CN112038681A - 电芯堆叠装置及堆叠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电芯堆叠装置及堆叠方法。本发明中的电芯堆叠装置用于将多个电芯组装成电芯模组，每个电芯包括位于长度方向两端的极耳，该电芯堆叠装置包括承载台、载具、驱动机构及梳子板；承载台用于承载载具；载具可移动地安装在承载台上，载具被配置为容纳多个电芯；驱动机构安装在承载台上，驱动机构被配置为对载具内的多个电芯挤压并形成电芯模组；梳子板对应于载具中电芯模组两端的极耳位置处安装，梳子板上的隔板分别用于将电芯模组的相邻贴靠的正极耳和负极耳分离开。本发明在堆叠电芯时，通过梳子板将相邻电芯的极耳分开并折弯，生产效率高，并且可避免电芯模组短路。

Description

电芯堆叠装置及堆叠方法
技术领域
本发明涉及锂电池组装技术领域，具体地说是一种电芯堆叠装置及堆叠方法。
背景技术
锂电芯组装成电芯模组时，对于相邻的两个电芯，如果它们的极耳靠得过近，有可能会出现短路问题，因此就必须将靠得过近的两个极耳分开。
传统的极耳分开方法是在人工堆叠电芯时，采用人工将极耳折弯。这种人工方法效率低，并且极耳折弯状态保持时间不定，效果差，容易导致电芯模组的质量问题。
发明内容
本发明针对现有的电芯堆叠时极耳折弯效率低的问题，提供一种可高效折弯电芯极耳的电芯堆叠装置及堆叠方法。
本发明中的电芯堆叠装置的技术方案如下：一种电芯堆叠装置，用于将多个电芯组装成电芯模组，每个电芯包括位于长度方向两端的极耳，该电芯堆叠装置包括承载台、载具、驱动机构及梳子板；其中：承载台用于承载载具；载具可移动地安装在承载台上，载具被配置为容纳多个电芯；驱动机构安装在承载台上，驱动机构被配置为对载具内的多个电芯挤压并形成电芯模组；梳子板对应于载具中电芯模组两端的极耳位置处安装，梳子板上的隔板分别用于将电芯模组的相邻贴靠的正极耳和负极耳分离开。
在堆叠电芯时，通过梳子板将相邻电芯的极耳分开并折弯，生产效率高，并且可避免电芯模组短路。
进一步地，载具包括底板、滑轨、第一压板及第二压板，两条滑轨平行安装于底板上，第一压板及第二压板垂直安装在两条滑轨上，第一压板及第二压板分别与一个驱动机构相连，第一压板及第二压板在各自的驱动机构的驱动下沿着滑轨滑动。
载具采用两块可移动的压板来组装电芯模组，操作简单，可适应不同种类的电芯模组组装。
进一步地，梳子板包括边柱、连接板及隔板，两个边柱固定连接在连接板的两端，多个隔板间隔布置在两个边柱之间并且固定连接在连接板上，隔板由绝缘材料制成。
梳子板通过隔板来间隔电芯极耳，结构简单，成本低。
进一步地，边柱的上端与下端分别开有定位孔，边柱远离隔板的一侧开有沟槽。
梳子板上设置有定位孔，便于将梳子板定位在载具上；梳子板上设置有沟槽，便于夹具来夹持搬运电芯模组。
进一步地，电芯堆叠装置还包括顶升机构，承载台的底部安装有水平设置的旋转轴，顶升机构安装在承载台的下方，用于带动承载台沿旋转轴旋转。
通过顶升机构使承载台倾斜，便于堆叠电芯。
进一步地，电芯堆叠装置还包括检测部，检测部安装于承载台上，用于检测电芯模组包含的电芯数量是否符合预定数量。
通过检测部检测电芯模组是否合格，可保证电芯模组的质量。
本发明中的电芯堆叠方法的一种技术方案如下：一种电芯堆叠方法，采用电芯堆叠装置，该电芯堆叠方法包括：将载具放置到承载台上；打开顶升机构，使承载台倾斜；将电芯按照顺序堆叠到载具上，当待堆叠的在后电芯的极耳预计与已堆叠的在前电芯的极耳相贴靠时，放置在后电芯，使在后电芯的极耳与在前电芯的极耳分别位于梳子板中一个隔板的两侧；重复堆叠电芯，直到电芯数量达到预定值；堆叠完成后，对载具内已堆叠的电芯进行挤压以形成电芯模组；将电芯模组连同梳子板一起搬运到入壳工位入壳；在电芯模组上插汇流排，待汇流排插入后将梳子板移出。
通过电芯堆叠装置堆叠电芯，将电芯堆叠在载具上，通过梳子板分离电芯极耳，可提高电芯模组的组装效率。
进一步地，方法还包括：在放置在前电芯之前，控制载具的已堆叠有电芯的压板向外侧移动，为堆叠在前电芯预留空间；在预留空间放置在前电芯；在在前电芯放置完成后，控制压板复位。
通过驱动压板为堆叠电芯预留空间，可进一步提高电芯模组的组装效率。
