CN223070172U - 整形装置、焊接设备及电池生产线 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种整形装置、焊接设备及电池生产线,涉及电池加工技术领域,其中,整形装置用于整形电极组件,电极组件包括主体部以及与主体部连接的极耳,整形装置包括压板及多个驱动压杆,压板包括沿第一方向排布的第一侧端与第二侧端,第一侧端用以压持主体部,第一侧端上设置有整形凸部,整形凸部用于压持极耳;多个驱动压杆设置于压板的第二侧端;沿第一方向,整形凸部至少部分与多个驱动压杆的分布区域重叠。本申请提出的技术方案中,整形凸部与多个驱动压杆的分布区域重叠,使得多个驱动压杆在沿第一方向通过压板带动整形凸部压持极耳的过程中,整形凸部承受正压力,且受力较为充分,整形凸部不容易翘起,有利于提升极耳整形的质量。
Description
技术领域
本申请涉及电池加工技术领域,特别涉及一种整形装置、焊接设备及电池生产线。
背景技术
电池单体作为动力电池包的核心部件,其生产质量直接关系到动力电池包的产品质量。在电池单体的生产过程中,一般需要经历电极组件的极耳与转接部件的焊接工序,以及电极组件的入壳工艺,在这些工艺过程中通常需要面对极耳冗余问题,一般使用整形装置对极耳进行整形后再进行焊接操作,然而,目前的整形装置对于极耳的整形质量仍然不佳,电极组件入壳后,极耳冗余的概率居高不下。
实用新型内容
本申请的主要目的是提出一种整形装置、焊接设备及电池生产线,旨在改善目前整形装置对于极耳的整形质量不佳的问题。
第一方面,本申请提出的整形装置用于整形电极组件,电极组件包括主体部以及与主体部连接的极耳,所述整形装置包括:
压板,包括沿第一方向排布的第一侧端与第二侧端,所述第一侧端用以压持所述主体部,所述第一侧端上设置有整形凸部,所述整形凸部用于压持所述极耳;
多个驱动压杆,设置于所述压板的第二侧端;沿所述第一方向,所述整形凸部至少部分与多个所述驱动压杆的分布区域重叠;以及,
底座,所述底座与所述压板的第一侧端在所述第一方向相对设置,所述底座朝向所述压板的端面设置有定位凸部,所述定位凸部在所述底座围绕限定出定位区域,所述定位区域用以放置电极组件的主体部;
所述压板的第一侧端形成有避让凹部,所述避让凹部与所述定位凸部在所述第一方向对位设置;
所述驱动压杆被配置为沿所述第一方向可活动,其中,在所述驱动压杆靠近所述底座的活动行程内,所述定位凸部能伸入所述避让凹部。
本申请提供的技术方案,多个驱动压杆设置在压板的第二侧端,并在该第二侧端限定出分布区域,也即驱动作用力的直接作用区域,处在该分布区域内的部分压板承受的发生弯曲形变较小,因此,将整形凸部在第一方向与该分布区域重叠,能够确保整形凸部始终向极耳施加沿第一方向的正压力,保证整形有效,也即改善了目前整形装置对于极耳的整形质量不佳的问题,通过设置定位凸部能够为电极组件的主体部提供位置限定,而在压板上对应设置避让凹部,则可以为定位凸部提供避让空间,避免压板与定位凸部发生干涉,确保压板能够完全压实电极组件的主体部,也使得整形凸部能够与极耳充分接触,确保整形质量。
在一些实施方式中,所述压板具有沿第二方向排布的两个压持分部,所述压持分部具有沿所述第一方向排布的压持端与连接端,两个所述压持分部的压持端分别用于压持对应的两个所述电极组件的主体部,所述第一侧端包括两个所述压持端,所述第二侧端包括两个所述压持分部的连接端;
所述整形凸部处在两个所述压持分部之间,用以压持两个所述电极组件的极耳;
其中,多个所述驱动压杆分别设置于两个所述压持分部的连接端;
所述第一方向与所述第二方向相交设置。
上述技术方案中,压板包括两个压持分部,并且整形凸部处在两个压持分部之间的位置,这使得整形装置能够通过两个压持分部同时压持两个电极组件的主体部,并通过处在其间的整形凸部同时整形压持两个电极组件的极耳,有利于后续焊接装置同时对两个极耳与转接部件进行焊接作业,加速了电池单体的生产速率。
在一些实施方式中,在所述第一方向的投影中,所述整形凸部处于其中两个所述驱动压杆之间,且与两个所述驱动压杆在所述第二方向排布。
上述技术方案中,由于两个压持分部沿第二方向排布,因此两个压持分部在第二方向的距离最小,在此基础上,将整形凸部设置在两个压持分部的驱动压杆之间,并沿第二方向排布,能够确保整形凸部到达两个压持分部的距离最小,从而缩短了驱动作用力在驱动压杆到整形凸部之间的传递路径,也即进一步降低了压板的形变量,提升了整形凸部的整形可靠性。
在一些实施方式中,所述整形凸部具有处在第一方向的第一端面、以及处在第二方向的第二端面,所述第一端面与所述第二端面通过弧面邻接设置,所述弧面用于压持所述极耳的根部;所述第一方向与所述第二方向相交设置。
