CN117677449A - 缩颈翻边滚轮、缩颈翻边机构和电池制造设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种缩颈翻边滚轮和缩颈翻边机构。缩颈翻边滚轮，用于在壳体上成型缩颈部和翻边部，包括：滚轮本体；限位部，沿滚轮本体的轴向与滚轮本体相对设置；其中，滚轮本体和限位部之间形成有间隙，间隙供翻边部的自由端插入，并限制自由端弯曲变形。本申请提供的技术方案能够提高电池的质量。
Description
本申请涉及电池生产技术领域，具体而言，涉及一种缩颈翻边滚轮、缩颈翻边机构和电池制造设备。
节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在电池技术的发展中，如何提高电池的质量，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种缩颈翻边滚轮、缩颈翻边机构和电池制造设备，其能够提高电池的质量。
本申请是通过下述技术方案实现的：
第一方面，本申请提供一种缩颈翻边滚轮，用于在壳体上成型缩颈部和翻边部，包括：滚轮本体；限位部，沿所述滚轮本体的轴向与所述滚轮本体相对设置；其中，所述滚轮本体和所述限位部之间形成有间隙，所述间隙供所述翻边部的自由端插入，并限制所述自由端弯曲变形。
本申请实施例的技术方案，电池单体通常采用卷封工艺封口，在对电池单体的壳体进行卷封之前，壳体上需要成型缩颈部和翻边部才能实现卷封。缩颈翻边滚轮用于在壳体上成型缩颈部和翻边部，滚轮本体向壳体进给使得壳体径向变形形成缩颈部且使得壳体的端部向外弯折形成翻边部。随着滚轮本体的不断进给，翻边部的自由端插入于滚轮本体和限位部之间的间隙中，且在滚轮本体的轴向(壳体的轴向)上得到约束(例如，翻边部的自由端在限位部的约束下垂直于壳体的轴向)，避免因翻边部的自由端缺少约束，导致其自由端翘起的情况发生，保证壳体翻边的精度和质量，以使得壳体和端盖的卷封质量高，进而使得电池单体以及电池具有较高的质量。
在一些实施例中，所述限位部与所述滚轮本体同轴设置，所述限位部的最大直径小于所述滚轮本体的最小直径。
本申请实施例的技术方案，限位部和滚轮本体同轴设置，且限位部的最大直径小于滚轮本体的最小直径，能够形成供翻边部向间隙插入的避让区域，避免限位部对 翻边部造成干涉。
在一些实施例中，所述限位部的外周面包括导向斜面，所述导向斜面相对于所述滚轮本体的中心轴线倾斜设置，所述导向斜面用于引导所述自由端进入所述间隙。
本申请实施例的技术方案，通过设置导向斜面，引导翻边部的自由端沿着导向斜面逐渐形变以进入间隙，降低翻边部因应力集中而断裂破损的风险，进而保证翻边的质量。
在一些实施例中，所述缩颈翻边滚轮还包括：连接部，设置在所述滚轮本体和所述限位部之间，并连接所述滚轮本体和所述限位部；其中，所述间隙为环绕所述连接部设置的第一凹槽。
本申请实施例的技术方案，滚轮本体和限位部通过连接部相互连接，使得缩颈翻边滚轮结构紧凑。同时，由于间隙为环绕连接部设置的第一凹槽，故在进行缩颈翻边工序时，缩颈翻边滚轮绕壳体公转，在壳体的周向上，翻边部的自由端均能够得到限位部的约束，保证壳体的周向的翻边质量和效率，进而保证电池的质量。
在一些实施例中，所述连接部与所述滚轮本体同轴设置。
本申请实施例的技术方案，连接部与滚轮本体同轴设置，使得缩颈翻边滚轮外观整齐，且在挤压壳体时受力均匀。
在一些实施例中，所述限位部、所述连接部与所述滚轮本体一体成型。
本申请实施例的技术方案，缩颈翻边滚轮为一体成型结构，较其为分体式结构，能够提高缩颈翻边滚轮的制造效率以及结构强度。
第二方面，本申请还提供一种缩颈翻边机构，包括：支撑件，至少部分地设置于壳体内部，以支撑所述壳体；根据第一方面中任一实施例所述的缩颈翻边滚轮，设置于所述支撑件的外周，所述缩颈翻边滚轮用于与所述支撑件配合以在所述壳体上成型缩颈部和翻边部。
本申请实施例的技术方案，支撑件配合缩颈翻边滚轮，能够提高壳体翻边的质量，保证卷封的质量，进而使得电池单体以及电池具有较高的质量。
在一些实施例中，所述支撑件包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部沿所述壳体的轴向排列且同轴设置，所述第一支撑部的外径小于所述第二支撑部的外径；所述第一支撑部用于从壳体的开口伸入所述壳体，以配合所述缩颈翻边滚轮在所述壳体上成型所述缩颈部；所述第二支撑部用于抵顶所述壳体的内壁，以配合所述缩颈翻边滚轮在所述壳体上成型所述翻边部。