本发明中的电芯堆叠方法的另一种技术方案如下：一种电芯堆叠方法，采用电芯堆叠装置，该电芯堆叠方法包括：将载具放置到承载台上；依序在载具上堆叠电芯，在每堆叠一个电芯时，利用夹爪机构的一个夹爪将所堆叠的电芯的极耳夹住，直到堆叠的电芯数量达到预定值；插入梳子板，将电芯模组的相邻贴靠的正极耳和负极耳分离开；撤出夹爪机构的夹爪；对载具中已堆叠的电芯进行挤压以形成电芯模组；将电芯模组连同梳子板一起搬运到入壳工位入壳；在电芯模组上插汇流排，待汇流排插入后将梳子板移出。
通过夹爪机构夹住电芯的极耳，通过梳子板分离电芯极耳，可进一步提高电芯模组的组装效率。
进一步地，形成电芯模组后，通过检测部检测电芯模组包含的电芯数量是否符合预定数量。
通过检测部检测堆叠后的电芯模组是否合格，可保证电芯模组的质量，避免不合格产品进入下一道工序。
附图说明
图1为本发明中要堆叠的电芯模组的结构示意图，其中极耳没有折弯。
图2为本发明中要堆叠的电芯模组的结构示意图，其中极耳已折弯。
图3为本发明中的电芯堆叠装置的一种实施例的立体结构示意图。
图4为图3的主视图。
图5为本发明中的载具的立体结构示意图。
图6为图5的俯视图。
图7为本发明中的梳子板的立体结构示意图。
图8为图7的主视图。
图9为图7的俯视图。
图10为本发明中的电芯堆叠方法采用的一种夹爪机构的立体结构示意图。
图1～图10中，包括电芯堆叠装置1、顶升机构10、连杆11、丝套12、丝杆13、丝杆座14、手柄15、承载台20、旋转轴21、轴承座22、载具30、底板31、滑轨32、第一压板33、第二压板34、顶板35、梳子板40、边柱41、连接板42、隔板43、定位孔44、沟槽45、驱动机构50、推杆51、推杆座52、旋钮53、检测部60、夹爪机构70、夹爪71、电芯模组100、电芯101、正极耳102、负极耳103。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，每个电芯101包括位于长度方向两端的极耳，极耳分为正极耳102和负极耳103。当将多个电芯101堆叠成电芯模组100时，如果相邻电芯101的极耳靠得过近，可能产生短路。为了避免正极耳102与负极耳103之间短路，本发明提供了一种电芯堆叠装置1及堆叠方法。
图3、图4所示是电芯堆叠装置1的一种可选的实施例，图1是该装置的立体图，图4是该装置的主视图。
如图3、图4所示，该电芯堆叠装置1包括承载台20、载具30、驱动机构50及梳子板40。其中：承载台20用于承载载具30；载具30可移动地安装在承载台20上，载具30被配置为容纳多个电芯101；驱动机构50安装在承载台20上，驱动机构50被配置为对载具30内的多个电芯101挤压并形成电芯模组100；梳子板40对应于载具30中电芯模组100两端的极耳位置处安装，梳子板40上的隔板43分别用于将电芯模组100的相邻贴靠的正极耳102和负极耳103分离开。
在堆叠电芯101时，通过梳子板40将相邻电芯101的极耳分开并折弯，生产效率高，并且可避免电芯模组100短路。
图5、图6所示是载具30的一种可选的实施例，图5是该部件的立体图，图6是该部件的俯视图。
该载具30包括底板31、滑轨32、第一压板33及第二压板34，两条滑轨32平行安装于底板31上，第一压板33及第二压板34垂直安装在两条滑轨32上，第一压板33及第二压板34分别与一个驱动机构50(图中未示出)相连，第一压板33及第二压板34在各自的驱动机构50的驱动下沿着滑轨32滑动。
载具30采用两块可移动的压板来组装电芯模组100，操作简单，可适应不同种类的电芯模组100组装。
优选地，载具30还包括顶板35，顶板35安装在底板31上，用于支撑电芯101。
通过顶板35可使电芯101在底板31上定位，提高电芯101堆叠时的稳定性。
如图1、图2所示，优选地，驱动机构50包括推杆51、推杆座52及旋钮53，推杆座52固定安装在承载台20上，推杆51螺纹连接在推杆座52上，旋钮53安装在推杆51的外端；转动旋钮53，带动推杆51靠近或者远离载具30。
驱动机构50采用推杆结构，结构简单，操作方便，成本低。
图7～图9所示是梳子板40的一种可选的实施例，图7是该部件的立体图，图8是该部件的主视图，图9是该部件的俯视图。
