CN114406428A - 一种锂电池串联点焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池点焊设备技术领域，具体公开了一种锂电池串联点焊装置；包括机座和料仓，两个料仓的下方均设置有下料辊，且两个下料辊同步、反向转动设置，下料辊的辊身上开设有多个接料槽，接料槽形状相反且相互交错设置，位于两个下料辊辊隙的下方设置有电池输送装置，电池输送装置上排料通道的正下方设置有定角度旋转的转盘，且转盘上均匀开设有径向条形口，转盘的前后两侧均设置有焊枪组件；本发明公开的锂电池串联点焊装置其结构设计新颖，有效解决了在现有锂电池串联焊接过程中需要人工手动将相邻两个锂电池正负极相反摆放的问题，实现了锂电池组串联点焊的过程全自动化，极大提高了对锂电池串联点焊的效率，其实际使用效果十分优异。

Description

一种锂电池串联点焊装置

技术领域

本发明涉及锂电池点焊设备技术领域，具体公开了一种锂电池串联点焊装置。

背景技术

锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。锂电池因具有高充电密度、长寿命和高单位成本等优点，相比于市场上相对其他类型的电池更受欢迎。锂电池组在制备过程中，需要将多个锂电池的正极、负极依次排布好，然后再通过导电极片（如镍片）串接在一起，最后装在电池箱中使用。

目前锂电池组的制备过程一般采用人工方式进行，即工作人员通过使用模具将若干个柱形电池排布起来，并且在排布过程中需要人工将相邻两个锂电池的正负极相反插装，随后再将装好的锂电池使用点焊机进行人工焊接，整个焊接过程不仅劳动强度高、生产效率低，而且一旦工作人员将锂电池的正负极弄错就会导致整个电池组无法正常使用。

申请号为2021100958843的发明专利公开了一种用于多个锂电池串联的点焊系统，包括电池点焊平台，在电池点焊平台顶端的一侧固定安装有电池下料单元，在电池点焊平台顶端的另一侧固定安装有电池串联体出料输送带，在电池点焊平台的顶端位于电池串联体正极点焊单元的后侧固定安装有往复式横向输送单元；该发明专利公开的锂电池串联的点焊系统虽然自动化程度高，极大降低了作业人员的劳动强度，但是点焊系统的下料电池下料单元将锂电池排下时无法实现相邻两个电池的电极相反设置，因此在后续串联焊接过程中还需要人工对电池正负极进行对调，从而完成相邻两个锂电池的正负极之间的点焊，因此该锂电池串联的点焊系统仍需要人工辅助作业，无法实现锂电池组点焊过程中的全自动化。针对现有人工将锂电池组点焊加工以及现有点焊系统的上述不足，本申请设计了一种能够有效解决上述技术问题的锂电池串联点焊装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有人工将锂电池组点焊加工效率低、劳动强度大以及现有点焊系统需要人工将相邻锂电池电极相反摆放的不足，设计了一种能够有效解决上述技术问题的锂电池串联点焊装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种锂电池串联点焊装置，包括机座和料仓，两个所述料仓对称设置在机座的上方，且内部装有正负极相反摆放的锂电池，两个所述料仓的下方均设置有与料仓上的下料通道相贴合的下料辊，且两个下料辊同步、反向转动设置，所述下料辊的辊身上呈环形阵列状开设有多个接料槽，两个所述下料辊上的接料槽形状相反且相互交错设置；

位于两个下料辊辊隙的下方设置有电池输送装置，所述电池输送装置上连接有将锂电池排出的排料通道，位于所述排料通道的正下方设置有定角度旋转的转盘，且转盘上均匀开设有若干个径向条形口，位于所述转盘的前后两侧均设置有焊枪组件以及将焊枪组件向转盘处推动的推动装置，且焊枪组件与转盘上的径向条形口处于同一平面设置。

