CN219851562U - 一种电池滚槽装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池滚槽装置及系统，通过设置使用滑台结构带动压紧组件和滚刀组件同时上升或下降，以保证二者的相对位置一致，并且根据电池卷芯的高度不同而自适应滚槽的位置，从而保持每个电池卷芯受到的压力一致，使得滚槽后电池卷芯在壳体内不会被压死或晃动，从根本上解决电池卷芯顶部与滚槽相对位置不一致的问题，进而保证了圆柱电池封口的稳定性和一致性。本实用新型提供一种电池滚槽装置及系统，通过模块化设计，使得维护简单，降低维护成本。

Description

一种电池滚槽装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电池制备技术领域，尤其涉及一种电池滚槽装置，进一步还涉及一种电池滚槽系统。

背景技术

圆柱电池已广泛应用于电动汽车、太阳能灯具、草坪灯具、后备能源、电动工具以及玩具模型等。在圆柱电池的生产中，需要将电池极片卷绕成电池卷芯，再将电池卷芯与电池外壳组装，电池外壳的开口端需要盖板封口，为了使盖板紧固在电池外壳的开口端，需要对电池外壳的端口外侧壁进行滚槽加工，从而便于后续的电池外壳封口操作，进而使电池卷芯组装牢靠。滚槽时，需要在卷芯顶部保持下压力，以防止滚槽过程中电池跳动。

目前已有的滚槽装置，包括用于对电池卷芯进行压紧的压紧部件以及对电池外壳进行滚槽的滚刀部件，二者均不能自适应调节高度，通常为固定的距离和高度。而在实际生产中，电池卷芯的尺寸通常会存在差异，用同样的挤压高度去压紧不同高度的卷芯时，如卷芯过高会导致卷芯被压死，如卷芯过低又会导致卷芯在外壳内晃动，进而导致圆柱电池封口的稳定性及一致性较差，致使产品质量出现问题。当出现上述异常时，目前普遍的做法是通过手动调节滚槽装置的滚槽位置，但不能从根本上解决上述问题。

此外，目前已有的滚槽装置均为一体化设计且结构复杂，滚槽装置的维护比较繁琐，维护成本高。因而，需要提供一种电池滚槽装置，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种电池滚槽装置，通过设置使用滑台结构带动压紧组件和滚刀组件同时上升和下降，以保证二者的相对位置一致，并且根据电池卷芯的高度不同而自适应滚槽的位置，从而保持每个电池卷芯受到的压力一致，使得滚槽后电池卷芯在壳体内不会被压死或晃动，从根本上解决电池卷芯顶部与滚槽相对位置不一致的问题，进而保证了圆柱电池封口的稳定性和一致性。

另一方面，本实用新型提供一种电池滚槽装置，可以根据不同型号的圆柱电池封口要求，通过调节卷芯压头的下探位置，以调节卷芯压头与滚刀之间的相对高度，进而调整压紧后电池卷芯与电池外壳滚槽之间的相对高度，以满足不同型号的圆柱电池封口的稳定性和一致性。

再一方面，本实用新型提供一种电池滚槽装置，通过模块化设计，使得维护简单，降低维护成本。

根据本实用新型的一方面，提供一种电池滚槽装置，包括压紧组件、滚刀组件以及滑台结构；

所述压紧组件，用于对电池卷芯进行压紧；

所述滚刀组件，用于对电池外壳进行滚槽；

所述滑台结构，同时连接所述的压紧组件和滚刀组件，使得所述压紧组件和所述滚刀组件能够与所述滑台结构同步移动。

在一种实施方式中，所述压紧组件包括第一连接结构，所述第一连接结构的下部设置有卷芯压头。

在一种实施方式中，所述第一连接结构的上部设置有调节旋钮，所述调节旋钮用于调节卷芯压头与滚刀之间的相对高度。

在一种实施方式中，所述滚刀组件包括第二连接结构，所述第二连接结构下部设置有横移导轨，所述横移导轨上滑动设置有横移滑座，所述横移滑座靠近卷芯压头一侧设置有滚刀。

在一种实施方式中，所述横移滑座另一侧通过传动杆与横移驱动件可分离方式连接。

在一种实施方式中，还包括滚槽支架，所述滚槽支架的一侧设置有升降导轨；所述滑台结构滑动设置于所述升降导轨上，所述滑台结构的两端分别与第一连接结构和第二连接结构的上部相连。

