CN219093342U - 一种圆柱型软包装锂电池pack自动弯折极耳设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，包括电池工位固定机构、位于电池工位固定机构正上方设置的极耳弯折铜柱机构、位于电池工位固定机构正下方设置的极耳固定挡条机构；电池工位固定机构、极耳弯折铜柱机构和极耳固定挡条机构由PLC控制进行自动开启和停止，实现锂电池极耳的自动弯折和自动拍平操作，全程无需人工进行操作，大大降低了人工成本和劳动强度，且自动化操作的生产速度大，效率高；经过自动生产处理极耳弯折和拍平后的锂电池产品良品合格率高，外观完好，产品整体规格尺寸统一性好和产品质量高，基本无不良品产生，无需多余的返工处理，节省返工成本。

Description

一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备

技术领域

本实用新型涉及一种锂电的极耳弯折设备的技术领域，尤其涉及一种采用PLC控制能实现圆柱型软包装锂电池的极耳自动弯折和拍平的圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备。

背景技术

锂电池Pack生产线工艺包括了锂电池的包装、封装、装配，其工序分为加工、组装、包装三大部分。Pack包括电池组、汇流排、软连接、保护板、外包装、输出(包括连接器)，青稞纸、塑胶支架等辅助材料这几项共同组成Pack。

目前，在圆柱型软包锂电池的生产工艺中，圆柱型软包锂电池二封成型后，圆柱型软包锂电池正负极上的极耳和封边均为展开结构，且正负极上的极耳和封边形状不规则且占用比较大的空间，所以需要进行PACK的后加工处理。在现有技术中，圆柱型软包锂电池的PACK制作流程是：首先测试电芯的电压和内阻，再对顶封边和侧封边进行冲压弯折使折边贴合电芯主体，再在电芯头部两端正负极分别贴上红、青稞纸以区分极性并起到保护头部膜层的作用，再在正负上固定未弯折的极耳使其居中于头部，接着在极耳位置贴U型胶，然后人工对电芯正负极的极耳进行弯折，最后套入PVC后热塑固定。

在圆柱型软包锂电池PACK过程中，弯折极耳的方式是采用人工方式进行弯折极耳，此方式的效率低下，弯折极耳长度难以控制长度并保持一致性，所以弯折极耳容易产生长度不一和极耳歪斜问题，造成产品质量不稳定，对不良品需要进行返工处理，返工率高，造成生产效率低下；且在弯折极耳后，还需要对弯折极耳进行拍平处理，使弯折极耳为平面状态，而人工弯折后再进行人工拍平调节的方式是很难把弯折极耳调整到平面状态。另外，人工弯折极耳时，需要操作人员非常小心的精密处理，精神高度集中，且弯折的力道控制和处理要合适妥当，操作人员的劳动强度很大，新的操作人员需培养一段时间才能操作处理，培养时间较长。综上所述，现有的人工弯折极耳方式总体上存在如下缺陷：(1)对人员依懒性强，人员培养慢，增加人工成本。(2)人工弯折极耳的效率慢，生产效率不高。(3)折极耳长度不一，不良率高，增加返工成本。(4)人工弯折极耳的劳动强度大。(5)弯折极耳后进行的拍平处理难以达到弯折极耳最终的平面状状态。而现有技术中，还未出现有能对锂电池的弯折极耳进行自动弯折和自动拍平的结构和设备出现，实现自动化弯折拍平极耳的方式和提高生产效率的技术方案。