上述技术方案中,将整形凸部的第一端面与第二端面之间通过弧面过渡连接,在对极耳进行整形的过程中,通过该弧面接触极耳的根部,由于弧面较为圆滑,不容易造成极耳受力集中,极耳不容易在整形的过程中受损,有利于提升整形后极耳的可靠性。
在一些实施方式中,所述压板具有沿第二方向排布的两个压持分部,两个所述压持分部用于压持对应的两个所述电极组件的主体部;
所述整形凸部处在两个所述压持分部之间,所述整形凸部具有沿所述第二方向排布的两个所述第二端面,两个所述第二端面与所述第一端面之间分别通过所述弧面邻接设置,两个所述弧面分别用于压持两个所述极耳的根部。
上述技术方案中,压板包括两个压持分部,并且整形凸部处在两个压持分部之间的位置,这使得整形装置能够通过两个压持分部同时压持两个电极组件的主体部,并通过处在其间的整形凸部同时整形压持两个电极组件的极耳,由于该整形凸部具有两个弧面,能够通过这两个弧面同时对两个极耳的根部进行整形压持,在保证整形后极耳的可靠性的同时,还有利于后续焊接装置同时对两个极耳与转接部件进行焊接作业,加速了电池单体的生产速率。
在一些实施方式中,所述整形凸部上形成有沿所述第一方向贯穿至所述第一端面的让位通道,所述让位通道与所述弧面沿所述第二方向排布,所述让位通道用于显露所述极耳的头部、并供焊接装置伸入。
上述技术方案中,通过让位通道的设置,使得焊接装置能够从整形凸部沿第一方向的一侧直接对极耳的头部进行焊接作业,有利于整形装置与焊接装置的集成,减少空间占用。
在一些实施方式中,所述定位凸部包括多个定位柱,多个所述定位柱围绕所述定位区域分布;
所述避让凹部包括避让凹槽,所述避让凹槽对应所述定位柱设置。
上述技术方案中,将定位凸部设置为多个定位柱组成的形式,一方面能够降低定位凸部对于电极组件的尺寸精度要求,另一方面也能够降低定位凸部的设置难度。
第二方面,本申请提出的焊接设备包括上述的整形装置。
第三方面,本申请提出的电池生产线包括上述的焊接设备。
在一些实施方式中,所述电池生产线还包括合芯装置,所述合芯装置用以翻转并重叠两个所述电极组件的主体部,两个所述电极组件的极耳焊接于端盖,所述合芯装置包括:
承接部,用以在第三方向承接所述端盖,并使得两个所述主体部处在所述端盖沿第四方向的两侧;以及,
两个翻转部,处在所述承接部沿所述第四方向的两侧,所述翻转部被配置为具有沿第五方向延伸的翻转轴线,并围绕所述翻转轴线转动设置,所述翻转部在其活动行程内具有平躺位置与合芯位置,在所述平躺位置,两个所述翻转部用于在第三方向分别承接两个所述主体部,在所述合芯位置,两个所述翻转部用于使得两个所述主体部在第四方向重叠合拢;
其中,在所述翻转部的活动行程内,所述翻转轴线沿所述第三方向逐渐远离所述承接部设置,以使得所述翻转部距离所述承接部的间距逐渐减小;
所述第三方向、所述第四方向、所述第五方向两两相交。
上述技术方案中,通过承接部可以承接端盖,通过两个翻转部能够分别承接两个电极组件的主体部,在两个翻转部的翻转动作下,两个主体部能够沿第四方向重叠合拢,从而完成合芯作业,在此基础上,通过控制翻转部的翻转轴心沿第三方向活动,能够使得翻转部距离承接部的间距逐渐减小,也即确保电极组件的主体部距离端盖的间距逐渐减小,从而控制极耳的收拢姿态为向外弯曲,以降低极耳冗余的概率。
在一些实施方式中,在所述平躺位置,两个所述翻转部的间距为D;
在所述合芯位置,两个所述翻转部的间距为E;
所述翻转部还具有处在所述平躺位置与所述合芯位置之间的翻转位置,在所述翻转位置,所述翻转部相对于所述平躺位置的翻转角度为θ,两个所述翻转部沿所述第四方向的间距为G;
其中,G=D*cosθ+E*(1-cosθ)。
上述技术方案中,通过上述等式限定两个翻转部在翻转过程中的间距,能够确保极耳始终处于较为合适的弯曲状态,也即可以通过控制翻转部的翻转量与平移量相匹配的方式控制极耳冗余。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例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,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请提供的整形装置一实施例的结构示意图;
图2为图1中整形装置的俯视结构示意图;
图3为图2中剖面A-A的结构示意图;
图4为图3中剖面A-A的分解结构示意图;
图5为图1中整形装置的正视结构示意图;
图6为图5中剖面B-B的结构示意图;
图7为本申请提供的电池生产线中合芯装置的动作原理示意图。
附图标号说明:
100、整形装置;
1、压板;1a、第一侧端;1b、第二侧端;11、压持分部;11a、压持端;11b、连接端;12、避让凹部;12a、避让凹槽;13、分布区域;13a、第一区域;13b、第二区域;2、整形凸部;21、第一端面;22、第二端面;23、弧面;2a、让位通道;3、驱动压杆;4、底座;41、定位凸部;41a、定位柱;
