CN113437367A - 一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源锂电池制造生产技术领域，具体涉及一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法，在所述底板上设有第一气缸支撑柱，在所述推动板前方还设有端板，所述推动板和所述端板下方设有垫板，所述垫板两侧设有滑槽，所述推动板与所述滑动隔板、所述端板与所述滑动隔板、相邻所述滑动隔板之间形成电芯槽，所述金属轮与所述方形锂电池相切，在所述端板一侧设有通过螺栓连接的固定板，所述控制箱通过线束控制所述第一气缸和所述第二气缸，由不同的控制阀控制；可有效控制电池厚度，保持方形锂电池的厚度大小的一致性，辊压后方形锂电池表面光滑，无毛刺。
Description
技术领域
本发明涉及新能源锂电池制造生产技术领域，具体涉及一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法。
背景技术
一个典型的方形锂电池，主要组成部件包括：顶盖，壳体，正极板、负极板、隔膜组成的叠片或者卷绕，绝缘件，安全组件等。在方形铝壳动力锂电池方形锂电池在生产过程主要包括合浆-涂布-制片-卷绕-组装-激光焊-注液--化成-封口-分容等步骤，方形锂电池在激光焊以后，进行后续加工的过程中，极易发生变形、膨胀，导致大量出现分容后方形锂电池厚度不一致的现象，引起电池膨胀的重要原因：化成时形成SEI的过程中产生气体，电池内气压升高，由于方形锂电池平面结构耐压能力差，因此造成壳体变形；充电时电极材料晶格参数发生变化，造成电极膨胀，电极膨胀力作用于壳体，造成电池壳体变形；高温贮存时，少量电液分解及由于温度效应气体压力增大，造成电池壳体变形，同时，在方形锂电池加工过程中，由于生产线上方形锂电池位置移动，激光焊时铝壳边缘焊接功率不一致，导致焊接后的方形锂电池表面出现毛刺的现象。
发明内容
根据背景技术提出的问题，本发明提供一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法来解决，接下来对本发明做进一步地阐述。
一种方形锂电池外壳固定加工装置，包括底板，在所述底板上设有第一气缸支撑柱，所述第一气缸支撑柱上端设有第一气缸，所述第一气缸通过第一气缸伸缩轴连接推动板，在所述推动板前方还设有端板，所述推动板和所述端板下方设有垫板，所述垫板两侧设有滑槽，且在所述垫板中间均匀的设有多个通槽，所述推动板和所述端板下方均设有与所述滑槽相对应的凹槽，所述垫板通过两个支撑板与所述底板固定，在所述推动板和所述端板之间设置有至少一个滑动隔板，所述推动板和所述端板一侧均设有弹簧固定孔，所述滑动隔板两侧设有弹簧固定孔，所述推动板与所述滑动隔板、所述端板与所述滑动隔板、相邻所述滑动隔板之间通过弹簧与所述弹簧固定孔弹性连接，所述推动板与所述滑动隔板、所述端板与所述滑动隔板、相邻所述滑动隔板之间形成电芯槽，所述电芯槽放置所述方形锂电池，所述方形锂电池窄面面积大于所述通槽面积，在每一个所述方形锂电池一侧均设有相对应的辊压装置，所述辊压装置包括第二气缸支撑柱，所述第二气缸支撑柱固定在所述底板上，且在所述第二气缸支撑柱上固定第二气缸，所述第二气缸通过第二气缸伸缩轴与连接板连接，所述连接板前端固定连接固定杆，所述固定杆设有金属轮，所述金属轮与所述方形锂电池相切，在所述端板一侧设有通过螺栓连接的固定板，所述固定板还通过螺栓与所述支撑板连接，在所述底板还设有控制箱，所述控制箱通过线束控制所述第一气缸和所述第二气缸，由不同的控制阀控制；
优选的，在两个所述支撑板之间设有与所述底板固定连接的第三气缸，所述第三气缸通过第三气缸伸缩轴与托板连接，在所述托板上设有在所述通槽中间的多个凸柱，所述凸柱与所述方形锂电池接触；使得所述方形锂电池上下移动，所述控制箱通过线束控制所述第三气缸，由不同的控制阀控制；
优选的，在所述推动板和所述端板内侧以及在所述滑动隔板两侧设有凸起；
优选的，所述凸起形状可为圆形或者方型；
优选的，所述凸起的面积为所述方形锂电池的50％～90％；
本发明还提供了一种方形锂电池外壳的加工方法，包括以下步骤：