本发明公开的锂电池串联点焊装置通过两个下料辊的同步反向转动将两个料仓中的锂电池依次排入到电池输送装置，并且使得相邻两个锂电池之间正负极相反交错设置，然后再由电池输送装置排入到转盘上的径向条形口中，待径向条形口中的锂电池达到设定数量后进行定角度旋转与焊枪组件对齐，再通过推动装置的作用将焊枪组件向锂电池的两端运动，同时通过外设的电极片上料机构将电极片放在锂电池的两端，通过焊枪组件同时将一组锂电池的正负极进行串联。待一组锂电池串联焊接完成后再通过转盘的旋转作用将其成品排下即可，整个点焊过程只需要作用人员将锂电池装入料仓中即可，全过程无需人员参与，整个装置其自动化程度高，对锂电池串联焊接的效率也得到了极大的提升。

作为上述方案的具体设置，所述机座的上表面固定设置有立板，所述料仓、电池输送装置均固定设置在立板上。

作为上述方案的具体设置，所述立板上设置有两个驱动电机，两个所述驱动电机分别与对应的下料辊相连接，且两个驱动电机转速相同、转向相反设置。

作为上述方案的具体设置，所述立板上设置有步进电机，所述步进电机的输出轴与转盘相连接。

作为上述方案的具体设置，所述接料槽的形状为一端呈半圆形，另一端呈弧形并延伸至下料辊的外圆面上。

作为上述方案的具体设置，所述电池输送装置包括传送机箱和设置在传送机箱中的传送皮带，所述传送皮带上均匀设置有多个挡料块，所述传送机箱的一端连接有设置在两个下料辊之间的接料斗，另一端连接有设置在转盘正上方的排料通道；上述通过接料斗将落下的锂电池接住，然后排入到传送机箱中，随后在传送皮带的作用下进入排料通道中，并垂直落在转盘的径向条形口中。

作为上述方案的具体设置，所述转盘的厚度小于锂电池的长度设置，且转盘上开设的径向条形口为6-8个；上述转盘厚度的设计使得锂电池在落入径向条形口中时其前后两端均伸出一部分，从而方便后续的点焊过程，并且具体径向条形口的数量根据实际情况确定。

作为上述方案的具体设置，所述焊枪组件包括条形板以及呈直线状设置在条形板上的多个点焊枪头，所述推动装置与条形板相连接。

作为上述方案的进一步设置，位于所述转盘下方的机座上表面设置有出料输送机；该设置的出料输送机与转盘相衔接，用于接收从转盘中排出的锂电池组并将其输送至下一工序。

与现有技术相比，有益效果：

本发明公开的锂电池串联点焊装置通过两个料仓用于装入锂电池，然后通过两个旋转设置的下料辊的作用能够依次将两个料仓中的锂电池排下，并且依次排下的锂电池正负极相反，再由输送装置将其送至转盘的径向条形口中形成一组锂电池，然后通过推动装置的作用将焊枪组件完成对锂电池组的串联焊接过程；整个锂电池串联点焊装置其结构设计新颖，有效解决了在现有锂电池串联焊接过程中需要人工手动将相邻两个锂电池正负极相反摆放的问题，实现了锂电池组串联点焊的过程全自动化，极大提高了对锂电池串联点焊的效率，其实际使用效果十分优异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一角度立体结构示意图；

图2为本发明的第二角度立体结构示意图；

图3为本发明中电池摆放料仓、下料辊的主视内部平面结构示意图；

图4为本发明中下料辊的立体结构示意图；

图5为本发明中电池输送装置、转盘的主视平面结构示意图；

图6为本发明中转盘的立体结构示意图；

图7为本发明中焊枪组件的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~7，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

实施例1公开了一种实现相邻两个锂电池正负极自动交错调节的串联点焊装置，参考附图1、附图2和附图3，该锂电池串联点焊装置的主体包括机座100、两个电池摆放料仓200、设置在电池摆放料仓200下方的分料机构300、电池输送装置400以及旋转焊接机构500。