本申请实施例的技术方案，第一支撑部用于限制滚轮本体的进给距离，配合滚轮本体在壳体上成型缩颈部。第二支撑部用于限制壳体的翻边高度，配合限位部在壳体上成型翻边部且保证翻边质量。
在一些实施例中，沿所述支撑件的径向，所述滚轮本体在所述支撑件上的投影位于所述第一支撑部的外周面上，所述限位部在所述支撑件上的投影位于所述第二支撑部的外周面上。
本申请实施例的技术方案，在缩颈翻边工序中，滚轮本体向第一支撑件的外周面抵顶，实现对壳体的进给以在壳体上成型缩颈部。限位部随滚轮本体的进给向第二支撑部抵顶，以实现翻边部的自由端向间隙插入，进而实现对翻边部的自由端的约束。
在一些实施例中，所述缩颈翻边滚轮的数量为多个，多个所述缩颈翻边滚轮间隔设置于所述支撑件的外周。
本申请实施例的技术方案，通过设置多个缩颈翻边滚轮，且多个缩颈翻边滚轮绕支撑件的外周间隔设置，能够使得壳体受力均匀，提高壳体在缩颈翻边过程中的稳定性，降低壳体破损的风险，提高翻边部的尺寸精度。同时，多个缩颈翻边滚轮同时工作，能够提高壳体缩颈翻边的效率，进而提高电池的生产效率。
在一些实施例中，所述缩颈翻边机构还包括：第一驱动件，用于驱动所述缩颈翻边滚轮沿所述支撑件的径向移动。
本申请实施例的技术方案，通过设置第一驱动件，能够实现缩颈翻边滚轮沿支撑件的径向向壳体进给，以实现在壳体上成型缩颈部和翻边部。
在一些实施例中，所述缩颈翻边机构还包括：第二驱动件，用于驱动所述缩颈翻边滚轮围绕所述支撑件转动。
本申请实施例的技术方案，通过设置第二驱动件，能够实现缩颈翻边滚轮绕壳体公转，进而保证壳体受力均匀，提高壳体在缩颈翻边过程中的稳定性，提高翻边部的尺寸精度。
在一些实施例中，所述缩颈翻边机构还包括：托盘，沿所述支撑件的轴向与所述支撑件相对设置，用于支撑所述壳体。
本申请实施例的技术方案，通过设置托盘支撑壳体，使得壳体在支撑件和托盘的作用下保持静止，进而提高壳体在缩颈翻边过程中的稳定性，保证翻边的质量。
在一些实施例中，所述缩颈翻边机构还包括：滚槽滚轮，设于所述支撑件的外周，用于在所述壳体上滚压成型第二凹槽，所述滚槽滚轮沿所述支撑件的周向设置。
本申请实施例的技术方案，在壳体成型缩颈部和翻边部之前，通过滚槽滚轮向壳体进给，以在壳体上滚压成型第二凹槽，再通过滚轮本体向第二凹槽进给，能够降低缩颈部的成型难度。同时，较直接对壳体进给以形成缩颈部的方案而言，先在壳体上滚压成型第二凹槽(沿支撑件的径向，第二凹槽的投影不处于电极组件上)，再通过滚轮本体滚压第二凹槽形成缩颈部，能够减小壳体的变形区域，防止因壳体形变区域过大而挤压壳体内部的电极组件，进而保证电极组件的安全性。
在一些实施例中，所述滚轮本体具有背离所述限位部的第一表面，所述第一表面所在的平面位于所述滚槽滚轮沿其轴向相对的两个表面之间。
本申请实施例的技术方案，由于滚轮本体的第一表面所在的平面位于滚槽滚轮沿其轴向相对的两个表面之间，故因滚轮本体进给导致壳体的形变位置始于第二凹槽内，进而避免缩颈部与电极组件发生干涉，保证电极组件的安全性。
在一些实施例中，所述滚轮本体的厚度大于所述滚槽滚轮的厚度。
本申请实施例的技术方案，滚轮本体的厚度大于滚槽滚轮的厚度，使得壳体有效地成型缩颈部，进而保证翻边质量。
第三方面，本申请还提供一种电池制造设备，包括上述实施例中任一项所述的缩颈翻边机构，所述缩颈翻边机构用于在电池的壳体上成型缩颈部和翻边部。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮和壳体的示意图；
图2为本申请一些实施例中成型有缩颈部和翻边部的壳体的示意图；
图3为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮和翻边部的局部示意图；
图4为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮的示意图；
图5为本申请一些实施例中缩颈翻边机构的立体图；
图6为本申请一些实施例中缩颈翻边机构的俯视图；
图7为图6中A-A向的剖视图；
图8为图7中C处的放大图；
图9为本申请一些实施例中支撑件和缩颈翻边滚轮的示意图；
图10为图9中D处的放大图；
图11为图6中B-B向的剖视图；