因此，需要对现有技术中的锂电池在PACK过程中对极耳进行弯折拍平的技术进行一定的改进。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，该圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备采用PLC全自动控制，包括电池工位固定机构、极耳弯折铜柱机构和极耳固定挡条机构此三大部件，实现锂电池极耳的自动弯折和自动拍平操作，全程无需人工进行操作，大大降低了人工成本和劳动强度，且自动化操作的生产速度大，效率高；经过自动生产处理极耳弯折和拍平后的锂电池产品良品合格率高，外观完好，产品整体规格尺寸统一性好和产品质量高，基本无不良品产生，无需多余的返工处理，节省返工成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，包括电池工位固定机构、位于电池工位固定机构正上方设置的极耳弯折铜柱机构、位于电池工位固定机构正下方设置的极耳固定挡条机构；电池工位固定机构、极耳弯折铜柱机构和极耳固定挡条机构由PLC控制进行自动开启和停止。

所述的电池工位固定机构包括有吸附电芯并使电芯平躺固定的弯折极耳工位底座。

所述的极耳弯折铜柱机构包括有铜柱升降气缸、安装于铜柱升降气缸底部动力输出端上的铜柱升降连接板、安装于铜柱升降连接板两端位置并呈对称设置的铜柱、安装于铜柱升降连接板中部并位于电芯正上方设置的弹性吸盘。

所述的极耳固定挡条机构包括有连接底座、安装于连接底座顶部上的横向气缸和驱动横向气缸上下升降的纵向气缸、安装于横向气缸两侧动力输出端上并可同步向外展开或同步向内收拢的挡条连接臂、安装于各自挡条连接臂顶部上的极耳固定挡条。

另外，两条铜柱之间的距离大于电芯的长度并小于两条极耳未弯折时最外端之间的距离；极耳固定挡条的顶端中心位置正对极耳未弯折时的中间位置。

电池在进入极耳弯折工位前，分别把电池做好测电压内阻、折边贴合电池主体、电池头部贴好红青稞纸、加热整形和贴电池头部U型胶等工序了。首先通过生产线的电池吸附转移设备将电池转送到极耳弯折工位上(即电池工位固定机构)，PLC程序启动，由弯折极耳工位底座对电芯的底部进行吸附并使电芯平躺固定在弯折极耳工位底座上；纵向气缸驱动横向气缸和挡条连接臂及极耳固定挡条向上运动，此时的两条极耳固定挡条为展开的状态，且每条极耳固定挡条移动到未弯折极耳的长度中间位置下方并进行定位；而极耳弯折铜柱机构的铜柱升降气缸驱动铜柱升降连接板、铜柱和弹性吸盘下压，当弹性吸盘到位工位位置并吸附电芯顶部并在不断下压过程中与弯折极耳工位底座形成相互按压固定电芯的作用，铜柱在下压过程中把展开的极耳一端进行弯折并贴着极耳固定挡条的外则弯折，即展开的极耳被弯折后位于铜柱和对应的极耳固定挡条之间；然后极耳弯折铜柱机构迅速上行复位至原始状态，极耳固定挡条机构迅速下行复位至原始状态，极耳固定挡条机构复位时，极耳固定挡条迅速从已弯折的极耳中抽出脱离至极耳外；极耳固定挡条机构复位后，通过横向气缸驱动调节两个极耳固定挡条之间的距离增大，再由纵向气缸进行第二次上升，当上升至极耳固定挡条面向对应的弯折极耳外侧时，控制横向气缸驱动两个极耳固定挡条同步收拢对弯折极耳进行拍平工序，通过横向气缸对极耳固定挡条的数次收拢、展开的动作实现对弯折极耳的拍平工作，拍平后的弯折耳侧面为竖立平面状态，即与正电极的平面形成平行状态；拍平后的极耳固定挡条机构进行第二次下降复位，最终完成整个弯折拍平极耳的过程。

进一步的，所述的铜柱中下部外侧面设有凹口的圆弧缺口，圆弧缺口与铜柱内侧面所形成的铜柱底部为向下凸出的圆弧倒角压头；铜柱内侧面为竖直平面。

进一步的，所述的极耳固定挡条呈L型状结构，极耳固定挡条的顶部设有与圆弧倒角压头规格匹配一致的圆弧倒角凸头，极耳固定挡条的内外侧面均为竖直平面，极耳固定挡条的外侧面底部设有圆弧倒角。

