CN218169053U - 电芯焊接装置及电池生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池生产技术领域，提供一种电芯焊接装置及电池生产线。电芯焊接装置，包括：输送机构，用于输送电芯；超声波焊接装置，包括下焊头和上焊头，上焊头可升降地设置在下焊头上方，下焊头和上焊头设置在电芯的运行方向的一侧，且电芯的极耳行经上焊头与下焊头之间的间隙；升降驱动机构，用于安装超声波焊接装置并驱动超声波焊接装置升降。电芯焊接装置无需人工操作放置电芯与极耳，减少了人工的参与，能够降低操作者的劳动强度，并提高对电芯与极耳的焊接效率。在输送机构的作用下，可直接将待焊接的电芯输送至超声波焊接装置的焊接工位，以及将电芯从焊接工位移出，省却了利用机器人上料和下料的步骤，提高了对电芯的焊接效率。

Description

电芯焊接装置及电池生产线

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种电芯焊接装置及电池生产线。

背景技术

锂电池包括电芯，电芯设有用于将电芯的正负极引出的极耳。现有技术中通常需要利用焊接装置将多片层叠设置的电芯的极耳进行超声预焊。焊接装置通常包括超声波焊接机、输送装置及机器人。焊接过程中，由输送装置将电芯输送到超声波焊接机所在的位置，再由机器人抓取输送装置上的电芯放置于超声波焊接机的焊接工位上进行焊接，焊接完毕后，再通过机器人将焊接完毕的电芯从超声波焊接机上取下，并重新抓取待焊接的电芯，如此循环。现有技术中的焊接装置在对电芯焊接的过程中，需要机器人重复执行上料和下料的作业，动作步骤较多，导致电芯的焊接效率低。

实用新型内容

本实用新型提供一种电芯焊接装置及电池生产线，用以解决现有技术中焊接装置对电芯焊接所执行的动作步骤较多，导致电芯焊接效率低的缺陷，实现提高电芯的焊接效率效果。

本实用新型提供一种电芯焊接装置，包括：

输送机构，用于输送电芯；

超声波焊接装置，包括下焊头和上焊头，所述上焊头可升降地设置在所述下焊头上方，所述下焊头和所述上焊头设置在所述电芯的运行方向的一侧，且所述电芯的极耳行经所述上焊头与所述下焊头之间的间隙；

升降驱动机构，用于安装所述超声波焊接装置并驱动所述超声波焊接装置升降。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，还包括多个治具，所述治具设置于所述输送机构上，用于放置所述电芯并对所述电芯定位，多个所述治具沿所述输送机构的运行方向依次分布。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，所述治具包括支撑件和定位块，所述支撑件安装在所述输送机构上，用于支撑所述电芯，所述支撑件上设有所述定位块，所述定位块用于与所述电芯的外侧边沿相抵。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，所述支撑件包括沿所述输送机构的运行方向依次分布的第一支撑块和第二支撑块，所述第一支撑块和所述第二支撑块均与所述输送机构连接，且所述第一支撑块和所述第二支撑块均设有所述定位块。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，还包括底座，所述底座设置在所述输送机构的一侧，所述升降驱动机构位置可调地安装于所述底座上，并且所述升降驱动机构的位置调节方向与所述输送机构的输送方向呈角度设置。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，所述底座上设有导向结构和调节机构，所述升降驱动机构与所述导向结构滑动连接，所述调节机构与所述升降驱动机构连接，用于调整所述升降驱动机构的位置。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，还包括用于检测所述电芯位置的检测装置。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，沿所述输送机构的输送方向，设置有至少两个所述超声波焊接装置。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，在所述输送机构的两侧均设有所述超声波焊接装置。

根据本实用新型提供的一种电芯焊接装置，所述升降驱动机构包括支座、升降座和驱动组件，所述升降座与所述支座滑动连接，所述驱动组件安装于所述支座上并与所述升降座连接，用于驱动所述升降座运动，所述超声波焊接装置安装在所述升降座上。