图12为本申请一些实施例中被滚槽滚轮滚压后壳体的示意图；
图13为图12中E处的放大图；
图14为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮和第二凹槽的示意图；
图15为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮挤压壳体时的示意图；
图16为本申请一些实施例中壳体成型出缩颈部和翻边部的示意图。
图标：10-缩颈翻边滚轮；10a-间隙；10b-第一凹槽；10c-避让区域；11-滚轮本体；110-第一表面；12-限位部；120-导向斜面；121-平整面；13-连接部；20-壳体；21-缩颈部；22-翻边部；23-第二凹槽；30-支撑件；31-第一支撑部；32-第二支撑部；33-托盘；34-滚槽滚轮。
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构 造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。
电池单体包括壳体、端盖、电极组件和电解液，电极组件和电解液收容于壳体内，端盖用于封闭壳体的开口。端盖与壳体的连接主要有焊接和卷封两种方式。其中，卷封作为一种高效快捷的封口方式，被越来越多的应用到圆柱形电池单体的生产制造中。
电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。
目前，从市场形势的发展来看，电动车辆成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。电池为车辆的行驶和车辆中的各种电气元件的运行提供能量。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。在电池技术的发展中，如何提高电池的质量，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。
上文已提及，对于圆柱形电池单体而言，采用卷封的方式进行壳体封口，可以显著提高电池单体的生产效率。然而，采用卷封封口的电池单体容易出现质量差、良品率低的问题。发明人发现，这是因为在进行卷封之前，需要进行缩颈翻边，即，在壳体靠近开口的一端成型缩颈部和翻边部。但是，在现有技术中，对电池单体的壳体 进行缩颈翻边时，由于翻边部的自由端未受到约束，翻边部的自由端容易翘起，会致使电池单体的端盖无法有效地与翻边部贴合，导致卷封质量较差，从而影响电池单体的质量。
基于以上考虑，为避免翻边部的自由端翘起，保证翻边精度，提高电池的质量，发明人经过深入研究，在缩颈翻边滚轮上设计限位部，以限制翻边部的自由端弯曲变形，进而避免翻边部的自由端翘起。
缩颈翻边滚轮用于在壳体上成型缩颈部和翻边部。作为一种实施例，壳体静止，缩颈翻边滚轮绕壳体公转的同时沿壳体的径向向壳体进给，在壳体上滚压成型缩颈部，同时壳体的开口端向外弯折形成翻边部。随着缩颈翻边滚轮的不断进给，翻边部的自由端被限位部约束，避免自由端翘起的情况发生，保证壳体翻边的精度和质量，使得端盖能够稳定地贴合于翻边部，以保证后续卷封质量，进而使得电池单体具有较高的质量。
本申请实施例公开的缩颈翻边滚轮包括但不限于在圆柱电池单体的壳体、易拉罐或者其他各种容器上成型缩颈部和翻边部。
缩颈翻边滚轮为缩颈翻边机构的部分结构，缩颈翻边机构指用于对壳体加工，在壳体上成型缩颈部和翻边部以能够实现卷封的设备。例如，缩颈翻边机构还包括第一驱动件和第二驱动件，第一驱动件用于驱动缩颈翻边滚轮向壳体进给，第二驱动件用于驱动缩颈翻边滚轮绕壳体公转，以在壳体上成型缩颈部和翻边部。
本申请的一些实施例中，请参见图1-图4，图1为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮10和壳体20的示意图，图2为本申请一些实施例中成型有缩颈部21和翻边部22的壳体20的示意图，图3为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮10和翻边部22的局部示意图，图4为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮10的示意图。