200、合芯装置;210、承接部;220、翻转部;220a、平躺位置;220b、翻转位置;220c、合芯位置;231、第一轴心;232、第二轴心;233、第三轴心;
300、电极组件;310、主体部;320、极耳;321、根部;400、端盖;
X、第一方向;Y、第二方向;Z、第三方向;W、第四方向。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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,也不是与其他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他实施例相结合。
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),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
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单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其他形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
电池单体的结构通常包括壳体、端盖、电极组件与电极端子构成,端盖盖设于壳体的开口,并与壳体共同限定出容纳腔,电极组件设置在该容纳腔内,电极端子贯穿端盖设置,并通过转接部件与电极组件的极耳电连接,其中,电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件,其主要由正极片和负极片通过卷绕或层叠放置的工艺形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔离膜,正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与壳体内填充的电解液发生反应。
目前,电池单体作为动力电池包的核心部件,其生产质量直接关系到动力电池包的产品质量。在电池单体的生产过程中,一般需要经历电极组件的入壳工艺,也即将极耳焊接于端盖的电极组件入壳至电池单体的壳体内,然后再将端盖与壳体焊接密封,在这个过程中,极耳容易向内侧弯曲形成冗余,当冗余长度较大时,极耳可能会内插至电极组件的正负极片之间,从而导致短路。
针对这一问题的解决方案通常包括,在将极耳焊接于端盖之前,使用整形装置对极耳进行整形,使得极耳在焊接至端盖后,自身能够保持向外弯曲的状态,这种弯曲状态在电极组件入壳后能够得到保持,从而缓解极耳冗余的问题,然而,目前的整形装置对于极耳整形的效果并不理想,极耳冗余的情况仍然时常发生。
分析上述问题可知,目前的整形装置通常包括压板、整形压块与驱动压杆,压板与整形压块连接为一体,并同步动作,压板负责对电极组件的主体部进行压持作业,以确保主体部中的正负极片与隔离膜之间充分接触,而整形压块则负责对极耳的根部进行压持整形,以便于焊接装置对极耳进行焊接,为了避让焊接装置,驱动压杆设置在压板上的位置通常与整形压块存在偏离,同时,在驱动压杆驱动压板与整形压块进行压持作业的过程中,电极组件的主体部的压缩量大于极耳的压缩量,这就导致在确保压板完全压实主体部时,由于极耳施加给整形压块的反作用力与驱动压杆的施加给压板的压持作用力存在偏离,导致压板发生形变,从而使得整形压块的一侧翘起,最终导致整形失效。
鉴于此,可以考虑使用多个驱动压杆同时驱动压板活动,并对多个驱动压杆在压板上的设置位置进行合理的设计布局,使得驱动压杆能够避让整形压块,同时整形压块压持极耳的受力点落在多个驱动压杆的分布区域内,确保整形凸部能够充分受力,同时削弱压板形变对于整形压块的影响。
因此,本申请的主要目的是提出一种整形装置,旨在改善目前整形装置对于极耳的整形质量不佳的问题。
为便于理解本申请提供的整形装置,以下结合附图进行说明,其中,图1为本申请提供的整形装置一实施例的结构示意图;图2为图1中整形装置的俯视结构示意图;图3为图2中剖面A-A的结构示意图;图4为图3中剖面A-A的分解结构示意图;图5为图1中整形装置的正视结构示意图;图6为图5中剖面B-B的结构示意图。
请参阅图1和图2,在本申请一实施例中,该整形装置100用于整形电极组件300,电极组件300包括主体部310以及与主体部310连接的极耳320,整形装置100包括压板1及多个驱动压杆3,压板1包括沿第一方向X排布的第一侧端1a与第二侧端1b,第一侧端1a用以压持主体部310,第一侧端1a上设置有整形凸部2,整形凸部2用于压持极耳320;多个驱动压杆3设置于压板1的第二侧端1b;沿第一方向X,整形凸部2至少部分与多个驱动压杆3的分布区域13重叠。