其中，机座100由不锈钢板围合组成的长方体状箱体，在机座100的前侧面设置有控制柜101，并在机座100的下表面设置有若干个减震支脚102。在机座100的上表面后端焊接或者通过螺栓固定连接有立板103，并将两个电池摆放料仓200呈镜像对称固定设置在立板103前侧面的上端，电池摆放料仓200的内腔的厚度略大于锂电池的长度，使得能够使得装入的电池摆放整齐。同时，将电池摆放料仓200的下端设置成倾斜状，并在每个电池摆放料仓200的下端连接有下料通道201。在将锂电池装入两个电池摆放料仓200中时，其中一个电池摆放料仓200中的锂电池正极全部超前设置，而将另一个电池摆放料仓200中的锂电池负极全部超前设置。

参考附图3和附图4，分料机构300包括两个下料辊301以及设置在立板103背面的两个驱动电机302，两个下料辊301分别设置在对应电池摆放料仓200的下料通道201正下方，并使下料辊301的辊身与下料通道201相贴合。同时将两个驱动电机302的输出轴分别与对应的下料辊301相连接，并且控制两个驱动电机302转速相同、转向相反设置，通过驱动电机302的作用使得两个下料辊301转速相同、转向相反转动。在每个下料辊301的辊身上均呈环形阵列状开设有多个电池接料槽303，该电池接料槽303的一端截面为略大于锂电池的半圆形，另一端截面呈弧形延伸至下料辊301的外圆面上，须注意在设计时使得两个下料辊301上的电池接料槽303形状相反设置，同时两个下料辊301上的电池接料槽303交错设计，从而使得两个下料辊301在同步反向转动过程中能够依次交错将正负极相反的锂电池从两者之间的辊隙排下。

参考附图1和附图5，电池输送装置400包括固定设置在立板103前侧面的传送机箱401，该传送机箱401倾斜向上设置，在传送机箱401的两端分别设置有皮带辊402，两个皮带辊402之间设置有传送皮带403，传送皮带403的外表面上等间隔设置有挡料块404。在传送机箱401的下端上表面连接有输料通道 405，输料通道402的顶端连接有接料斗406，并将接料斗406设置在两个下料辊301辊隙之间的正下方，使得排下的锂电池能够被接料斗406承接，然后沿着输料通道402落入到传送皮带403的上表面，并在挡料块404的作用下将其向上输送。另外，还在传送机箱401的上端下表面连接有垂直设置的排料通道407，由传送皮带403输送的锂电池在传送机箱401的上端落下，并沿着排料通道407进行垂直下落。

参考附图5、附图6和附图7，旋转焊接机构500包括转动设置在排料通道407正下方的转盘501，该转盘501的厚度略小于锂电池的长度设置。同时还在立板103的背面设置有步进电机502，并将步进电机502的输出轴与转盘501相连接，从而实现转盘501的定角度旋转。在转盘501的圆周面上均匀开设有若干个径向条形口503，具体径向条形口503的数量可根据步进电机502每次转动的角度确定，一般设置在6-8个。以本图示为例其转盘501上开设的径向条形口503设置为8个，步进电机502可通过控制其脉冲信号实现每次精准旋转45°。同时径向条形口503的径向长度根据转盘大小以及需要串联的锂电池数量确定，例如每次需要串联8个锂电池即可将径向条形口503的径向长度设置成略大于8倍锂电池的直径。

另外，旋转焊接机构500还包括设置在转盘501前后侧的两个焊枪组件504以及电极片上料机构（图中未画出），其中焊枪组件504由多个呈直线排布的点焊枪头5041以及用于固定点焊枪头5041的条形板5042，其中条形板5042倾斜设置在垂直径向条形口503的下一个工位处，并且在条形板5042的外侧面固定有推动装置505，并将推动装置505与条形板5042相连接，通过推动装置505的作用将焊枪组件504向径向条形口503中的锂电池端部推动。而本发明中的电极片上料机构为现有技术，可通过设置机械手进行抓料，在焊枪组件504向锂电池端部推动前将电极片抓取并放置在锂电池端部与焊枪组件504之间进行焊接。