缩颈翻边滚轮10，用于在壳体20上成型缩颈部21和翻边部22，包括滚轮本体11和限位部12。限位部12沿滚轮本体11的轴向与滚轮本体11相对设置。其中，滚轮本体11和限位部12之间形成有间隙10a，间隙10a供翻边部22的自由端插入，并限制自由端弯曲变形。
缩颈部21为壳体20受缩颈翻边滚轮10挤压变形而径向收缩的部位。在成型缩颈部21同时，壳体20的开口端向外弯折形成翻边部22。翻边部22用于与端盖(未示出)的边缘部一起卷绕，实现卷封。翻边部22的自由端为翻边部22远离缩颈部21的一端。
滚轮本体11为缩颈翻边滚轮10的主体部分。当缩颈翻边滚轮10沿壳体20的径向进给时，滚轮本体11的外周面与壳体20接触，对壳体20进行挤压，使得壳体20径向变形以成型缩颈部21。
限位部12为缩颈翻边滚轮10的限制翻边部22的自由端翘起的部分。
间隙10a为缩颈翻边滚轮10的供翻边部22的自由端插入的部位，翻边部22的自由端插入于间隙10a后，受限位部12的约束以避免翻边部22上翘。
通过将限位部12沿滚轮本体11的轴向与滚轮本体11相对设置，且滚轮本体11和限位部12之间形成有间隙10a，以使得滚轮本体11在对壳体20进行挤压时，翻边部22的自由端能够插入于间隙10a
并受限位部12约束，防止翻边部22的自由端翘起，以保证后续卷封的质量，进而保证电池单体的质量。
根据本申请的一些实施例，请参见图4，限位部12与滚轮本体11同轴设置，限位部12的最大直径小于滚轮本体11的最小直径。
限位部12和滚轮本体11均为回转结构，二者的中心轴线相互重合。缩颈翻边滚轮10绕壳体20公转并沿壳体20的径向进给，能够高效地在壳体20上成型缩颈部21和翻边部22。
限位部12的最大直径小于滚轮本体11的最小直径，可以指，沿缩颈翻边滚轮10的径向，限位部12的最大尺寸小于滚轮本体11的最小尺寸，使得二者之间具有避让区域10c，该避让区域10c容许翻边部22的自由端插入于间隙10a中，而不受限位部12的干涉。
限位部12和滚轮本体11同轴设置，且限位部12的最大直径小于滚轮本体11的最小直径，一方面，能够形成供翻边部22向间隙10a插入的避让区域10c，避免限位部12对翻边部22造成干涉，另一方面，限位部12和滚轮本体11能够同步运动，通过对壳体20挤压，能够高效地在壳体20上成型缩颈部21和翻边部22。
根据本申请的一些实施例，如图3和图4，限位部12的外周面包括导向斜面120，导向斜面120相对于滚轮本体11的中心轴线倾斜设置，导向斜面120用于引导自由端进入间隙10a。
导向斜面120可以为限位部12的外周面的一部分，其相对于滚轮本体11的中心轴线倾斜，以在壳体20因缩颈翻边滚轮10挤压而形变时，引导翻边部22的自由端逐渐形变弯折以进入间隙10a。
如图3和图4，限位部12面向滚轮本体11的面为平整面121，该平整面121所在的平面垂直于滚轮本体11的中心轴线(即，垂直于壳体20的轴线)。当壳体20因挤压而成型翻边部22时，翻边部22的自由端会先沿着导向斜面120逐渐变形，最终翻边部22的自由端受平整面121约束，以垂直于滚轮本体11的中心轴线。
通过设置导向斜面120，引导翻边部22的自由端沿着导向斜面120逐渐形变以进入间隙10a，较翻边部22的自由端未受引导而直接插入于间隙10a的方案而言，能够降低翻边部22因应力集中而断裂破损的风险，进而保证翻边的质量。
根据本申请的一些实施例，如图4，缩颈翻边滚轮10还包括连接部13，连接 部13设置在滚轮本体11和限位部12之间，并连接滚轮本体11和限位部12；其中，间隙10a为环绕连接部13设置的第一凹槽10b。
请参见图4，连接部13位于滚轮本体11和限位部12之间，并将滚轮本体11和限位部12连接。通过连接部13的连接，使得缩颈翻边滚轮10为整体式的结构。
滚轮本体11和限位部12通过连接部13相互连接，使得缩颈翻边滚轮10结构紧凑，空间占用率低。同时，由于间隙10a为环绕连接部13设置的第一凹槽10b，故在进行缩颈翻边工序时，缩颈翻边滚轮10绕壳体20公转，在壳体20的周向上，翻边部22的自由端的任意位置均能够得到限位部12的约束，保证壳体20的翻边质量和效率，以使得电池单体具有较高的质量。