在一种实施方式中，所述滑台结构进一步连接升降驱动件。

在一种实施方式中，所述升降驱动件与压力感应装置相连，所述压力感应装置用于检测卷芯压头施加于电池卷芯上的压力。

在一种实施方式中，所述横移滑座包括横移滑块及底座，所述横移滑块固定在底座上且与横移导轨滑动连接，在所述底座与横移导轨之间设置有弹性部件。

在一种实施方式中，所述弹性部件为压缩弹簧、弹簧片、弹性气囊或弹性海绵。

在一种实施方式中，所述横移驱动件、升降驱动件为电机或气缸。

在一种实施方式中，所述卷芯压头上开设有压紧凹槽。

在一种实施方式中，所述卷芯压头与电池外壳相接触部分可转动。

在一种实施方式中，所述电池滚槽装置还包括电池外壳承载组件，用于将电池外壳置于所述卷芯压头的下方。

在一种实施方式中，所述电池外壳承载组件包括承载架及转动支座，所述的转动支座转动设置于所述承载架上，用于承载电池外壳。

在一种实施方式中，所述电池外壳承载组件还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与转动支座连接，用于驱动转动支座转动，进一步带动电池外壳转动。

在一种实施方式中，所述滚刀组件还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述滚刀连接，用于驱动滚刀转动，在滚刀滚槽的同时带动电池外壳转动。

在一种实施方式中，所述旋转驱动件为伺服电机。

根据本实用新型的另一方面，提供一种电池滚槽系统，包括两个或多个如上所述的电池滚槽装置。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的电池滚槽装置的示意图，其中示出了压紧组件、滚刀组件、滑台结构以及滚槽支架；

图2为根据本实用新型的一个优选实施方式的电池滚槽装置的内部结构示意图，其中示出了各部件的位置关系；

图3为电池滚槽装置的局部放大图，其中示出了横移驱动件顶升滚刀组件压向卷芯压头的状态(弹簧压紧)；

图4为电池滚槽装置的局部放大图，其中示出了横移驱动件与滚刀组件分离的状态(弹簧复位)。

附图标记：

1压紧组件

11第一连接结构

12卷芯压头

13调节旋钮

2滚刀组件

21第二连接结构

22横移导轨

23横移滑座

231横移滑块

232底座

24滚刀

25传动杆

26横移驱动件

27弹性部件

3滑台结构

4滚槽支架

41升降导轨

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本实用新型的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，所述其他方式同样落入本实用新型的范围。

图1-图4示出了根据本实用新型的电池滚槽装置及系统。首先需要说明的是，本实用新型中的方向术语、位置术语，应当被理解为是相对性的方向、位置，而非绝对性的方向、位置。本实用新型中的方向术语、位置术语可以参照图1-图4所示的示例性结构做出解释。

现有的滚槽装置，包括用于对电池卷芯进行压紧的压紧部件以及对电池外壳进行滚槽的滚刀部件，二者通常为固定的距离和高度。而在实际生产中，电池卷芯的尺寸通常会存在差异，用同样的挤压高度去压紧不同高度的卷芯时，就会产生卷芯被压死或卷芯晃动的问题，进而导致电池封口的稳定性及一致性较差，致使电池质量出现问题。

本实用新型提供一种电池滚槽装置，可以从根本上避免出现上述问题。参考图1-4，本实用新型一个优选实施方式的电池滚槽装置，包括压紧组件1、滚刀组件2、滑台结构3以及滚槽支架4；其中，所述压紧组件1，用于对电池卷芯进行压紧；所述滚刀组件2，用于对电池外壳进行滚槽；所述滑台结构3，同时连接所述的压紧组件1和滚刀组件2，并在滚槽支架4的一侧能够往复位移。本实用新型优选实施方式中，改变了传统电池滚槽装置中滚刀组件2不能够跟随压紧组件1一起升降移动的方式，即将压紧组件1和滚刀组件2通过滑台结构3连接，受到升降驱动力后能够同时上升或同时下降。本实用新型采用压力感应装置，用于检测所述压紧组件1上的卷芯压头12施加于卷芯上的压力，当该压力达到预设值时，所述升降驱动件停止下压，从而保持每个电池卷芯受到的压力一致，而压紧组件1与滚刀组件2的相对位置固定，因而可以根据电池卷芯的高度不同而自适应滚槽的位置，使得滚槽后电池卷芯在壳体内不会被压死或晃动，从根本上解决电池卷芯顶部与滚槽相对位置不一致的问题，进而保证了圆柱电池封口的稳定性和一致性。其中，所述卷芯压头12施加于卷芯顶部压力的预设值，需考虑卷芯自身可承受的压力以及后续电池外壳封口要求等因素，并经过多次封口试验以得到最佳范围。