通常而言,压板1从整体上而言属于板状结构,“第一方向X”也即属于压板1的厚度方向,因此,第一侧端1a与第二侧端1b属于压板1的厚度方向的两端,在工作过程中,压板1的第一侧端1a用以压持电极组件300的主体部310,但并不代表第一侧端1a的全部都需要压持电极组件300,可能只是第一侧端1a的局部用于压持电极组件300,在此基础上,第一侧端1a设置有整形凸部2,该整形凸部2应当相较于第一侧端1a更为远离第二侧端1b设置,如此设置,在驱动压杆3驱动压板1沿第一方向X靠近电极组件300活动的过程中,整形凸部2能够将极耳320整形压持于主体部310远离压板1的一侧(然后配合焊接装置将极耳320焊接于转接部件),该侧在两个电极组件300的主体部310合芯之后处于外侧,有利于降低电极组件300入壳后极耳320冗余的概率。
在本申请实施例中,多个驱动压杆3应当理解为同步驱动,也即多个驱动压杆3应当设置在同一个驱动部上,例如多个驱动压杆3的一端连接于压板1的第二侧端1b,另一端连接于联动板,联动板连接于诸如驱动气缸的气缸杆或推杆电机的推杆等驱动部,一般而言,多个驱动压杆3沿第一方向X延伸,用于驱动压板1沿第一方向X活动;本实施例并未限定多个驱动压杆3在压板1上的具体分布方式,多个驱动压杆3可以呈矩形阵列分布,也可以呈圆周整列分布,甚至可以呈无规律散点分布,但不论多个驱动压杆3如何分布,其总是具有一个闭合的多边形“分布区域13”,该分布区域13的界定应该由多个驱动压杆3中处于外围的驱动压杆3决定,外围的驱动压杆3应当处在该分布区域13的边界拐点处,并且外围的驱动压杆3在第一方向X的投影应当落在该分布区域13内,例如在图2所示的实施例中,多个驱动压杆3包括四个驱动压杆3,且均处于外围,其分布区域13如图中虚线区域所示,该虚线区域包括相邻两个驱动压杆3之间限定的第一区域13a,同时也包括多个驱动压杆3共同围绕限定的第二区域13b;“整形凸部2至少部分与多个驱动压杆3的分布区域13重叠”包括,整形凸部2只有局部与该分布区域13重叠,或整形凸部2完全落在该分布区域13内,不论是哪种重叠方式,相较于现有的完全偏离的布设方式而言,本申请实施例中整形凸部2承受的驱动作用力更为充分且直接,压板1整体不容易出现形变。
本申请提供的技术方案,多个驱动压杆3设置在压板1的第二侧端1b,并在该第二侧端1b限定出分布区域13,也即驱动作用力的直接作用区域,处在该分布区域13内的部分压板1承受的发生弯曲形变较小,因此,将整形凸部2在第一方向X与该分布区域13重叠,能够确保整形凸部2始终向极耳320施加沿第一方向X的正压力,保证整形有效,也即改善了目前整形装置100对于极耳320的整形质量不佳的问题。
请参阅图2至图4,在一实施例中,压板1具有沿第二方向Y排布的两个压持分部11,压持分部11具有沿第一方向X排布的压持端11a与连接端11b,两个压持分部11的压持端11a分别用于压持对应的两个电极组件300的主体部310,第一侧端1a包括两个压持端11a,第二侧端1b包括两个压持分部11的连接端11b;整形凸部2处在两个压持分部11之间,用以压持两个电极组件300的极耳320;其中,多个驱动压杆3分别设置于两个压持分部11的连接端11b;第一方向X与第二方向Y相交设置。
“第一方向X与第二方向Y相交设置”指的是,第一方向X与第二方向Y之间的夹角原则上可以是0°至180°之间的任意数值,但通常而言,第一方向X与第二方向Y垂直设置;压板1具有沿第二方向Y排布的两个压持分部11,两个压持分部11可以完全断开,也可以是压板1整个实体的两个部分,因此,第一侧端1a与两个压持分部11的压持端11a具有包含关系,第一侧端1a可以完全由两个压持端11a组成,也可能除了两个压持端11a外还包括其他的端部,同样的,第二侧端1b与两个压持分部11的连接端11b也具有包含关系,第二侧端1b可以完全由两个连接端11b组成,也可能除了两个连接端11b外还包括其他的端部。“多个驱动压杆3分别设置在两个连接端11b”指的是,多个驱动压杆3完全分布在两个连接端11b,且每个连接端11b上至少设置有一个驱动压杆3,不论两个压持分部11是否完全断开,均应当确保两个压持分部11能够承受多个驱动压杆3的同步驱动。
上述技术方案中,压板1包括两个压持分部11,并且整形凸部2处在两个压持分部11之间的位置,这使得整形装置100能够通过两个压持分部11同时压持两个电极组件300的主体部310,并通过处在其间的整形凸部2同时整形压持两个电极组件300的极耳320,有利于后续焊接装置同时对两个极耳320与转接部件进行焊接作业,加速了电池单体的生产速率。
在一实施例中,在第一方向X的投影中,整形凸部2处于其中两个驱动压杆3之间,且与两个驱动压杆3在第二方向Y排布。