在另一些实施例中，缩颈翻边滚轮10可以为分体式的结构，如滚轮本体11和限位部12为两个独立的部件，限位部12与滚轮本体11沿滚轮本体11轴向相对间隔设置，当滚轮本体11向壳体20进给时，翻边部22的自由端同样地能够插入于间隙10a中并被限位部12约束。同时，在另一些实施例中，连接部13可不设置于滚轮本体11和限位部12之间，连接部13可以为一个“匚”形支架，其一端设于限位部12的背离于滚轮本体11的表面，其另一端设于滚轮本体11的背离于限位部12的表面。
根据本申请的一些实施例，连接部13与滚轮本体11同轴设置。
连接部13和滚轮本体11均为回转结构，且二者的中心轴线相互重合。
连接部13和滚轮本体11同轴设置，使得缩颈翻边滚轮10外观整齐，在在挤压壳体20时受力均匀。
在一些实施例中，连接部13的最大直径小于限位部12的最小直径，即沿缩颈翻边滚轮10的径向，限位部12的最小尺寸大于连接部13的最大尺寸，以实现限位部12对翻边部22的自由端的约束，避免翻边部22的自由端翘起。
连接部13与滚轮本体11同轴设置且连接部13的最大直径小于限位部12的最小直径，故能够保证限位部12对翻边部22的自由端起到有效地约束，避免翻边部22的自由端翘起，保证卷封的质量，进而保证电池单体的质量。
根据本申请的一些实施例，限位部12、连接部13与滚轮本体11一体成型。
缩颈翻边滚轮10可通过铸造、铣削、三维打印等技术一体成型。
本申请实施例的技术方案，缩颈翻边滚轮10为一体成型结构，较其为分体式结构，能够提高缩颈翻边滚轮10的制造效率以及结构强度。
根据本申请的一些实施例，参见图5-图7，图5为本申请一些实施例中缩颈翻边机构的立体图，图6为本申请一些实施例中缩颈翻边机构的俯视图，图7为图6中A-A向的剖视图。本申请还提供一种缩颈翻边机构，包括支撑件30和缩颈翻边滚轮10。支撑件30至少部分地设置于壳体20内部，以支撑壳体20。缩颈翻边滚轮10设置于支撑件30的外周，缩颈翻边滚轮10用于与支撑件30配合以在壳体20上成型缩颈 部21和翻边部22。
壳体20具有开口，支撑件30的至少部分由该开口伸入于壳体20内部，对壳体20进行支撑，防止壳体20位移。
当支撑件30的至少部分地设置于壳体20内部时，缩颈翻边滚轮10能够沿支撑件30的径向进给，以挤压壳体20壁面，使壳体20壁面变形并抵顶于支撑件30，进而在壳体20上成型缩颈部21和翻边部22。
本申请实施例的技术方案，支撑件30配合缩颈翻边滚轮10，能够提高壳体20翻边的质量，保证后续卷封的质量，进而使得电池单体具有较高的质量。
根据本申请的一些实施例，如图8，图8为图7中C处的放大图。支撑件30包括第一支撑部31和第二支撑部32，第一支撑部31和第二支撑部32沿壳体20的轴向排列且同轴设置，第一支撑部31的外径小于第二支撑部32的外径；第一支撑部31用于从壳体20的开口伸入壳体20，以配合缩颈翻边滚轮10在壳体20上成型缩颈部21；第二支撑部32用于抵顶壳体20的内壁，以配合缩颈翻边滚轮10在壳体20上成型翻边部22。
第一支撑部31和第二支撑部32均为回转结构，二者同轴设置且沿壳体20的周向排列。第一支撑部31的外径小于第二支撑部32的外径。第一支撑部31和第二支撑部32伸入于壳体20内，第一支撑部31与壳体20内部之间的间距为缩颈翻边滚轮10进给的距离，当缩颈翻边滚轮10挤压壳体20的壁面时，将壳体20的壁面抵接于第一支撑部31。第二支撑部32与壳体20的内壁抵顶，以在缩颈翻边滚轮10挤压壳体20的壁面并使得壳体20形变时，壳体20的内壁能够沿着第二支撑部32和第一支撑部31之间的凹陷区域形变弯折，以在壳体20上成型翻边部22。
第一支撑部31的外径较第二支撑部32小，用于限制滚轮本体11的进给距离，配合滚轮本体11在壳体20上成型缩颈部21。第二支撑部32的外径较第一支撑部31大，在进行缩颈翻边工艺前，第二支撑部32能够抵顶于壳体20的开口端，当缩颈翻边滚轮10向壳体20进给，在壳体20上成型翻边部21时，第二支撑部32能够与翻边部21的内壁贴合，以限制壳体20的翻边高度，保证翻边质量。
在一些实施例中，为保证翻边部22的成型质量，降低翻边部22破裂的风险，第一支撑部31和第二支撑部32之间圆滑过渡。
根据本申请的一些实施例，如图8-图10，图9为本申请一些实施例中支撑件30和缩颈翻边滚轮10的示意图，图10为图9中D处的放大图。沿支撑件30的径向，滚轮本体11在支撑件30上的投影位于第一支撑部31的外周面上，限位部12在支撑件30上的投影位于第二支撑部32的外周面上。