进一步的，所述的铜柱升降连接板上设有与连个铜柱连接安装并调节两个铜柱之间距离的位置调节螺母。

进一步的，所述的弯折极耳工位底座的中间位置设有负压吸气孔，负压吸气孔连接有负压吸气管路。

进一步的，所以的横向气缸为双轴滑动气缸。

综上所述，本实用新型的圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备采用PLC全自动控制，包括电池工位固定机构、极耳弯折铜柱机构和极耳固定挡条机构此三大部件，实现锂电池极耳的自动弯折和自动拍平操作，全程无需人工进行操作，大大降低了人工成本和劳动强度，且自动化操作的生产速度大，效率高；经过自动生产处理极耳弯折和拍平后的锂电池产品良品合格率高，外观完好，产品整体规格尺寸统一性好和产品质量高，基本无不良品产生，无需多余的返工处理，节省返工成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备的在弯折极耳过程中的结构示意图；

图3是电芯的极耳未弯折时的示意图；

图4是电芯的极耳在弯折和拍平后的示意图；

图5是图4的左视图；

附图中的标号为：电池工位固定机构1；极耳弯折铜柱机构2；极耳固定挡条机构3；弯折极耳工位底座4；铜柱升降气缸5；铜柱升降连接板6；铜柱7；弹性吸盘8；连接底座9；纵向气缸10；挡条连接臂11；极耳固定挡条12；电芯13；未弯折极耳14；弯折极耳15；圆弧缺口16；圆弧倒角压头17；圆弧倒角凸头18；位置调节螺母19；横向气缸20。

具体实施方式

实施例1

本实施例1所描述的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括电池工位固定机构1、位于电池工位固定机构正上方设置的极耳弯折铜柱机构2、位于电池工位固定机构正下方设置的极耳固定挡条机构3；电池工位固定机构、极耳弯折铜柱机构和极耳固定挡条机构由PLC控制进行自动开启和停止。

所述的电池工位固定机构包括有吸附电芯13并使电芯平躺固定的弯折极耳工位底座4。

所述的极耳弯折铜柱机构包括有铜柱升降气缸5、安装于铜柱升降气缸底部动力输出端上的铜柱升降连接板6、安装于铜柱升降连接板两端位置并呈对称设置的铜柱7、安装于铜柱升降连接板中部并位于电芯正上方设置的弹性吸盘8。

所述的极耳固定挡条机构包括有连接底座9、安装于连接底座顶部上的横向气缸20和驱动横向气缸上下升降的纵向气缸10、安装于横向气缸两侧动力输出端上并可同步向外展开或同步向内收拢的挡条连接臂11、安装于各自挡条连接臂顶部上的极耳固定挡条12。

另外，两条铜柱之间的距离大于电芯的长度并小于两条未弯折极耳14时最外端之间的距离；极耳固定挡条的顶端中心位置正对极耳未弯折时的中间位置。

铜柱升降气缸用于控制铜柱升降连接板、铜柱和弹性吸盘的同步升降，实现铜柱往下运动对未弯折的极耳进行弯折折叠。铜柱在往下运动时实现对展开未弯折极耳进行挤压折叠，使极耳被折叠的那段沿着铜柱内侧表面向下弯折。电芯的正负极两端固定有呈弧形展开未弯折的极耳。弯折极耳工位底座用于吸附电芯并使电芯处于平躺状态，实现电芯在弯折极耳的过程中形成固定。极耳固定挡条在弯折极耳用于与铜柱配合时压着固定极耳，使极耳弯折后处于极耳固定挡条与铜柱之间，形成极耳的弯折动作；极耳固定挡条还用于对极耳弯折后进行拍平极耳之用。挡条连接臂用于极耳固定挡条与横向气缸之间的连接之用，并带动极耳固定挡条的上下升降。横向气缸用于控制极耳固定挡条横向压紧极耳和拍平极耳的动作之用。连接底座作为横向气缸与纵向气缸之间的连接之用，即纵向气缸驱动连接底座和横向气缸可同步升降等。纵向气缸用于控制横向气缸、挡条连接臂和极耳固定挡条的整体结构上下升降动作之用。弹性吸盘用于吸附固定电芯顶部，并与弯折极耳工位底座配合压紧电芯，使电芯在弯折动作中不移位。