本实用新型还提供一种电池生产线，包括如上所述的电芯焊接装置。

本实用新型提供的电芯焊接装置，通过输送机构输送待焊接的电芯，下焊头和上焊头设置在电芯的运行方向的一侧，且电芯的极耳行经上焊头与下焊头之间的间隙。在焊接过程中，当电芯的极耳进入到上焊头与下焊头之间时，输送机构停止输送，升降驱动机构驱动超声波焊接装置上升，以使下焊头上升与电芯的极耳相抵。上焊头下降与下焊头共同作用夹紧电芯的极耳，并对极耳进行焊接。焊接完毕后，上焊头上升，升降驱动机构驱动超声波焊接装置下降，以松开电芯的极耳。输送机构继续运行，将焊接完毕的电芯向下游输送，同时使下一个待焊接的电芯进入到上焊头与下焊头之间。

如此设置，通过将上焊头和下焊头设置在电芯的运行方向的一侧，并使电芯的极耳行经上焊头和下焊头之间，能够在输送机构的作用下，直接将待焊接的电芯输送至超声波焊接装置的焊接工位，以及将电芯从焊接工位移出，省去了利用机器人在超声波焊接装置与输送机构之间转移电芯的步骤，能够实现连续流水式焊接，提高了对电芯的焊接效率。同时，由于无需设置机器人，使得电芯焊接装置的结构更简单、紧凑，使得电芯焊接装置可适用于流水线作业。

除此之外，通过升降驱动机构驱动超声波焊接装置升降，使得下焊头能够支撑电芯的极耳，并承受上焊头下压的作用力，以避免上焊头下压的作用力传递至输送机构的输送面上，从而使得焊接过程中输送机构的输送面不会受到上焊头的作用力，避免了输送机构的输送面被压伤或者压坏，延长了输送机构的使用寿命。

本实用新型中提供的电池生产线，由于包含了本实用新型中的电芯焊接装置，因此同时包含了电芯焊接装置的上述所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例中提供的电芯焊接装置的结构示意图；

图2是图1所示电芯焊接装置的立体图；

图3是图2所示视图中的Ⅰ处的局部放大图；

图4是图1所示电芯焊接装置的左侧图；

图5是图4所示视图中的Ⅱ处的局部放大图；

图6是本实用新型实施例中提供的超声波焊接装置的结构示意图。

附图标记：

1、超声波焊接装置；101、下焊头；102、上焊头；

2、升降驱动机构；201、支座；202、升降座；203、驱动组件；

3、输送机构；4、底座；5、导向结构；6、调节螺栓；7、定位块；8、第一支撑块；9、第二支撑块；10、检测装置；11、伺服电机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有技术中，在锂电池加工过程中，需要将多片层叠设置的电芯的极耳进行超声预焊。现有技术中的焊接装置通常包括超声波焊接机、输送装置及机器人。焊接过程中，由输送装置将电芯输送到超声波焊接机所在的位置，再由机器人抓取输送装置上的电芯放置于超声波焊接机的焊接工位上进行焊接，焊接完毕后，再通过机器人将焊接完毕的电芯从超声波焊接机上取下，并重新抓取待焊接的电芯，如此循环。现有技术中的焊接装置对电芯进行焊接的过程中，需要机器人重复执行上料和下料的作业，动作步骤较多，导致电芯的焊接效率低。为了解决这一问题，达到提高电芯焊接效率的效果，本实用新型的实施例中提供了一种电芯焊接装置及电池生产线。

下面结合图1至图6描述本实用新型实施例中提供的电芯焊接装置。

具体来说，电芯焊接装置包括超声波焊接装置1、升降驱动机构2和输送机构3。

其中，输送机构3用于输送电芯。所述电芯设有待焊接的极耳。可选地，输送机构3可以是输送带机构。

超声波焊接装置1包括下焊头101和上焊头102。下焊头101可用于支撑电芯的极耳。上焊头102可升降地设置在下焊头101上方，以使上焊头102能够压紧处于上焊头102与下焊头101之间的极耳。如图5所示，下焊头101和上焊头102均设置在电芯的运行方向的一侧，且电芯的极耳行经上焊头102与下焊头101之间的间隙。