“滚轮本体11在支撑件30上的投影位于第一支撑部31的外周面上”，指缩颈翻边滚轮10沿支撑件30的径向进给时，滚轮本体11将壳体20的壁面挤压至第一支撑部31的外周面，以形成缩颈部21。“限位部12在支撑件30上的投影位于第二 支撑部32的外周面上”，指缩颈翻边滚轮10沿支撑件30的径向进给时，限位部12与第二支撑部32配合，以约束翻边部22的自由端的形变位置，保证翻边质量。可选地，限位部12的朝向滚轮本体11的表面与第二支撑部32朝向第一支撑部31的表面处于同一平面，进而有效地保证翻边质量。
本申请实施例的技术方案，在缩颈翻边工艺中，滚轮本体11向第一支撑件30的外周面抵顶，实现对壳体20的挤压以在壳体20上成型缩颈部21。限位部12随滚轮本体11的进给向第二支撑部32抵顶，以实现翻边部22的自由端向间隙10a插入，进而实现对翻边部22的自由端的约束。
根据本申请的一些实施例，如图5-图7，缩颈翻边滚轮10的数量为多个，多个缩颈翻边滚轮10间隔设置于支撑件30的外周。
沿支撑件30的周向，多个缩颈翻边滚轮10的数量间隔分布，可同时沿支撑件30的径向进给，同时，多个缩颈翻边滚轮10均可沿支撑件30(壳体20)公转。参见图5，缩颈翻边滚轮10的数量为两个，两个缩颈翻边滚轮10沿支撑件30的中心轴线对称分布。
本申请实施例的技术方案，通过设置多个缩颈翻边滚轮10，且多个缩颈翻边滚轮10绕支撑件30的外周间隔设置，能够使得壳体20受力均匀，提高壳体20在缩颈翻边过程中的稳定性，降低壳体20破损的风险，提高翻边部22的尺寸精度。同时，多个缩颈翻边滚轮10同时工作，能够提高壳体20缩颈翻边的效率，进而提高电池的生产效率。
在其他实施例中，在缩颈翻边机构中的缩颈翻边滚轮10的数量也可以为一个。
根据本申请的一些实施例，缩颈翻边机构还包括第一驱动件(图中未示出)，第一驱动件用于驱动缩颈翻边滚轮10沿支撑件30的径向移动。
第一驱动件为能够输出直线运动，以实现缩颈翻边滚轮10沿支撑件30的径向移动的部件。由于滚轮通过第一驱动件实现向壳体20径向进给的方案为缩颈翻边工艺中的常规方案，故本实施例不对第一驱动件进行赘述，示例性地，第一驱动件包括但不限于直线推杆、单轴机械手、气缸等能输出直线运动的设备。
本申请实施例的技术方案，通过设置第一驱动件，能够实现缩颈翻边滚轮10沿支撑件30的径向向壳体20进给，以实现在壳体20上成型缩颈部21和翻边部22。
根据本申请的一些实施例，缩颈翻边机构还包括第二驱动件(图中未示出)，第二驱动件用于驱动缩颈翻边滚轮10围绕支撑件30转动。
第二驱动件为能够输出周向运动，以实现缩颈翻边滚轮10沿支撑件30的周向移动以实现绕壳体20公转的部件。由于滚轮通过第二驱动件实现沿壳体20的周向 运动的方案为缩颈翻边工艺中的常规方案，故本实施例不对第二驱动件进行赘述。
本申请实施例的技术方案，通过设置第二驱动件，能够实现缩颈翻边滚轮10绕壳体20公转，进而保证壳体20受力均匀，提高壳体20在缩颈翻边过程中的稳定性，提高翻边部22的尺寸精度。
根据本申请的一些实施例，请参见图5，缩颈翻边机构还包括托盘33，托盘33沿支撑件30的轴向与支撑件30相对设置，用于支撑壳体20。
托盘33为沿支撑件30的轴向与支撑件30相对设置并支撑壳体20的部件，通过与支撑件30的配合，能够使得壳体20保持静止，防止壳体20位移。在一些实施例中，托盘33被配置为能够始终支撑壳体20，以避免当壳体20因挤压变形而沿其轴向位移的情况发生，例如，托盘33被抵顶机构沿支撑件30的轴向向支撑件30抵顶，进而保证壳体20处于静止状态。
本申请实施例的技术方案，通过设置托盘33支撑壳体20，使得壳体20在支撑件30和托盘33的作用下保持静止，进而提高壳体20在缩颈翻边过程中的稳定性，保证翻边的质量。
根据本申请的一些实施例，请参见图5、图11-图13，图11为图6中B-B向的剖视图，图12为本申请一些实施例中被滚槽滚轮34滚压后壳体20的示意图，图13为图12中E处的放大图。缩颈翻边机构还包括滚槽滚轮34，滚槽滚轮34设于支撑件30的外周，用于在壳体20上滚压成型第二凹槽23，滚槽滚轮34沿支撑件30的周向设置。
滚槽滚轮34的外周轮廓呈弧状，通过向壳体20进给，以在壳体20上滚压成型第二凹槽23。第二凹槽为壳体20在挤压出缩颈部21之前成型的部位，第二凹槽23环设于壳体20。