该梳子板40包括边柱41、连接板42及隔板43，两个边柱41固定连接在连接板42的两端，多个隔板43间隔布置在两个边柱41之间并且固定连接在连接板42上，隔板43由绝缘材料制成。
梳子板40通过隔板43来间隔电芯101极耳，结构简单，成本低。
优选地，边柱41的上端与下端分别开有定位孔44，边柱41远离隔板43的一侧开有沟槽45。
梳子板40上设置有定位孔44，便于将梳子板40定位在载具30上；梳子板40上设置有沟槽45，便于夹具来夹持搬运电芯模组100。
再参见图1、图2，优选地，电芯堆叠装置1还包括顶升机构10。
承载台20的底部安装有水平设置的旋转轴21，旋转轴21支承在轴承座22上。顶升机构10安装在承载台20的下方，用于带动承载台20沿旋转轴21旋转。通过顶升机构10使承载台20倾斜，便于堆叠电芯101。
优选地，顶升机构10包括连杆11、丝套12、丝杆13、丝杆座14及手柄15，丝杆13安装在两个丝杆座14上，丝套12安装在丝杆13上，连杆11的一端铰接在丝套12上，连杆11的一端铰接在承载台20上，手柄15安装在丝杆13的一端；转动手柄15，带动丝杆13旋转，丝杆13驱动丝套12沿着丝杆13作直线运动，丝套12通过连杆11带动承载台20绕着旋转轴21转动。
顶升机构10采用丝杆13与连杆11结构，动作精确，平稳。
如图1、图2所示，优选地，电芯堆叠装置1还包括检测部60，检测部60安装于承载台20上，用于检测电芯模组100包含的电芯101数量是否符合预定数量。通过检测部60检测电芯模组100是否合格，可保证电芯模组100的质量。
优选地，检测部60安装在驱动机构50上，检测部60包括压力检测器和位移检测器，用于检测驱动机构50的压力和位移。
通过压力与位移来检测电芯101组件的数量是否准确，检测方法直观、简单。
采用本发明中的电芯堆叠装置1来堆叠电芯101的第一种方法如下：
1.将载具30放置到承载台20上；
2.打开顶升机构10，使承载台20倾斜；
3.将电芯101按照顺序堆叠到载具30上，当待堆叠的在后电芯101的极耳预计与已堆叠的在前电芯101的极耳相贴靠时，放置在后电芯101，使在后电芯101的极耳与在前电芯101的极耳分别位于梳子板40中一个隔板43的两侧；
4.重复堆叠电芯101，直到电芯101数量达到预定值；
5.堆叠完成后，对载具30内已堆叠的电芯101进行挤压以形成电芯模组100；
6.将电芯模组100连同梳子板40一起搬运到入壳工位入壳；
7.在电芯模组100上插汇流排，待汇流排插入后将梳子板40移出。
通过电芯堆叠装置1堆叠电芯101，将电芯101堆叠在载具30上，通过梳子板40分离电芯101极耳，可提高电芯模组100的组装效率。
优选地，第一种方法还包括：在放置在前电芯101之前，控制载具30的已堆叠有电芯101的压板向外侧移动，为堆叠在前电芯101预留空间；在预留空间放置在前电芯101；在在前电芯101放置完成后，控制压板复位。
通过驱动压板为堆叠电芯101预留空间，可优选提高电芯模组100的组装效率。
采用本发明中的电芯堆叠装置1来堆叠电芯101的第二种方法如下：
1.将载具30放置到承载台20上；
2.依序在载具30上堆叠电芯101，在每堆叠一个电芯101时，利用夹爪机构70的一个夹爪71(如图10所示)将所堆叠的电芯101的极耳夹住，直到堆叠的电芯101数量达到预定值；
3.插入梳子板40，将电芯模组100的相邻贴靠的正极耳102和负极耳103分离开；
4.撤出夹爪机构70的夹爪71；
5.对载具30中已堆叠的电芯101进行挤压以形成电芯模组100；
6.将电芯模组100连同梳子板40一起搬运到入壳工位入壳；
7.在电芯模组100上插汇流排，待汇流排插入后将梳子板40移出。
通过夹爪机构夹住电芯101的极耳，通过梳子板40分离电芯101极耳，可优选提高电芯模组100的组装效率。
上述两种电芯堆叠方法中，优选地，形成电芯模组100后，通过检测部60检测电芯模组100包含的电芯101数量是否符合预定数量。
通过检测部60检测堆叠后的电芯模组100是否合格，可保证电芯模组100的质量，避免不合格产品进入下一道工序。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (10)