结合图2所示实施例,“整形凸部2处于其中两个驱动压杆3之间”指的是,整形凸部2处于两个驱动压杆3之间的第一区域13a,并且这两个驱动压杆3分别位于两个压持分部11上;结合两个电极组件300的极耳整形工艺可知,两个电极组件300的主体部310通过各自的极耳320搭接至端盖400的转接部件,两个主体部310通常呈对称分布在端盖400的宽度方向的两侧,两个主体部310在端盖400的宽度方向的距离最小(例如图3和图4中所示),在此背景下,本实施例中,两个压持分部11沿第二方向Y排布,并通过各自的压持端11a压持两个电极组件300的主体部310,可以认为两个压持分部11与两个主体部310的排布方向一致,也即第二方向Y与端盖400的宽度方向一致,从而可以确定两个压持分部11沿第二方向Y的距离最小。
上述技术方案中,由于两个压持分部11沿第二方向Y排布,因此两个压持分部11在第二方向Y的距离最小,在此基础上,将整形凸部2设置在两个压持分部11的驱动压杆3之间,并沿第二方向Y排布,能够确保整形凸部2到达两个压持分部11的距离最小,从而缩短了驱动作用力在驱动压杆3到整形凸部2之间的传递路径,也即进一步降低了压板1的形变量,提升了整形凸部2的整形可靠性。
在一实施例中,整形凸部2具有处在第一方向X的第一端面21、以及处在第二方向Y的第二端面22,第一端面21与第二端面22通过弧面23邻接设置,弧面23用于压持极耳320的根部321;所述第一方向X与所述第二方向Y相交设置。
结合图3和图4所示实施例,在整形过程中,整形凸部2的第一端面21为朝向电极组件300中极耳320的面,而整形凸部2的第二端面22处于第二方向Y,也即朝向电极组件300中主体部310的面,弧面23即为平滑连接第一端面21与第二端面22的过渡面,通过弧面23的压持抵接,极耳320能够被整形为图4中所示的弯曲形状。“极耳320的根部321”指的是与主体部310连接的部位。
上述技术方案中,将整形凸部2的第一端面21与第二端面22之间通过弧面23过渡连接,并在对极耳320进行整形的过程中,通过该弧面23接触极耳320的根部321,由于弧面23较为圆滑,不容易造成极耳320受力集中,极耳320不容易在整形的过程中受损,有利于提升整形后极耳320的可靠性。
在一实施例中,压板1具有沿第二方向Y排布的两个压持分部11,两个压持分部11用于压持对应的两个电极组件300的主体部310;整形凸部2处在两个压持分部11之间,整形凸部2具有沿第二方向Y排布的两个第二端面22,两个第二端面22与第一端面21之间分别通过弧面23邻接设置,两个弧面23分别用于压持两个极耳320的根部321。
上述技术方案中,压板1包括两个压持分部11,并且整形凸部2处在两个压持分部11之间的位置,这使得整形装置100能够通过两个压持分部11同时压持两个电极组件300的主体部310,并通过处在其间的整形凸部2同时整形压持两个电极组件300的极耳320,由于该整形凸部2具有两个弧面23,能够通过这两个弧面23同时对两个极耳320的根部321进行整形压持,在保证整形后极耳320的可靠性的同时,还有利于后续焊接装置同时对两个极耳320与转接部件进行焊接作业,加速了电池单体的生产速率。
请参阅图4,在一实施例中,整形凸部2上形成有沿第一方向X贯穿至第一端面21的让位通道2a,让位通道2a与弧面23沿第二方向Y排布,让位通道2a用于显露极耳320的头部、并供焊接装置伸入。
“让位通道2a”沿第一方向X贯穿至整形凸部2的第一端面21,应当理解为,让位通道2a沿第一方向X延伸并贯通整形凸部2的两侧;让位通道2a与弧面23沿第二方向Y排布,让位通道2a用于显露极耳320的头部、并供焊接装置伸入,意味着在整形电极组件300的过程中,电极组件300的极耳320沿第二方向Y延伸,也即极耳320处在主体部310沿第二方向Y的一侧,在整形完成后,极耳320的头部能够从让位通道2a向第一方向X显露,从而使得焊接装置能够伸入其中对极耳320的头部进行焊接作业,当然,焊接装置也可能与整形凸部2固定连接,在下压整形的过程中直接完成焊接作业,焊接装置可以是超声波焊接装置,也可以是激光焊接装置。
上述技术方案中,通过让位通道2a的设置,使得焊接装置能够从整形凸部2沿第一方向X的一侧直接对极耳320的头部进行焊接作业,有利于整形装置100与焊接装置的集成,减少空间占用。
请参阅图5和图6,在一实施例中,整形装置100还包括底座4,底座4与压板1的第一侧端1a在第一方向X相对设置,底座4朝向压板1的端面设置有定位凸部41,定位凸部41在底座4围绕限定出定位区域,定位区域用以放置电极组件300的主体部310;压板1的第一侧端1a形成有避让凹部12,避让凹部12与定位凸部41在第一方向X对位设置;驱动压杆3被配置为沿第一方向X可活动,其中,在驱动压杆3靠近底座4的活动行程内,定位凸部41能伸入避让凹部12。