S1：使用时，将所有的气缸接通控制箱开关和电源，控制箱控制第一气缸，松开第一气缸伸缩轴，使得弹簧处于松开状态，将方形锂电池放入电芯槽内；
S2：控制箱控制第三气缸，使得第三气缸伸缩轴向上运动，带动设置在托盘上的凸柱，使得方形锂电池的高度与滑动隔板的高度相同；
S3：控制箱控制第一气缸，第一气缸伸缩轴向前运动，因端板一侧设有固定板，且固定板与支撑柱螺栓连接，弹簧处于压缩状态，使得装配的方形锂电池左右方向进行固定；
S4：控制箱控制第三气缸，使得第三气缸伸缩轴向上运动，使得方形锂电池高于滑动隔板的高度，将方形锂电池与盖板进行焊接；
S5：控制箱控制第二气缸，使得第二气缸伸缩轴向前运动，带动金属轮向前运动，对完成焊接的方形锂电池进行表面辊压；
S6：控制箱控制第三气缸运动，使得第三气缸伸缩轴回缩，方形锂电池的高度与滑动隔板对齐，对方形锂电池进行烘烤、注液、化成、分容等加工操作，获得成品电池；
优选的，所述S4的步骤中，所述方形锂电池高于滑动隔板的高度，高度为0.5-2.0cm。
有益效果：与现有技术相比，本发明通过推动板、滑动隔板、端板在上设置凸起，可有效控制电池厚度，保持方形锂电池的厚度大小的一致性。对焊接后的待加工方形锂电池进行铝壳表面辊压处理，辊压后方形锂电池表面光滑，无毛刺。
附图说明
图1：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法轴侧示意图；
图2：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法A处放大结构示意图；
图3：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法B向结构示意图；
图4：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法C向结构示意图；
图5：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法垫板结构示意图；
图6：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法滑动隔板结构示意图；
图7：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法端板结构示意图；
图8：本发明一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法推动板结构示意图；
图中：底板1、第一气缸支撑柱2、第一气缸3、第一气缸伸缩轴4、推动板5、端板6、垫板7、滑槽8、通槽9、凹槽10、支撑板11、滑动隔板12、弹簧固定孔13、弹簧14、电芯槽15、方形锂电池16、辊压装置17、第二气缸支撑柱1701、第二气缸1702、第二气缸伸缩轴1703、连接板1704、固定杆1705、金属轮1706、固定板18、控制箱19、线束20、第三气缸21、第三气缸伸缩轴22、托板23、凸柱24、凸起25、螺栓26；
具体实施方式
接下来结合附图1-8对本发明的一个具体实施例来做详细地阐述。
一种方形锂电池外壳固定加工装置，包括底板1，在所述底板1上设有第一气缸支撑柱2，所述第一气缸支撑柱2上端设有第一气缸3，所述第一气缸3通过第一气缸伸缩轴4连接推动板5，在所述推动板5前方还设有端板6，所述推动板5和所述端板6下方设有垫板7，所述垫板7两侧设有滑槽8，且在所述垫板7中间均匀的设有多个通槽9，所述推动板5和所述端板6下方均设有与所述滑槽8相对应的凹槽10，所述垫板7通过两个支撑板11与所述底板1固定，在所述推动板5和所述端板6之间设置有至少一个滑动隔板12，所述推动板5和所述端板6一侧均设有弹簧固定孔13，所述滑动隔板12两侧设有弹簧固定孔13，所述推动板5与所述滑动隔板12、所述端板6与所述滑动隔板12、相邻所述滑动隔板12之间通过弹簧14与所述弹簧固定孔13弹性连接，所述推动板5与所述滑动隔板12、所述端板6与所述滑动隔板12、相邻所述滑动隔板12之间形成电芯槽15，所述电芯槽15放置所述方形锂电池