最后，为了实现点焊完成的锂电池组自动出料和输送，还在转盘501正下方的机座100上表面设置有输送机600。

本实施例1的具体实施应用以及工作原理如下：

在对多节锂电池进行串联点焊时，作业人员先将整箱的锂电池分别装入两个电池摆放料仓200中，并且使得两个电池摆放料仓200的正负极相反摆放设置。

待调试分料机构300、电池输送装置400以及旋转焊接机构500完成后，通过控制柜101启动整个设备，在两个驱动电机302的作用下，两个下料辊301同步、反向转动，从而依次将两个电池摆放料仓200的锂电池从两个下料辊301的辊隙中排下。

排下后的锂电池被接料斗406承接，并沿着排料通道407进入传送机箱401中，再由传送皮带403以及挡料块404的作用将依次正负极交错的电池倒入转盘501上的径向条形口503中，待径向条形口503中的锂电池达到设定数量后，通过步进电机502控制转盘501旋转一定角度至下一工位，此时上一工位继续进行锂电池的接收，而装满锂电池的空位处，通过电极片上料机构将电极片抓取放在锂电池端部与焊枪组件504，通过前后两个推动装置505同步作用将前后两个焊枪组件同步向转盘501处推动，然后进行焊接即可。

待焊接完成后，转盘501在步进电机502的作用下继续旋转一定角度，此时上一工位处重复上述焊接动作，而且电极片焊接完成后的锂电池组在重力作用下被排下落在输送机600上，最后由输送机600输送至下一工序或进行包装。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂电池串联点焊装置，包括机座和料仓，其特征在于，两个所述料仓对称设置在机座的上方，且内部装有正负极相反摆放的锂电池，两个所述料仓的下方均设置有与料仓上的下料通道相贴合的下料辊，且两个下料辊同步、反向转动设置，所述下料辊的辊身上呈环形阵列状开设有多个接料槽，两个所述下料辊上的接料槽形状相反且相互交错设置；

位于两个下料辊辊隙的下方设置有电池输送装置，所述电池输送装置上连接有将锂电池排出的排料通道，位于所述排料通道的正下方设置有定角度旋转的转盘，且转盘上均匀开设有若干个径向条形口，位于所述转盘的前后两侧均设置有焊枪组件以及将焊枪组件向转盘处推动的推动装置，且焊枪组件与转盘上的径向条形口处于同一平面设置。

2.根据权利要求1所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，所述机座的上表面固定设置有立板，所述料仓、电池输送装置均固定设置在立板上。

3.根据权利要求2所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，所述立板上设置有两个驱动电机，两个所述驱动电机分别与对应的下料辊相连接，且两个驱动电机转速相同、转向相反设置。

4.根据权利要求2所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，所述立板上设置有步进电机，所述步进电机的输出轴与转盘相连接。

5.根据权利要求1所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，所述接料槽的形状为一端呈半圆形，另一端呈弧形并延伸至下料辊的外圆面上。

6.根据权利要求1所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，所述电池输送装置包括传送机箱和设置在传送机箱中的传送皮带，所述传送皮带上均匀设置有多个挡料块，所述传送机箱的一端连接有设置在两个下料辊之间的接料斗，另一端连接有设置在转盘正上方的排料通道。

7.根据权利要求1所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，所述转盘的厚度小于锂电池的长度设置，且转盘上开设的径向条形口为6-8个。

8.根据权利要求1所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，所述焊枪组件包括条形板以及呈直线状设置在条形板上的多个点焊枪头，所述推动装置与条形板相连接。

9.根据权利要求1所述的锂电池串联点焊装置，其特征在于，位于所述转盘下方的机座上表面设置有出料输送机。

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