需要说明的是,本实施例中提及的底座4,可以与压板1配对设置在固定位置,当然,底座4也可以设置在流动线体上,例如底座4可以是转运托盘,转运托盘能够到达压板1所处位置,并配合压板1完成整形作业。“定位凸部41在底座4围绕限定出定位区域”指的是,定位凸部41在底座4沿第一方向X所处轴线的周向围绕设置,并限定出定位区域,例如,该定位凸部41可以是连接且闭合的围挡结构;该定位区域用于放置电极组件300的主体部310,使得主体部310在第二方向Y或第三方向Z的活动自由度受到限制,极耳320则延伸至定位区域以外。电极组件300的主体部310在放置于定位区域的开始阶段处于蓬松状态,其沿第一方向X的厚度可能或大于定位凸部41的凸出高度。“避让凹部12与定位凸部41在第一方向X对位设置”指的是,避让凹部12与定位凸部41在第一方向X的投影重合,使得定位凸部41沿第一方向X可以与避让凹部12配合。
上述技术方案中,通过设置定位凸部41能够为电极组件300的主体部310提供位置限定,而在压板1上对应设置避让凹部12,则可以为定位凸部41提供避让空间,避免压板1与定位凸部41发生干涉,确保压板1能够完全压实电极组件300的主体部310,也使得整形凸部2能够与极耳320充分接触,确保整形质量。
请参阅图5和图6,在一实施例中,定位凸部41包括多个定位柱41a,多个定位柱41a围绕定位区域分布;避让凹部12包括避让凹槽12a,避让凹槽12a对应定位柱41a设置。
“多个定位柱41a”属于定位凸部41分段式设置的形式,要通过多个定位柱41a对电极组件300的主体部310进行位置限定,在设置过程中,定位柱41a至少应当对应主体部310的长度边或者宽度边设置。避让凹槽12a对应定位柱41a设置,其中,一个避让凹槽12a至少应当对应一个定位柱41a。
上述技术方案中,将定位凸部41设置为多个定位柱41a组成的形式,一方面能够降低定位凸部41对于电极组件300的尺寸精度要求,另一方面也能够降低定位凸部41的设置难度。
本申请还提出一种焊接设备,该焊接设备包括整形装置100,整形装置100用于提供电能,该整形装置100的具体结构参照上述实施例,由于本焊接设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。其中,该焊接设备包括但不限于超声波焊接装置与激光焊接装置等焊接装置。
本申请还提出一种电池生产线,该电池生产线包括焊接设备,该焊接设备的具体结构参照上述实施例,由于本电池生产线采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
本申请提出的电池生产线还包括合芯装置200,为便于理解该合芯装置200,以下结合附图进行说明,其中,图7为本申请提供的电池生产线中合芯装置200的动作原理示意图。
在一实施例中,合芯装置200用以翻转并重叠两个电极组件300的主体部310,两个电极组件300的极耳320焊接于端盖400,合芯装置200包括承接部210及两个翻转部220,承接部210用以在第三方向Z承接端盖400,并使得两个主体部310处在端盖400沿第四方向W的两侧;两个翻转部220处在承接部210沿第四方向W的两侧,翻转部220被配置为具有沿第五方向延伸的翻转轴线,并围绕翻转轴线转动设置,翻转部220在其活动行程内具有平躺位置220a与合芯位置220c,在平躺位置220a,两个翻转部220用于在第三方向Z分别承接两个主体部310,在合芯位置220c,两个翻转部220用于使得两个主体部310在第四方向W重叠合拢;其中,在翻转部220的活动行程内,翻转轴线沿第三方向Z逐渐远离承接部210设置,以使得翻转部220距离承接部210的间距逐渐减小;第三方向Z、第四方向W、第五方向两两相交。
由于合芯装置200与整形装置100通常处于不同的工位,两者之间通常也没有必然的方向匹配关系,本实施例中的第三方向Z、第四方向W可以与上述实施例中的第一方向X、第二方向Y分别对应,也可以不存在关联。在图7中并未标注第五方向,由于图7属于平面图,第五方向应当属于垂直于图7的方向。
本实施例旨在限定合芯装置200的动作原理,因此仅限定了翻转部220与承接部210等基础结构及其动作逻辑,并不限定合芯装置200的具体结构形式及其驱动形式;“承接部210用以在第三方向Z承接端盖400”,也即在第三方向Z对端盖400进行限位,通常而言,合芯装置200在使用的过程中,承接部210向上承接端盖400,但也不限于此,在搭配真空吸盘等结构时,承接部210也可以朝下吸附,并承接端盖400;“翻转部220”的翻转动作通常由对应翻转驱动装置驱动(例如翻转驱动电机),因此翻转部220具有对应的翻转轴线,翻转部220与翻转轴线的间距通常固定;“在所述翻转部220的活动行程内,翻转轴线沿第三方向Z逐渐远离所述承接部210设置