需要说明的是，超声波焊接装置1的原理是通过超声波发生器将市电转换成与换能器相匹配的高频交流电，通过高频交流电驱动换能器产生同等频率的机械振动，并将机械振动通过变幅杆传递至上焊头102，上焊头102将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在待焊接工件的结合部，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，使待焊接工件熔合连接。在本申请中待焊接工件即为多片电芯的极耳。可升降设置的上焊头102属于超声波焊接装置的常规配置，对此不再赘述。可选地，超声波焊接装置1为超声波焊接机。

升降驱动机构2用于安装超声波焊接装置1并驱动超声波焊接装置1升降。例如，在使用过程中，输送机构3设置在地面上，升降驱动机构2也设置在地面上并且位于输送机构3的输送方向的一侧，超声波焊接装置1安装在升降驱动机构2上，以在升降驱动机构2的驱动下升降。

本实用新型实施例中提供的电芯焊接装置，通过输送机构3输送待焊接的电芯，下焊头101和上焊头102设置在电芯的运行方向的一侧，且电芯的极耳行经上焊头102与下焊头101之间的间隙。在焊接过程中，当电芯的极耳进入到上焊头102与下焊头101之间时，输送机构3停止输送，升降驱动机构2驱动超声波焊接装置1上升，以使下焊头101上升与电芯的极耳相抵。上焊头102下降与下焊头101共同作用夹紧电芯的极耳，并对电芯的极耳进行焊接。焊接完毕后，上焊头102上升，升降驱动机构2驱动超声波焊接装置1下降，以松开电芯的极耳。输送机构3继续运行，将焊接完毕的电芯向下游输送，同时使下一个待焊接的电芯进入到上焊头102与下焊头101之间。

如此设置，通过将上焊头101和下焊头102设置在电芯的运行方向的一侧，并使电芯的极耳行经上焊头101和下焊头102之间，能够在输送机构3的作用下，直接将待焊接的电芯输送至超声波焊接装置的焊接工位，以及将电芯从焊接工位移出，省去了利用机器人在超声波焊接装置与输送机构之间转移电芯的步骤，能够实现连续流水式焊接，提高了对电芯的焊接效率。同时，由于无需设置机器人，使得电芯焊接装置的结构更简单、紧凑，使得电芯焊接装置可适用于流水线作业。

除此之外，通过升降驱动机构2驱动超声波焊接装置1升降，使得下焊头101能够支撑电芯的极耳，并承受上焊头102下压的作用力，以避免上焊头102下压的作用力传递至输送机构3的输送面上，从而使得焊接过程中输送机构3的输送面不会受到上焊头102的作用力，避免了输送机构3的输送面被压伤或者压坏，延长了输送机构3的使用寿命。

在本实用新型提供的一些实施例中，电芯焊接装置还包括底座4，底座4设置在输送机构3的一侧。升降驱动机构2位置可调地安装于底座4上，并且升降驱动机构2的位置调节方向与输送机构3的输送方向呈角度设置。

由于振动或者安装误差等原因，可能导致极耳在垂直于输送机构3的输送方向上与上焊头102出现偏差，使得上焊头102无法准确地对极耳进行焊接。若极耳在垂直于输送机构3的输送方向上与上焊头102出现偏差，可以调整升降驱动机构2在底座4上的位置，从而达到调整超声波焊接装置1与输送机构3之间的距离的效果，以使极耳能够在垂直于输送机构3的输送方向上与上焊头102对正，从而保证对电芯的极耳的焊接质量。

可选地，升降驱动机构2的位置调节方向垂直于输送结构的输送方向。

如图4所示，可选地，底座4可以安装在输送机构3的一侧的地面上。例如，底座4设置为底板，底板可以通过安装座(图中未示出)安装在地面上，安装座可用于支撑固定底板，并将底板垫高。

在本实用新型提供的一些实施例中，电芯焊接装置的底座4上设有导向结构5和调节机构。升降驱动机构2与导向结构5滑动连接。例如，导向结构5为导轨，升降驱动机构2通过滑块与导轨滑动连接。调节机构与升降驱动机构2连接，用于调整升降驱动机构2的位置。

若极耳在垂直于输送机构3的输送方向上与上焊头102出现偏差，可以通过调节机构调整升降驱动机构2在底座4上的位置，从而达到调整超声波焊接装置1与输送机构3之间的距离的效果，以使电芯的极耳能够在垂直于输送机构3的输送方向上与上焊头102对正，从而保证对电芯与极耳的焊接质量。