16，所述方形锂电池16窄面面积大于所述通槽9面积，在每一个所述方形锂电池16一侧均设有相对应的辊压装置17，所述辊压装置17包括第二气缸支撑柱1701，所述第二气缸支撑柱1701固定在所述底板1上，且在所述第二气缸支撑柱1701上固定第二气缸1702，所述第二气缸1702通过第二气缸伸缩轴1703与连接板1704连接，所述连接板1704前端固定连接固定杆1705，所述固定杆1705设有金属轮1706，所述金属轮1706与所述方形锂电池16相切，在所述端板6一侧设有通过螺栓26连接的固定板18，所述固定板18还通过螺栓26与所述支撑板11连接，在所述底板1还设有控制箱19，所述控制箱19通过线束20控制所述第一气缸3和所述第二气缸1702，由不同的控制阀控制；
进一步的，为使得所述辊压装置17效果更佳，在两个所述支撑板11之间设有与所述底板1固定连接的第三气缸21，所述第三气缸21通过第三气缸伸缩轴22与托板23连接，在所述托板14上设有在所述通槽9中间的多个凸柱24，所述凸柱24与所述方形锂电池16接触；使得所述方形锂电池16上下移动，所述控制箱19通过线束20控制所述第三气缸21，由不同的控制阀控制；
进一步的，为了使得可有效控制方形锂电池厚度，保持方形锂电池的厚度大小的一致性，在所述推动板5和所述端板6内侧以及在所述滑动隔板12两侧设有凸起25；
进一步的，所述凸起25形状可为圆形或者方型；
进一步的，所述凸起25的面积为所述方形锂电池16的50％～90％；
进一步的，一种方形锂电池外壳固定加工装置的加工方法包括以下实施例：
实施例一：选用30个方形锂电池为一组，所述凸起25的高度为1mm，面积为方形锂电池的90％；
S1：使用时，将所有的气缸接通控制箱19开关和电源，控制箱19控制第一气缸3，松开第一气缸伸缩轴4，使得弹簧14处于松开状态，将方形锂电池16放入电芯槽15内；
S2：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，带动设置在托盘23上的凸柱24，使得方形锂电池16的高度与滑动隔板12的高度相同；
S3：控制箱19控制第一气缸3，第一气缸伸缩轴4向前运动，因端板6一侧设有固定板18，且固定板18与支撑板11螺栓连接，弹簧14处于压缩状态，使得装配的方形锂电池16左右方向进行固定，
S4：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，使得方形锂电池16高于滑动隔板12高度，高度为：0.5cm，将方形锂电池16与盖板进行焊接，
S5：控制箱19控制第二气缸1702，使得第二气缸伸缩轴1703向前运动，带动金属轮1706向前运动，对完成焊接的方形锂电池16进行表面辊压
S6控制箱19控制第三气缸21运动，使得第三气缸伸缩轴22回缩，方形锂电池16的高度与滑动隔板12对齐，对方形锂电池16进行烘烤、注液、化成、分容等加工操作，获得成品电池。
实施例二：选用30个方形锂电池为一组，所述凸起25的高度为1.5mm，面积为方形锂电池的70％；
S1：使用时，将所有的气缸接通控制箱19开关和电源，控制箱19控制第一气缸3，松开第一气缸伸缩轴4，使得弹簧14处于松开状态，将方形锂电池16放入电芯槽15内；
S2：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，带动设置在托盘23上的凸柱24，使得方形锂电池16的高度与滑动隔板12的高度相同；
S3：控制箱19控制第一气缸3，第一气缸伸缩轴4向前运动，因端板6一侧设有固定板18，且固定板18与支撑板11螺栓连接，弹簧14处于压缩状态，使得装配的方形锂电池16左右方向进行固定，
S4：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，使得方形锂电池16高于滑动隔板12高度，高度为：1cm，将方形锂电池16与盖板进行焊接，
S5：控制箱19控制第二气缸1702，使得第二气缸伸缩轴1703向前运动，带动金属轮1706向前运动，对完成焊接的方形锂电池16进行表面辊压