”指的是,翻转驱动装置整体还需要沿第三方向Z活动,因此还可能存在平移驱动装置(例如平移驱动电机)驱动翻转驱动装置活动,当然,这些翻转与平移的操作也可能由人工完成;为了使得翻转部220距离承接部210的间距逐渐减小,翻转轴线通常需要由端盖400朝向承接部210的方向移动,结合图7可知,图中弧形虚线属于翻转部220在第三方向Z与第四方向W所处平面的运动轨迹,翻转部220处于平躺位置220a时的翻转轴线经过第一轴心231,翻转部220处于合芯位置220c时的翻转轴线经过第三轴心233,在平躺位置220a与合芯位置220c之间,翻转部220还具有翻转位置220b,翻转部220处于翻转位置220b时的翻转轴线经过第二轴心232,第一轴心231、第二轴心232、第三轴心233沿第三方向Z依次远离承接部210排布。
上述技术方案中,通过承接部210可以承接端盖400,通过两个翻转部220能够分别承接两个电极组件300的主体部310,在两个翻转部220的翻转动作下,两个主体部310能够沿第四方向W重叠合拢,从而完成合芯作业,在此基础上,通过控制翻转部220的翻转轴线沿第三方向Z活动,能够使得翻转部220距离承接部210的间距逐渐减小,也即确保电极组件300的主体部310距离端盖400的间距逐渐减小,从而控制极耳320的收拢姿态为向外弯曲,以降低极耳320冗余的概率。
在一实施例中,在平躺位置220a,两个翻转部220的间距为D;在合芯位置220c,两个翻转部220的间距为E;翻转部220还具有处在平躺位置220a与合芯位置220c之间的翻转位置220b,在翻转位置220b,翻转部220相对于平躺位置220a的翻转角度为θ,两个翻转部220沿第四方向W的间距为G;其中,G=D*cosθ+E*(1-cosθ)。
需要说明的是,上述实施例中仅限定了翻转轴线沿第三方向Z逐渐远离承接部210活动,翻转轴线可能沿第四方向W也存在少量位移,而在本实施例中,将翻转部220的翻转角度θ与两个翻转部220沿第四方向W的实时间距G关联在一起,可以控制翻转部220在四分之一椭圆弧的轨迹上活动,也即控制翻转轴线沿第三方向Z做直线调整,可以较为准确地控制极耳320在翻转部220翻转活动的过程中的姿态。
上述的间距D、间距E、间距G和翻转角度θ均可以通过人工测量或对应距离传感器、角度传感器直接获得,值得一提的是,间距E代表两个电极组件300的主体部310的厚度之和,根据不同规格的电极组件300,该间距E是不同的,因此将间距E作为控制因素加入上述等式中,可以使得合芯装置200更好地应对不同规格的主体部310的合芯作业。
上述等式的确定过程为,设定翻转部220距离翻转轴线的间距,也即翻转部220的翻转半径为F,从而可以确定等式F=(D-E)/2;再结合等式G=2F*cosθ+E;消除参数F后即可获得等式G=D*cosθ+E*(1-cosθ)。
上述技术方案中,通过上述等式限定两个翻转部220在翻转过程中的间距,能够确保极耳320始终处于较为合适的弯曲状态,也即可以通过控制翻转部220在翻转过程中的翻转量与平移量相匹配的方式控制极耳320冗余。
在一具体实施例中,本申请提出一种整形装置100,该整形装置100包括压板1、整形凸部2、多个驱动压杆3及底座4,压板1具有沿第二方向Y排布的两个压持分部11,压持分部11具有沿第一方向X排布的压持端11a与连接端11b,两个压持分部11的压持端11a分别用于压持对应的两个电极组件300的主体部310,多个驱动压杆3分别设置在两个压持分部11的连接端11b,整形凸部2设置在两个压持分部11之间,且处在压持端11a所处的一侧,在第一方向X,整形凸部2与多个驱动压杆3的分布区域13重叠,整形凸部2具有处在第一方向X的第一端面21,以及沿第二方向Y排布的两个第二端面22,第一端面21沿第二方向Y的两端分别通过弧面23连接于对应的第二端面22,该弧面23用于压持极耳320的根部321,整形凸部2还形成有沿第一方向X贯穿至第一端面21的让位通道2a,该让位通道2a与弧面23沿第二方向Y排布,用于显露极耳320的头部、并供焊接装置伸入;该底座4与压板1沿第一方向X相对设置,底座4朝向压板1的端面设置有多个定位柱41a,多个定位柱41a在底座4围绕限定出定位区域,该定位区域用于放置电极组件300的主体部310,压板1的第一侧端1a形成有避让凹槽12a,避让凹槽12a与定位柱41a在第一方向X对位设置,驱动压杆3被配置为沿第一方向X可活动,在驱动压杆3靠近底座4的活动行程内,定位柱41a能伸入避让凹槽12a。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,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,或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (11)