本申请实施例的技术方案，在壳体20成型缩颈部21和翻边部22之前，通过滚槽滚轮34向壳体20进给，以在壳体20上滚压成型第二凹槽23，再通过滚轮本体11向第二凹槽23进给，能够降低缩颈部21的成型难度。同时，较直接对壳体20进给以形成缩颈部21的方案而言，先在壳体20上滚压成型第二凹槽(沿支撑件30的径向，第二凹槽23的投影不处于电极组件(图中未示出)上)，再通过滚轮本体11滚压第二凹槽23形成缩颈部21，能够减小壳体20的变形区域，防止因壳体20形变区域过大而与壳体20内部的电极组件相互干涉，进而保证电极组件的安全性。
根据本申请的一些实施例，结合图5，滚轮本体11具有背离限位部12的第一表面110，第一表面110所在的平面位于滚槽滚轮34沿其轴向相对的两个表面之间。
“第一表面110所在的平面位于滚槽滚轮34沿其轴向相对的两个表面之间”，指沿支撑件30的径向，滚轮本体11的至少部分投影和滚槽滚轮34的投影重合。
本申请实施例的技术方案，由于滚轮本体11的第一表面110所在的平面位于滚槽滚轮34沿其轴向相对的两个表面之间，故因滚轮本体11进给导致壳体20的形变位置始于第二凹槽23内，进而避免缩颈部21与电极组件发生干涉，保证电极组件的安全性。其中，“滚轮本体11进给导致壳体20的形变位置始于第二凹槽23内”，指因滚轮本体11进给导致壳体20形变的位置的远离翻边部22的一端被限制在第二凹槽23内，以防止壳体20的形变对壳体20内的电极组件(图中未示出)造成干扰。
根据本申请的一些实施例，滚轮本体11的厚度大于滚槽滚轮34的厚度。
滚轮本体11的厚度，指滚轮本体11在其轴向上的尺寸，当滚轮本体11向壳体20进给以挤压出缩颈部21时，缩颈部21在壳体20轴向上的尺寸对应于滚轮本体11的厚度。
滚槽滚轮34的厚度，指滚槽滚轮34在其轴向上的尺寸，当滚槽滚轮34滚压壳体20以成型第二凹槽23时，第二凹槽23在壳体20轴向上的尺寸对应于滚槽滚轮34的厚度。
本申请实施例的技术方案，滚轮本体11的厚度大于滚槽滚轮34的厚度，使得壳体20有效地成型缩颈部21，进而保证翻边质量。
请参见图11-图16，图14为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮10和第二凹槽23的示意图，图15为本申请一些实施例中缩颈翻边滚轮10挤压壳体20时的示意图，图16为本申请一些实施例中壳体20成型出缩颈部21和翻边部22的示意图。缩颈翻边机构的工作过程可以为：
如图11，将壳体20设置于支撑件30和托盘33之间，使得壳体20保持静止；其中，支撑件30的第一支撑部31和第二支撑部32伸入于壳体20内，壳体20的内壁与第二支撑部32的外周面抵顶。
如图11-图13，滚槽滚轮34工作，沿壳体20公转并沿壳体20的径向进给，对壳体20的壁面进行挤压，以在壳体20上滚压成型第二凹槽23，随后滚槽滚轮34退出。
如图14-图16，缩颈翻边滚轮10工作，沿壳体20公转并沿壳体20的径向进给，对壳体20的壁面进行挤压，基于第二凹槽23，在壳体20的壁面挤压出缩颈部21和翻边部22。翻边部22在限位部12的约束下垂直于壳体20的中心轴线，以具有较高的翻边质量。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种电池制造设备，电池制造设备包括上述实施例提供的缩颈翻边机构，缩颈翻边机构用于在壳体20上成型缩颈部21和翻边部22。
根据本申请的一些实施例，请参见图1-图4，本申请提供一种缩颈翻边滚轮10，该缩颈翻边滚轮10用于沿壳体20的径向进给，以在壳体20上成型缩颈部21和 翻边部22。缩颈翻边滚轮10包括滚轮本体11、限位部12以及连接部13。沿滚轮本体11的轴向，滚轮本体11、连接部13以及限位部12依次连接且同轴设置。连接部13的最大直径小于限位部12的最小直径，限位部12的最大直径小于滚轮本体11的最小直径。滚轮本体11和限位部12之间形成有间隙10a，间隙10a为环绕连接部13设置的第一凹槽10b。
限位部12面向滚轮本体11的表面为平整面121，且该平整面121垂直于滚轮本体11的中心轴线。限位部12的外周面包括导向斜面120，导向斜面120与平整面121连接，导向斜面120相对于滚轮本体11的中心轴线倾斜设置，导向斜面120用于引导翻边部22的自由端进入第一凹槽10b并被平整面121约束，以垂直于壳体20的中心轴线。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (17)