可选地，调节机构包括一对调节螺栓6。每个调节螺栓6均与底座4螺纹连接，一对调节螺栓6分别设置在导向结构5的两端，一对调节螺栓6分别从两端与升降驱动机构2相抵。在需要调节升降驱动机构2的位置时，可以松开升降驱动机构2待移动方向前方的调节螺栓6，然后旋拧升降驱动机构2待移动方向后方的调节螺栓6，使后方的调节螺栓6推动升降驱动机构2位移，升降驱动机构2到位后，再旋拧之前松开的调节螺栓6，使之与升降驱动机构2相抵，对升降驱动机构2进行固定。如此设置，调节机构的结构简单，操作方便，并且成本低廉。

当然，调节机构也可以是丝杠螺母驱动机构或者齿轮齿条驱动机构，通过丝杠螺母驱动机构或者齿轮齿条驱动机构驱动升降驱动机构2沿导向结构5移动，更加省时省力。

参考图1-图3所示，在本实用新型提供的一些实施例中，电芯焊接装置还包括多个治具。治具设置于输送机构上，用于放置电芯并对电芯进行定位。多个治具沿输送机构的运行方向的依次分布。通过治具能够对电芯进行定位，从而使电芯的位置更精确，以保证电芯与上焊头102的相对位置精确，进而提高电芯的焊接质量，并且无需对每个电芯进行单独定位和校准，便于实现连续流水式焊接。

参考图1-图3所示，在本实用新型提供的一些实施例中，治具包括支撑件和定位块7。支撑件安装在输送机构3上，用于支撑电芯。支撑件上设有定位块7，定位块7用于与电芯的外侧边沿相抵。在使用时，可以将电芯放置在支撑件上，支撑件上的定位块7与电芯的外侧边沿相抵，以对电芯进行定位，从而使电芯的位置更精确，以保证电芯与上焊头102的相对位置精确，进而提高电芯的焊接质量，并且无需对每个电芯进行单独定位和校准，便于实现连续流水式焊接。

可选地，输送机构3为输送带机构，支撑件与输送带机构的输送带连接。例如，可选地，输送机构3上设有导向槽，输送带的两侧均设有导向槽。每个导向槽均沿输送带的运行轨迹延伸设置。支撑件的两端分别可滑动地设置在两个导向槽内。在输送带的驱动下，支撑件沿着导向槽滑动，从而驱动电芯进行位移。如此设置，可以通过导向槽承担支撑件及电芯的重量，通过输送带驱动支撑件位移。

在本实用新型提供的一些实施例中，支撑件包括沿输送机构3的运行方向依次分布的第一支撑块8和第二支撑块9。第一支撑块8和第二支撑块9均与输送机构3连接，且第一支撑块8和第二支撑块9均设有定位块7。通过将支撑件设置为第一支撑块8和第二支撑块9，第一支撑块8和第二支撑块9能够分别与输送机构3连接，从而使第一支撑块8和第二支撑块9与输送带的结合处的面积都较小，进而使第一支撑块8和第二支撑块9能够更顺畅地通过输送带的转弯位置。

在本实用新型提供的一些实施例中，电芯焊接装置还包括用于检测电芯的位置的检测装置10。在对电芯进行焊接的过程中，通过检测装置10检测电芯的位置，使得电芯能够准确地停止于上焊头102与下焊头101之间。

例如，输送机构3由伺服电机11驱动运行，检测装置10检测到电芯的位置信号时，发送至控制器，控制器控制伺服电机11停止转动。在对电芯焊接完毕后或者经过预设时长后，控制器控制伺服电机11继续转动，从而驱动输送机构3继续输送电芯。

可选地，检测装置10包括但不限于接近开关，接近开关包括但不限于槽型光电。

在本实用新型提供的一些实施例中，沿所述输送机构3的输送方向，设置有至少两个超声波焊接装置1。由于电芯设有正极的极耳和负极的极耳，通过设置至少两个超声波焊接装置1，能够分别对电芯的正极的极耳和负极的极耳进行焊接。同时，通过至少两个超声波焊接能够对至少两个电芯进行同时焊接，从而提高焊接效率。