S6控制箱19控制第三气缸21运动，使得第三气缸伸缩轴22回缩，方形锂电池16的高度与滑动隔板12对齐，对方形锂电池16进行烘烤、注液、化成、分容等加工操作，获得成品电池。
实施例三：选用30个方形锂电池为一组，所述凸起25的高度为2mm，面积为方形锂电池的50％；
S1：使用时，将所有的气缸接通控制箱19开关和电源，控制箱19控制第一气缸3，松开第一气缸伸缩轴4，使得弹簧14处于松开状态，将方形锂电池16放入电芯槽15内；
S2：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，带动设置在托盘23上的凸柱24，使得方形锂电池16的高度与滑动隔板12的高度相同；
S3：控制箱19控制第一气缸3，第一气缸伸缩轴4向前运动，因端板6一侧设有固定板18，且固定板18与支撑板11螺栓连接，弹簧14处于压缩状态，使得装配的方形锂电池16左右方向进行固定，
S4：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，使得方形锂电池16高于滑动隔板12高度，高度为：2cm，将方形锂电池16与盖板进行焊接，
S5：控制箱19控制第二气缸1702，使得第二气缸伸缩轴1703向前运动，带动金属轮1706向前运动，对完成焊接的方形锂电池16进行表面辊压
S6控制箱19控制第三气缸21运动，使得第三气缸伸缩轴22回缩，方形锂电池16的高度与滑动隔板12对齐，对方形锂电池16进行烘烤、注液、化成、分容等加工操作，获得成品电池。
对比例一：选用30个方形锂电池为一组，没有所述凸起25；
S1：使用时，将所有的气缸接通控制箱19开关和电源，控制箱19控制第一气缸3，松开第一气缸伸缩轴4，使得弹簧14处于松开状态，将方形锂电池16放入电芯槽15内；
S2：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，带动设置在托盘23上的凸柱24，使得方形锂电池16的高度与滑动隔板12的高度相同；
S3：控制箱19控制第一气缸3，第一气缸伸缩轴4向前运动，因端板6一侧设有固定板18，且固定板18与支撑板11螺栓连接，弹簧14处于压缩状态，使得装配的方形锂电池16左右方向进行固定，
S4：控制箱19控制第三气缸21，使得第三气缸伸缩轴22向上运动，使得方形锂电池16高于滑动隔板12高度，将方形锂电池16与盖板进行焊接，
S5：控制箱19控制第二气缸1702，使得第二气缸伸缩轴1703向前运动，带动金属轮1706向前运动，对完成焊接的方形锂电池16进行表面辊压
S6控制箱19控制第三气缸21运动，使得第三气缸伸缩轴22回缩，方形锂电池16的高度与滑动隔板12对齐，对方形锂电池16进行烘烤、注液、化成、分容等加工操作，获得成品电池；
统计实施例1-3和对比例1加工数据对比，对比结果如下：
由此可见采用本发明的一种方形锂电池外壳固定加工装置及其加工方法，对锂电池进行焊接、表面辊压、烘烤、注液、化成、分容等加工，实施例良品率均达到100％，焊缝正常，外壳无膨胀。
与现有技术相比，本发明通过推动板、滑动隔板、端板在上设置凸起，可有效控制电池厚度，保持方形锂电池的厚度大小的一致性。对焊接后的待加工方形锂电池进行铝壳表面辊压处理，辊压后方形锂电池表面光滑，无毛刺。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)
1.一种方形锂电池外壳固定加工装置，包括底板(1)，其特征在于：在所述底板(1)上设有第一气缸支撑柱(2)，所述第一气缸支撑柱(2)上端设有第一气缸(3)，所述第一气缸(3)通过第一气缸伸缩轴(4)连接推动板(5)，在所述推动板(5)前方还设有端板(6)，所述推动板(5)和所述端板(6)下方设有垫板(7)，所述垫板(7)两侧设有滑槽(8)，且在所述垫板(7)中间均匀的设有多个通槽(9)，所述推动板(5)和所述端板(6)下方均设有与所述滑槽(8)相对应的凹槽(10)，所述垫板(7)通过两个支撑板(11)与所述底板(1)固定，在所述推动板(5)和所述端板(6)之间设置有至少一个滑动隔板(12)，所述推动板(5)和所述端板(6)一侧均