具体而言，通过以下优选实施方式可以实现。结合图2可知，所述压紧组件1包括第一连接结构11，所述第一连接结构11的下部设置有卷芯压头12。本实用新型对第一连接结构11的具体形状没有限定，例如可以是长方体、圆柱体或其他方便安装的形状。卷芯压头12可伸缩地安装在第一连接结构11的下部，可以根据不同型号的圆柱电池封口要求，例如18650、21700、4680，通过调节卷芯压头12的下探位置，以调节卷芯压头与滚刀之间的相对高度，进而保证了压紧后电池卷芯与电池外壳滚槽之间相对高度的一致性(例如滚槽在电芯顶端的0mm、2mm、5mm、-3mm位置)，以满足不同型号圆柱电池封口的稳定性和一致性要求。对于卷芯压头12的下探位置的调节可以通过多种方式实现，例如在第一连接结构11的上部或中部设置调节旋钮13，或是在卷芯压头12与第一连接结构11的连接位置处设置旋转或卡扣机构。为了方便调节卷芯压头12的下探位置，本实用新型的一种优选的实施方式，在所述第一连接结构11的上部设置有调节旋钮13，同时在第一连接结构11内部设置有与卷芯压头12相连接的机构，例如螺纹丝杆。进一步优选的实施方式，根据不同型号圆柱电池的封口要求，可以将卷芯压头12的下探位置设置为几档固定位置，通过简单地调节旋钮13可以直接满足各型号圆柱电池的封口要求。此外，作为优选实施方式，在所述卷芯压头12上与滚刀24对应位置处开设有压紧凹槽，凹槽深度与外壳滚槽深度相匹配，可以进一步提高外壳滚槽的稳定性和准确性。在实际工作中，电池外壳会与滚刀24共同转动以完成对电池外壳一周的滚槽工作。如果卷芯压头12固定不动，则与电池外壳以及外壳内的卷芯之间会产生相对转动，进而对外壳、卷芯以及卷芯压头均会产生不必要的磨损，甚至会损坏电池卷芯。作为优选的实施方式，所述卷芯压头12与电池外壳相接触部分可跟随电池外壳和/或电池卷芯一起转动，以尽量避免卷芯压头12与电池外壳之间的相对转动而产生的磨损。具体而言，可以通过设置卷芯压头12与第一连接结构11之间旋转连接实现，或者通过将卷芯压头12设置为分段结构，两段结构之间为旋转连接实现。

需要说明的是，所述升降驱动件与压力感应装置相连，所述压力感应装置用于检测卷芯压头12施加于电池卷芯上的压力，当该压力达到预设值时，所述升降驱动件停止下压。本实用新型采用压力感应装置，可以为本领域内常用的压力传感器。

请参考图2-图4所示，为了实现滚刀组件2对电池外壳的滚槽操作，所述滚刀组件2包括第二连接结构21，所述第二连接结构21下部设置有横移导轨22，所述横移导轨22上滑动设置有横移滑座23，所述横移滑座23靠近卷芯压头12一侧设置有滚刀24。本实用新型对第二连接结构21的具体形状没有限定，例如可以是长方体、圆柱体或其他方便安装的形状。所述的横移导轨22与第二连接结构21的连接方式可以是一体成型或可拆卸的连接，为方便维护，优选为可拆卸的连接。对所述横移导轨22的具体结构不做限定，能够实现横移滑座23在其上往复滑动即可，例如为轨道、凸起或凹槽，优选的实施方式为轨道。进一步的，为了实现所述滚刀组件2往复运动以对电池外壳进行滚槽，所述横移滑座23在与滚刀24相反的另一侧连接横移驱动件26，所述横移驱动件26用于给滚刀组件2往复的驱动力。所述横移驱动件26可以为电机或气缸，通过传动杆25驱动横移滑座23。所述滚刀24可旋转的设置于所述横移滑座23靠近卷芯压头12一侧，所述滚刀24采用本领域常用的结构和材质。

