料工位(25)，所述焊接折极耳工位一侧还设置有第二负极盖板AGV托盘下料工位(31)和第二负极盖板AGV托盘上料工位(30)，焊接折极耳工位内设置有A电芯负极焊接单元(26)和B电芯负极焊接单元(27)，焊接折极耳工位出料端设置有第三吸屑除尘单元(28)和第一焊接NG分选单元(29)，焊接NG分选单元(29)一端设置有第一折极耳单元(32)和第二正负极互换单元(33)。
7.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述焊接折极耳工位一端还设置有A电芯正极焊接单元(34)和B电芯正极焊接单元(35)，且A电芯正极焊接单元(34)和B电芯正极焊接单元(35)均设置有三组，所述B电芯正极焊接单元(35)出料端设置有第四吸屑除尘单元(36)、焊接检测单元(37)和第二焊接NG分选单元(38)，第二焊接NG分选单元(38)一端处设置有第二折极耳单元(39)，第二折极耳单元(39)一侧设置有拉力检测单元(40)、第四NG分选单元(41)和折弯单元(42)。
8.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述合盖预点焊工位上依次设置有合盖前整形单元(43)、合盖对正单元(44)和合盖压紧单元(45)，合盖压紧单元(45)出料端设置有预点焊单元(46)，预点焊单元(46)一端设置有第五NG分选单元(47)。
9.根据权利要求1所述的一种铝壳圆柱锂电池自动组装生产线，其特征在于：所述周边焊工位一端设置有的正极周边焊单元(48)，正极周边焊单元(48)出料端通过第三正负极互换单元(49)设置有负极周边焊单元(50)，所述负极周边焊单元(50)设置有第二短路检测单元(51)和第六NG分选单元(52)。
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