电池在进入极耳弯折工位前，分别把电池做好测电压内阻、折边贴合电池主体、电池头部贴好红青稞纸、加热整形和贴电池头部U型胶等工序了。首先通过生产线的电池吸附转移设备(常规的吸附技术，本技术人员容易知道的技术手段)将电池转送到极耳弯折工位上(即电池工位固定机构)，PLC程序启动，由弯折极耳工位底座对电芯的底部进行吸附并使电芯平躺固定在弯折极耳工位底座上；纵向气缸驱动横向气缸和挡条连接臂及极耳固定挡条向上运动，此时的两条极耳固定挡条为展开的状态，且每条极耳固定挡条移动到未弯折极耳的长度中间位置的下方并进行定位；而极耳弯折铜柱机构的铜柱升降气缸驱动铜柱升降连接板、铜柱和弹性吸盘向下动作进行下压，当弹性吸盘到位工位位置并吸附电芯顶部并在不断下压过程中与弯折极耳工位底座形成相互按压固定电芯的作用，铜柱在下压过程中把展开的极耳一端进行弯折并贴着极耳固定挡条的外则弯折，即展开的极耳被弯折后位于铜柱和对应的极耳固定挡条之间，铜柱在下压过程中弹性吸盘一直吸附着电芯顶部；然后极耳弯折铜柱机构迅速上行复位至原始状态，极耳固定挡条机构迅速下行复位至原始状态，极耳固定挡条机构复位时，极耳固定挡条迅速从已弯折的极耳中抽出脱离至弯折极耳15外；极耳固定挡条机构复位后，通过横向气缸驱动调节两个极耳固定挡条之间的距离增大，再由纵向气缸进行第二次上升，当上升至极耳固定挡条面向对应的弯折极耳外侧时，控制横向气缸驱动两个极耳固定挡条同步收拢对弯折极耳进行拍平工序，通过横向气缸对极耳固定挡条的数次收拢、展开的动作实现对弯折极耳的拍平工作，拍平后的弯折耳侧面为竖立平面状态，即与正电极的平面形成平行状态；拍平后的极耳固定挡条机构进行第二次下降复位，最终完成整个弯折拍平极耳的过程。

在本实施例1中，所述的铜柱中下部外侧面设有凹口的圆弧缺口16，圆弧缺口与铜柱内侧面所形成的铜柱底部为向下凸出的圆弧倒角压头17；铜柱内侧面为竖直平面。由于铜柱的底部为对极耳进行弯折挤压的接触端，且圆弧缺口的设计可实现铜柱底部小而窄的结构，达到极耳折弯的效果，同时在铜柱最底部的圆弧倒角压头的设计在弯折极耳时起到防止刮损极耳表面的作用，起到增强折弯摩擦力的情况下不会对极耳造成损害。

在本实施例1中，所述的极耳固定挡条呈L型状结构，极耳固定挡条的顶部设有与圆弧倒角压头规格匹配一致的圆弧倒角凸头18，极耳固定挡条的内外侧面均为竖直平面，极耳固定挡条的外侧面底部设有圆弧倒角。L型状的极耳固定挡条顶部为竖立状态，且也是小而窄的结构，极耳固定挡条的宽度决定了极耳在弯折后其侧面与正极或负极之间的距离；同样的，圆弧倒角凸头的作用与上述的圆弧倒角压头的作用和设计原理基本一致。