为了实现滑台结构3带动压紧组件1和滚刀组件2同时上升和下降，本实用新型采用滚刀组件2与横移驱动件26可分离方式连接。请结合图3和图4，本实用新型提供一种优选的实施方式，其中所述横移滑座23包括横移滑块231及底座232，所述横移滑块231固定在底座232上且与横移导轨22配合滑动连接。所述横移滑块231与底座232可以一体成型或是可拆卸的连接，优选为可拆卸的连接。特别优选的，所述底座232为L型结构，在所述底座232与横移导轨22之间设置有弹性部件27。当完成一次电池外壳滚槽后，所述横移驱动件26会将传动杆25收回，与此同时，所述弹性部件27复位，带动底座232使得滚刀24与电池外壳相分离。所述弹性部件27可以为压缩弹簧、弹簧片、弹性气囊或弹性海绵，优选为压缩弹簧。

需要说明的是，由于滑台结构3带动压紧组件1和滚刀组件2会根据卷芯的高度而调节下降高度，进而导致横移滑座23会在升降方向上具有一定的位移范围。因此，需保证L型结构的底座232与横移驱动件26的传动杆25在上述位移范围内可接触，并使得横移驱动件26给予滚刀组件2有效的驱动力。

请再次参考图1和图2，所述滚槽支架4用于承载压紧组件1和滚刀组件2，并使得二者在其上能够往复位移。作为一种优选的实施方式，在滚槽支架4的一侧设置有升降导轨41，所述滑台结构3滑动设置于所述升降导轨41上，所述滑台结构3的两端分别与压紧组件1的第一连接结构11和滚刀组件2的第二连接结构21的上部相连。作为优选实施方式，所述滑台结构3为T型结构，滑台结构3的两端分别与第一连接结构11和第二连接结构21的顶部可拆卸连接。所述升降导轨41的具体结构不做限定，能够实现滑台结构3在其上往复滑动即可，例如为轨道、凸起或凹槽，优选的实施方式为轨道。进一步的，为了实现滑台结构3带动压紧组件1和滚刀组件2同时升降，所述滑台结构3进一步连接升降驱动件。作为优选的实施方式，所述升降驱动件为升降电机或气缸，所述升降驱动件与滑台结构3之间具体连接方式不做限定，例如通过传动杆连接。

进一步的，本实用新型所述的电池滚槽装置还包括电池外壳承载组件，用于将电池外壳置于所述卷芯压头12的下方。

具体而言，作为一种优选实施方式，所述电池外壳承载组件包括承载架及转动支座，所述的转动支座转动设置于所述承载架上，用于承载电池外壳。为了实现所述滚刀24对电池外壳进行滚槽，需要在滚刀24与电池外壳之间产生相对转动，由于滚刀24通过横移驱动件26的驱动力会对电池外壳产生挤压力，二者只要有一方转动即可带动另一方转动。作为优选的实施方式，一方面，该转动力的产生可以由电池外壳带动滚刀24转动，具体而言，所述电池外壳承载组件还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与转动支座连接，用于驱动转动支座转动，进一步带动电池外壳转动；另一方面，该转动力的产生为由滚刀24带动电池外壳转动，具体而言，所述滚刀组件2还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述滚刀24连接，用于驱动滚刀24转动，在滚刀24滚槽的同时带动电池外壳转动。作为优选实施方式，所述旋转驱动件为伺服电机。进一步优选，可以通过控制所述旋转驱动件以控制电池外壳或滚刀24转动的圈数，以提供最佳的滚槽效果，并减少对滚刀24的磨损，同时提高滚槽效率。

需要说明的是，本实用新型提供的电池滚槽装置，通过模块化设计，例如采用滚刀组件与横移驱动件可分离方式连接等，使得各部件之间容易安装、拆卸，进而使得装置的维护简单，降低维护成本。

以下对本实用新型所述的电池滚槽装置的工作方法及原理进行说明。

结合图1-图4所示，本实用新型所述的电池滚槽装置在等待电池外壳送料时，所述的横移驱动件26处于未驱动状态，传动杆25与底座232分离，弹性部件27复位，并带动滚刀24远离卷芯压头12；与此同时，升降驱动件通过滑台结构3将压紧组件1和滚刀组件2提升到待料高度；此时，旋转驱动件未转动。

当电池外壳通过外壳承载组件传送到卷芯压头12正下方时，升降驱动件通过滑台结构3带动压紧组件1和滚刀组件2下降，使得卷芯压头12对电池卷芯进行压紧，直至压力感应装置检测卷芯压头12施加于电池卷芯上的压力达到预设值时，升降驱动件便停止驱动，进而使得压紧组件1和滚刀组件2停止下降；随后，横移驱动件26驱动传动杆25对底座232进行挤压，进一步带动滚刀24对电池外壳进行挤压，以形成凹槽；与此同时，旋转驱动件开始转动，以带动滚刀24与电池外壳相对运动，直至完成满足要求的外壳滚槽。