- 一种缩颈翻边滚轮，用于在壳体上成型缩颈部和翻边部，其特征在于，包括：滚轮本体；限位部，沿所述滚轮本体的轴向与所述滚轮本体相对设置；其中，所述滚轮本体和所述限位部之间形成有间隙，所述间隙供所述翻边部的自由端插入，并限制所述自由端弯曲变形。
- 根据权利要求1所述的缩颈翻边滚轮，其特征在于，所述限位部与所述滚轮本体同轴设置，所述限位部的最大直径小于所述滚轮本体的最小直径。
- 根据权利要求1或2所述的缩颈翻边滚轮，其特征在于，所述限位部的外周面包括导向斜面，所述导向斜面相对于所述滚轮本体的中心轴线倾斜设置，所述导向斜面用于引导所述自由端进入所述间隙。
- 根据权利要求1-3任一项所述的缩颈翻边滚轮，其特征在于，所述缩颈翻边滚轮还包括：连接部，设置在所述滚轮本体和所述限位部之间，并连接所述滚轮本体和所述限位部；其中，所述间隙为环绕所述连接部设置的第一凹槽。
- 根据权利要求4所述的缩颈翻边滚轮，其特征在于，所述连接部与所述滚轮本体同轴设置。
- 根据权利要求4或5所述的缩颈翻边滚轮，其特征在于，所述限位部、所述连接部与所述滚轮本体一体成型。
- 一种缩颈翻边机构，其特征在于，包括：支撑件，至少部分地设置于壳体内部，以支撑所述壳体；根据权利要求1-6任一项所述的缩颈翻边滚轮，设置于所述支撑件的外周，所述缩颈翻边滚轮用于与所述支撑件配合以在所述壳体上成型缩颈部和翻边部。
- 根据权利要求7所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述支撑件包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部沿所述壳体的轴向排列且同轴设置，所述第一支撑部的外径小于所述第二支撑部的外径；所述第一支撑部用于从壳体的开口伸入所述壳体，以配合所述缩颈翻边滚轮在所述壳体上成型所述缩颈部；所述第二支撑部用于抵顶所述壳体的内壁，以配合所述缩颈翻边滚轮在所述壳体上成型所述翻边部。
- 根据权利要求8所述的缩颈翻边机构，其特征在于，沿所述支撑件的径向，所述滚轮本体在所述支撑件上的投影位于所述第一支撑部的外周面上，所述限位部在所述支撑件上的投影位于所述第二支撑部的外周面上。
- 根据权利要求7-9任一项所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述缩颈翻边滚轮的数量为多个，多个所述缩颈翻边滚轮间隔设置于所述支撑件 的外周。
- 根据权利要求7-10任一项所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述缩颈翻边机构还包括：第一驱动件，用于驱动所述缩颈翻边滚轮沿所述支撑件的径向移动。
- 根据权利要求7-11任一项所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述缩颈翻边机构还包括：第二驱动件，用于驱动所述缩颈翻边滚轮围绕所述支撑件转动。
- 根据权利要求7-12任一项所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述缩颈翻边机构还包括：托盘，沿所述支撑件的轴向与所述支撑件相对设置，用于支撑所述壳体。
- 根据权利要求7-13任一项所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述缩颈翻边机构还包括：滚槽滚轮，设于所述支撑件的外周，用于在所述壳体上滚压成型第二凹槽，所述滚槽滚轮沿所述支撑件的周向设置。
- 根据权利要求14所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述滚轮本体具有背离所述限位部的第一表面，所述第一表面所在的平面位于所述滚槽滚轮沿其轴向相对的两个表面之间。
- 根据权利要求14或15所述的缩颈翻边机构，其特征在于，所述滚轮本体的厚度大于所述滚槽滚轮的厚度。
- 一种电池制造设备，其特征在于，包括根据权利要求7-16任一项所述的缩颈翻边机构，所述缩颈翻边机构用于在壳体上成型缩颈部和翻边部。
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