在本实施例1中，所述的铜柱升降连接板上设有与连个铜柱连接安装并调节两个铜柱之间距离的位置调节螺母19。位置调节螺母用于调整两条铜柱之间的宽度位置，以便适用于不同长度尺寸的电芯等产品的极耳弯折工作之用，灵活方便，使整体的弯折极耳设备适用于不同的电池产品进行弯折工作，通用性强，使用范围广。

在本实施例1中，所述的弯折极耳工位底座的中间位置设有负压吸气孔(图中未显示)，负压吸气孔连接有负压吸气管路(图中未显示)。通过弯折极耳工位底座中间位置的负压吸气孔对电芯顶部进行负压吸附，能实现电芯被牢固地吸附在弯折极耳工位底座上，而外接的负压吸气管路提供相应的负压压力用于吸附。外接的负压吸气管路为本领域技术人员所熟知的常规技术手段，在此不再做详细的描述。

在本实施例1中，所以的横向气缸为双轴滑动气缸。双轴滑动气缸的结构可以实现对两个极耳固定挡条的同步展开动作或同步收拢动作，控制方便，且同步一致性性好。

该圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备采用PLC全自动控制，包括电池工位固定机构、极耳弯折铜柱机构和极耳固定挡条机构此三大部件，实现锂电池极耳的自动弯折和自动拍平操作，全程无需人工进行操作，大大降低了人工成本和劳动强度，且自动化操作的生产速度大，效率高；经过自动生产处理极耳弯折和拍平后的锂电池产品良品合格率高，外观完好，产品整体规格尺寸统一性好和产品质量高，基本无不良品产生，无需多余的返工处理，节省返工成本。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，其特征在于，包括电池工位固定机构、位于电池工位固定机构正上方设置的极耳弯折铜柱机构、位于电池工位固定机构正下方设置的极耳固定挡条机构；电池工位固定机构、极耳弯折铜柱机构和极耳固定挡条机构由PLC控制进行自动开启和停止；

——所述的电池工位固定机构包括有吸附电芯并使电芯平躺固定的弯折极耳工位底座；

——所述的极耳弯折铜柱机构包括有铜柱升降气缸、安装于铜柱升降气缸底部动力输出端上的铜柱升降连接板、安装于铜柱升降连接板两端位置并呈对称设置的铜柱、安装于铜柱升降连接板中部并位于电芯正上方设置的弹性吸盘；

——所述的极耳固定挡条机构包括有连接底座、安装于连接底座顶部上的横向气缸和驱动横向气缸上下升降的纵向气缸、安装于横向气缸两侧动力输出端上并可同步向外展开或同步向内收拢的挡条连接臂、安装于各自挡条连接臂顶部上的极耳固定挡条；

其中，两条铜柱之间的距离大于电芯的长度并小于两条极耳未弯折时最外端之间的距离；极耳固定挡条的顶端中心位置正对极耳未弯折时的中间位置。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，其特征在于，所述的铜柱中下部外侧面设有凹口的圆弧缺口，圆弧缺口与铜柱内侧面所形成的铜柱底部为向下凸出的圆弧倒角压头；铜柱内侧面为竖直平面。

3.根据权利要求2所述的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，其特征在于，所述的极耳固定挡条呈L型状结构，极耳固定挡条的顶部设有与圆弧倒角压头规格匹配一致的圆弧倒角凸头，极耳固定挡条的内外侧面均为竖直平面，极耳固定挡条的外侧面底部设有圆弧倒角。

4.根据权利要求3所述的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，其特征在于，所述的铜柱升降连接板上设有与两个铜柱连接安装并调节两个铜柱之间距离的位置调节螺母。

5.根据权利要求4所述的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，其特征在于，所述的弯折极耳工位底座的中间位置设有负压吸气孔，负压吸气孔连接有负压吸气管路。

6.根据权利要求5所述的一种圆柱型软包装锂电池PACK自动弯折极耳设备，其特征在于，所述的横向气缸为双轴滑动气缸。

Images