1.一种整形装置,用于整形电极组件,所述电极组件包括主体部以及与所述主体部连接的极耳,其特征在于,所述整形装置包括:
压板,包括沿第一方向排布的第一侧端与第二侧端,所述第一侧端用以压持所述主体部,所述第一侧端设置有整形凸部,所述整形凸部用于压持所述极耳;
多个驱动压杆,设置于所述压板的第二侧端;沿所述第一方向,所述整形凸部至少部分与多个所述驱动压杆的分布区域重叠;以及,
底座,所述底座与所述压板的第一侧端在所述第一方向相对设置,所述底座朝向所述压板的端面设置有定位凸部,所述定位凸部在所述底座围绕限定出定位区域,所述定位区域用以放置电极组件的主体部;
所述压板的第一侧端形成有避让凹部,所述避让凹部与所述定位凸部在所述第一方向对位设置;
所述驱动压杆被配置为沿所述第一方向可活动,其中,在所述驱动压杆靠近所述底座的活动行程内,所述定位凸部能伸入所述避让凹部。
2.如权利要求1所述的整形装置,其特征在于,所述压板具有沿第二方向排布的两个压持分部,所述压持分部具有沿所述第一方向排布的压持端与连接端,两个所述压持分部的压持端分别用于压持对应的两个所述电极组件的主体部,所述第一侧端包括两个所述压持端,所述第二侧端包括两个所述压持分部的连接端;
所述整形凸部处在两个所述压持分部之间,用以压持两个所述电极组件的极耳;
其中,多个所述驱动压杆分别设置于两个所述压持分部的连接端;
所述第一方向与所述第二方向相交设置。
3.如权利要求2所述的整形装置,其特征在于,在所述第一方向的投影中,所述整形凸部处于其中两个所述驱动压杆之间,且与两个所述驱动压杆在所述第二方向排布。
4.如权利要求1所述的整形装置,其特征在于,所述整形凸部具有处在第一方向的第一端面、以及处在第二方向的第二端面,所述第一端面与所述第二端面通过弧面邻接设置,所述弧面用于压持所述极耳的根部;
所述第一方向与所述第二方向相交设置。
5.如权利要求4所述的整形装置,其特征在于,所述压板具有沿第二方向排布的两个压持分部,两个所述压持分部用于压持对应的两个所述电极组件的主体部;
所述整形凸部处在两个所述压持分部之间,所述整形凸部具有沿所述第二方向排布的两个所述第二端面,两个所述第二端面与所述第一端面之间分别通过所述弧面邻接设置,两个所述弧面分别用于压持两个所述极耳的根部。
6.如权利要求4所述的整形装置,其特征在于,所述整形凸部上形成有沿所述第一方向贯穿至所述第一端面的让位通道,所述让位通道与所述弧面沿所述第二方向排布,所述让位通道用于显露所述极耳的头部、并供焊接装置伸入。
7.如权利要求1所述的整形装置,其特征在于,所述定位凸部包括多个定位柱,多个所述定位柱围绕所述定位区域分布;
所述避让凹部包括避让凹槽,所述避让凹槽对应所述定位柱设置。
8.一种焊接设备,其特征在于,包括如权利要求1至7任一项所述的整形装置。
9.一种电池生产线,其特征在于,包括如权利要求8所述的焊接设备。
10.如权利要求9所述的电池生产线,其特征在于,所述电池生产线还包括合芯装置,所述合芯装置用以翻转并重叠两个所述电极组件的主体部,两个所述电极组件的极耳焊接于端盖,所述合芯装置包括:
承接部,用以在第三方向承接所述端盖,并使得两个所述主体部处在所述端盖沿第四方向的两侧;以及,
两个翻转部,处在所述承接部沿所述第四方向的两侧,所述翻转部被配置为具有沿第五方向延伸的翻转轴线,并围绕所述翻转轴线转动设置,所述翻转部在其活动行程内具有平躺位置与合芯位置,在所述平躺位置,两个所述翻转部用于在第三方向分别承接两个所述主体部,在所述合芯位置,两个所述翻转部用于使得两个所述主体部在第四方向重叠合拢;
其中,在所述翻转部的活动行程内,所述翻转轴线沿所述第三方向逐渐远离所述承接部设置,以使得所述翻转部距离所述承接部的间距逐渐减小;
所述第三方向、所述第四方向、所述第五方向两两相交。
11.如权利要求10所述的电池生产线,其特征在于,在所述平躺位置,两个所述翻转部的间距为D;
在所述合芯位置,两个所述翻转部的间距为E;
所述翻转部还具有处在所述平躺位置与所述合芯位置之间的翻转位置,在所述翻转位置,所述翻转部相对于所述平躺位置的翻转角度为θ,两个所述翻转部沿所述第四方向的间距为G;
其中,G=D*cosθ+E*(1-cosθ)。
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| CN120502954A (zh) * | 2025-07-21 | 2025-08-19 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 电池单体的焊接方法及焊接工装 |
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