在本实用新型提供的一些实施例中，在输送机构3的两侧均设有超声波焊接装置1。如此，如图2所示，可以在输送机构3上设置两排电芯，即输送机构3同时输送两排电芯。输送机构3的两侧的超声波焊接装置1分别对两排电芯进行焊接，从而提高对电芯的焊接效率。

在本实用新型提供的一些实施例中，升降驱动机构2包括支座201、升降座202和驱动组件203。支座201可以与底座4滑动连接。升降座202与支座201滑动连接。例如，升降座202通过导轨滑块与支座201滑动连接，并且导轨沿电芯焊接装置的高度方向延伸。驱动组件203安装于支座201上并与升降座202连接，用于驱动升降座202运动。超声波焊接装置1安装在升降座202上。如此设置，升降驱动机构2的结构简单。可选地，驱动组件203可以是气缸、油缸、电缸、丝杠螺母驱动机构或者齿轮齿条驱动机构。

本实用新型实施例中还提供一种电池生产线。

具体来说，电池生产线包括如上所述的电芯焊接装置。

需要说明的是，电池生产线包括了电芯焊接装置的同时也就包含了电芯焊接装置的所有优点，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电芯焊接装置，其特征在于，包括：

输送机构(3)，用于输送电芯；

超声波焊接装置(1)，包括下焊头(101)和上焊头(102)，所述上焊头(102)可升降地设置在所述下焊头(101)的上方，所述下焊头(101)和所述上焊头(102)设置在所述电芯的运行方向的一侧，且所述电芯的极耳行经所述上焊头(102)与所述下焊头(101)之间的间隙；

升降驱动机构(2)，用于安装所述超声波焊接装置(1)并驱动所述超声波焊接装置(1)升降。

2.根据权利要求1所述的电芯焊接装置，其特征在于，还包括多个治具，所述治具设置于所述输送机构上，用于放置所述电芯并对所述电芯定位，多个所述治具沿所述输送机构的运行方向依次分布。

3.根据权利要求2所述的电芯焊接装置，其特征在于，所述治具包括支撑件和定位块(7)，所述支撑件安装在所述输送机构(3)上，用于支撑所述电芯，所述支撑件上设有所述定位块(7)，所述定位块(7)与所述电芯的外侧边沿相抵，用于对所述电芯定位。

4.根据权利要求3所述的电芯焊接装置，其特征在于，所述支撑件包括沿所述输送机构(3)的运行方向依次分布的第一支撑块(8)和第二支撑块(9)，所述第一支撑块(8)和所述第二支撑块(9)均与所述输送机构(3)连接，且所述第一支撑块(8)和所述第二支撑块(9)均设有所述定位块(7)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电芯焊接装置，其特征在于，还包括底座(4)，所述底座(4)设置在所述输送机构(3)的一侧，所述升降驱动机构(2)位置可调地安装于所述底座(4)上，并且所述升降驱动机构(2)的位置调节方向与所述输送机构(3)的输送方向呈角度设置。

6.根据权利要求5所述的电芯焊接装置，其特征在于，所述底座(4)上设有导向结构(5)和调节机构，所述升降驱动机构(2)与所述导向结构(5)滑动连接，所述调节机构与所述升降驱动机构(2)连接，用于调整所述升降驱动机构(2)的位置。

7.根据权利要求1-4任一项所述的电芯焊接装置，其特征在于，还包括用于检测所述电芯的位置的检测装置(10)。

8.根据权利要求1-4任一项所述的电芯焊接装置，其特征在于，沿所述输送机构(3)的输送方向，设置有至少两个所述超声波焊接装置(1)。

9.根据权利要求1-4任一项所述的电芯焊接装置，其特征在于，所述升降驱动机构(2)包括支座(201)、升降座(202)和驱动组件(203)，所述升降座(202)与所述支座(201)滑动连接，所述驱动组件(203)安装于所述支座(201)上并与所述升降座(202)连接，用于驱动所述升降座(202)运动，所述超声波焊接装置(1)安装在所述升降座(202)上。

10.一种电池生产线，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电芯焊接装置。

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