设有弹簧固定孔(13)，所述滑动隔板(12)两侧设有弹簧固定孔(13)，所述推动板(5)与所述滑动隔板(12)、所述端板(6)与所述滑动隔板(12)、相邻所述滑动隔板(12)之间通过弹簧(14)与所述弹簧固定孔(13)弹性连接，所述推动板(5)与所述滑动隔板(12)、所述端板(6)与所述滑动隔板(12)、相邻所述滑动隔板(12)之间形成电芯槽(15)，所述电芯槽(15)放置所述方形锂电池(16)，所述方形锂电池(16)窄面面积大于所述通槽(9)面积，在每一个所述方形锂电池(16)一侧均设有相对应的辊压装置(17)，所述辊压装置(17)包括第二气缸支撑柱(1701)，所述第二气缸支撑柱(1701)固定在所述底板(1)上，且在所述第二气缸支撑柱(1701)上固定第二气缸(1702)，所述第二气缸(1702)通过第二气缸伸缩轴(1703)与连接板(1704)连接，所述连接板(1704)前端固定连接固定杆(1705)，所述固定杆(1705)设有金属轮(1706)，所述金属轮(1706)与所述方形锂电池(16)相切，在所述端板(6)一侧设有通过螺栓(26)连接的固定板(18)，所述固定板(18)还通过螺栓(26)与所述支撑板(11)连接，在所述底板(1)还设有控制箱(19)，所述控制箱(19)通过线束(20)控制所述第一气缸(3)和所述第二气缸(1702)，由不同的控制阀控制。
2.根据权利要求1所述的一种方形锂电池外壳固定加工装置，其特征在于：在两个所述支撑板(11)之间设有与所述底板(1)固定连接的第三气缸(21)，所述第三气缸(21)通过第三气缸伸缩轴(22)与托板(23)连接，在所述托板(14)上设有在所述通槽(9)中间的多个凸柱(24)，所述凸柱(24)与所述方形锂电池(16)接触；使得所述方形锂电池(16)上下移动，所述控制箱(19)通过线束(20)控制所述第三气缸(21)，由不同的控制阀控制。
3.根据权利要求1所述的一种方形锂电池外壳固定加工装置，其特征在于：在所述推动板(5)和所述端板(6)内侧以及在所述滑动隔板(12)两侧设有凸起(25)。
4.根据权利要求3所述的一种方形锂电池外壳固定加工装置，其特征在于：所述凸起(25)形状可为圆形或者方型。
5.根据权利要求3所述的一种方形锂电池外壳固定加工装置，其特征在于：所述凸起(25)的面积为所述方形锂电池(16)的50％～90％。
6.一种方形锂电池外壳的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：使用时，将所有的气缸接通控制箱(19)开关和电源，控制箱(19)控制第一气缸(3)，松开第一气缸伸缩轴(4)，使得弹簧(14)处于松开状态，将方形锂电池(16)放入电芯槽(15)内；
S2：控制箱(19)控制第三气缸(21)，使得第三气缸伸缩轴(22)向上运动，带动设置在托盘(23)上的凸柱(24)，使得方形锂电池(16)的高度与滑动隔板(12)的高度相同；
S3：控制箱(19)控制第一气缸(3)，第一气缸伸缩轴(4)向前运动，因端板(6)一侧设有固定板(18)，且固定板(18)与支撑板(11)螺栓连接，弹簧(14)处于压缩状态，使得装配的方形锂电池(16)左右方向进行固定；
S4：控制箱(19)控制第三气缸(21)，使得第三气缸伸缩轴(22)向上运动，使得方形锂电池(16)高于滑动隔板(12)的高度，将方形锂电池(16)与盖板进行焊接；
S5：控制箱(19)控制第二气缸(1702)，使得第二气缸伸缩轴(1703)向前运动，带动金属轮(1706)向前运动，对完成焊接的方形锂电池(16)进行表面辊压；
S6：控制箱(19)控制第三气缸(21)运动，使得第三气缸伸缩轴(22)回缩，方形锂电池(16)的高度与滑动隔板(12)对齐，对方形锂电池(16)进行烘烤、注液、化成、分容等加工操作，获得成品电池。
7.根据权利要求6所述的一种方形锂电池外壳的加工方法，其特征在于：所述S4的步骤中，所述方形锂电池(16)高于滑动隔板(12)的高度，高度为0.5-2.0cm。
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