当外壳滚槽完成后，所述旋转驱动件停止转动；随后，横移驱动件26带动传动杆25与底座232分离，弹性部件27随之复位，并带动滚刀24远离卷芯压头12；随后，升降驱动件通过滑台结构3将压紧组件1和滚刀组件2提升到待料高度。以此往复，完成电池外壳滚槽操作。

根据本实用新型的另一方面，为了提高生产效率，本实用新型提供一种电池滚槽系统，包括两个或多个如上所述的电池滚槽装置。根据实际生产需要，通过将两个或多个如上所述的电池滚槽装置进行组装，可以批量对电池外壳进行滚槽。作为优选的实施方式，通过组合及结构优化，可以将一组所述的横移驱动件、升降驱动件以及旋转驱动件同时驱动多组压紧组件和滚刀组件，以节约空间和成本。

本实用新型的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本实用新型排他或局限于单个公开的实施方式。如上，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本实用新型的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本实用新型旨在包括这里描述的本实用新型的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本实用新型的精神和范围内的其他实施方式。

Claims (19)

1.一种电池滚槽装置，其特征在于，包括压紧组件(1)、滚刀组件(2)以及滑台结构(3)；

所述压紧组件(1)，用于对电池卷芯进行压紧；

所述滚刀组件(2)，用于对电池外壳进行滚槽；

所述滑台结构(3)，同时连接所述的压紧组件(1)和滚刀组件(2)，使得所述压紧组件(1)和所述滚刀组件(2)能够与所述滑台结构(3)同步移动。

2.根据权利要求1所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述压紧组件(1)包括第一连接结构(11)，所述第一连接结构(11)的下部设置有卷芯压头(12)。

3.根据权利要求2所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述第一连接结构(11)的上部设置有调节旋钮(13)，所述调节旋钮(13)用于调节卷芯压头(12)与滚刀(24)之间的相对高度。

4.根据权利要求3所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述滚刀组件(2)包括第二连接结构(21)，所述第二连接结构(21)下部设置有横移导轨(22)，所述横移导轨(22)上滑动设置有横移滑座(23)，所述横移滑座(23)靠近卷芯压头(12)一侧设置有滚刀(24)。

5.根据权利要求4所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述横移滑座(23)另一侧通过传动杆(25)与横移驱动件(26)可分离方式连接。

6.根据权利要求5所述的电池滚槽装置，其特征在于，还包括滚槽支架(4)，所述滚槽支架(4)的一侧设置有升降导轨(41)，所述滑台结构(3)滑动设置于所述升降导轨(41)上，所述滑台结构(3)的两端分别与第一连接结构(11)和第二连接结构(21)的上部相连。

7.根据权利要求6所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述滑台结构(3)进一步连接升降驱动件。

8.根据权利要求7所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述升降驱动件与压力感应装置相连，所述压力感应装置用于检测卷芯压头(12)施加于电池卷芯上的压力。

9.根据权利要求4所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述横移滑座(23)包括横移滑块(231)及底座(232)，所述横移滑块(231)固定在底座(232)上且与横移导轨(22)滑动连接，在所述底座(232)与横移导轨(22)之间设置有弹性部件(27)。

10.根据权利要求9所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述弹性部件(27)为压缩弹簧、弹簧片、弹性气囊或弹性海绵。

11.根据权利要求7所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述横移驱动件(26)、升降驱动件为电机或气缸。

12.根据权利要求2-11任一项所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述卷芯压头(12)上开设有压紧凹槽。

13.根据权利要求2-11任一项所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述卷芯压头(12)与电池外壳相接触部分可转动。

14.根据权利要求2所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述电池滚槽装置还包括电池外壳承载组件，用于将电池外壳置于所述卷芯压头(12)的下方。

15.根据权利要求14所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述电池外壳承载组件包括承载架及转动支座，所述的转动支座转动设置于所述承载架上，用于承载电池外壳。

16.根据权利要求15所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述电池外壳承载组件还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与转动支座连接，用于驱动转动支座转动，进一步带动电池外壳转动。

17.根据权利要求15所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述滚刀组件(2)还包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述滚刀(24)连接，用于驱动滚刀(24)转动，在滚刀(24)滚槽的同时带动电池外壳转动。

18.根据权利要求16或17所述的电池滚槽装置，其特征在于，所述旋转驱动件为伺服电机。

19.一种电池滚槽系统，其特征在于，包括两个或多个权利要求1-11任一项所述的电池滚槽装置。