1.一种电芯堆叠装置，用于将多个电芯组装成电芯模组，每个所述电芯包括位于长度方向两端的极耳，其特征在于，所述电芯堆叠装置包括承载台、载具、驱动机构及梳子板；其中：
所述承载台用于承载所述载具；
所述载具可移动地安装在所述承载台上，所述载具被配置为容纳多个所述电芯；
所述驱动机构安装在所述承载台上，所述驱动机构被配置为对所述载具内的多个所述电芯挤压并形成所述电芯模组；
所述梳子板对应于所述载具中电芯模组两端的极耳位置处安装，所述梳子板上的隔板分别用于将所述电芯模组的相邻贴靠的正极耳和负极耳分离开。
2.根据权利要求1所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述载具包括底板、滑轨、第一压板及第二压板，两条所述滑轨平行安装于所述底板上，所述第一压板及所述第二压板垂直安装在两条所述滑轨上，所述第一压板及所述第二压板分别与一个所述驱动机构相连，所述第一压板及所述第二压板在各自的所述驱动机构的驱动下沿着所述滑轨滑动。
3.根据权利要求1所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述梳子板包括边柱、连接板及隔板，两个所述边柱固定连接在所述连接板的两端，多个所述隔板间隔布置在两个所述边柱之间并且固定连接在所述连接板上，所述隔板由绝缘材料制成。
4.根据权利要求3所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述边柱的上端与下端分别开有定位孔，所述边柱远离所述隔板的一侧开有沟槽。
5.根据权利要求1所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述电芯堆叠装置还包括顶升机构，所述承载台的底部安装有水平设置的旋转轴，所述顶升机构安装在所述承载台的下方，用于带动所述承载台沿所述旋转轴旋转。
6.根据权利要求1所述的电芯堆叠装置，其特征在于，所述电芯堆叠装置还包括检测部，所述检测部安装于所述承载台上，用于检测所述电芯模组包含的电芯数量是否符合预定数量。
7.一种电芯堆叠方法，其特征在于，所述电芯堆叠方法采用如权利要求1所述的电芯堆叠装置，所述电芯堆叠方法包括：
将所述载具放置到所述承载台上；
打开顶升机构，使所述承载台倾斜；
将所述电芯按照顺序堆叠到所述载具上，当待堆叠的在后电芯的极耳预计与已堆叠的在前电芯的极耳相贴靠时，放置所述在后电芯，使所述在后电芯的极耳与所述在前电芯的极耳分别位于所述梳子板中一个隔板的两侧；
重复堆叠所述电芯，直到所述电芯数量达到预定值；
堆叠完成后，对所述载具内已堆叠的电芯进行挤压以形成电芯模组；
将所述电芯模组连同所述梳子板一起搬运到入壳工位入壳；
在所述电芯模组上插汇流排，待所述汇流排插入后将所述梳子板移出。
8.根据权利要求7所述的电芯堆叠方法，其特征在于，所述方法还包括：
在放置所述在前电芯之前，控制所述载具的已堆叠有电芯的压板向外侧移动，为堆叠所述在前电芯预留空间；
在所述预留空间放置所述在前电芯；
在所述在前电芯放置完成后，控制所述压板复位。
9.一种电芯堆叠方法，其特征在于，所述电芯堆叠方法采用如权利要求1所述的电芯堆叠装置，所述电芯堆叠方法包括：
将所述载具放置到所述承载台上；
依序在所述载具上堆叠电芯，在每堆叠一个电芯时，利用夹爪机构的一个夹爪将所堆叠的所述电芯的极耳夹住，直到堆叠的电芯数量达到预定值；
插入所述梳子板，将所述电芯模组的相邻贴靠的正极耳和负极耳分离开；
撤出所述夹爪机构的夹爪；
对所述载具中已堆叠的电芯进行挤压以形成电芯模组；
将所述电芯模组连同所述梳子板一起搬运到入壳工位入壳；
在所述电芯模组上插汇流排，待所述汇流排插入后将所述梳子板移出。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的电芯堆叠方法，其特征在于，形成所述电芯模组后，通过检测部检测所述电芯模组包含的电芯数量是否符合预定数量。
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