TWM545372U - 電池壓合機 - Google Patents

Description

電池壓合機

本新型是有關於一種電池壓合機，特別是指一種自動控制的電池壓合機。

一般鈕扣型的鋰電池是以鋰金屬或鋰合金為陽極材料，由於鋰金屬在大氣中會有強烈的氧化反應，必須在低氧低含水率的環境下使用，而且鋰電池內的電解液若與大氣接觸會自我反應而衰退。因此，在鋰電池的封裝製程中，環境氣氛的控制甚為重要。目前鋰電池的封裝製程需要在手套箱內進行，以控制環境氣氛。

然而，現有用以封裝鈕扣型鋰電池的封合機，有一種是手動操作的機台，另有一種是氣動式的自動控制機台。由於手動操作的機台是由以人力控制，無法保證每次操作的品質皆一致。而氣動式的自動控制機台是以氣缸驅動，其所使用的氣體容易影響手套箱內的環境氣氛。此外，現有的氣動式自動控制機台雖可設定加壓於待封裝電池的壓力，但是該壓力是控制施力源的壓力，與待封裝電池所受到的實際壓力可能不相符，如此亦可能影響電池封裝的品質。所以現有的電池封合機仍有改進的空間。

因此，本新型之其中一目的，即在提供一種自動化機械式的電池壓合機。

於是，本新型電池壓合機在一些實施態樣中，是適用於設置一上治具及一下治具以壓合一鈕扣型電池，該電池壓合機包含一機架、一驅動單元及一控制單元。該機架包括一底座、一位於該底座上方與該底座間隔相對的頂壁，及兩個彼此間隔相對地連接該底座與該頂壁的側壁，且該底座、該頂壁與該等側壁共同界定一工作空間，該底座具有一供該下治具設置的治具設置區。該驅動單元設於該頂壁，並包括一動力模組及一與該動力模組連接的升降模組。該升降模組具有一位於該工作空間內的升降平台，該升降平台適用於設置該上治具且可受該動力模組驅動在該工作空間內上下移動，並使該上治具與該下治具可共同壓合該鈕扣型電池。該控制單元包括一壓力感測器及一電路系統，該壓力感測器設於該底座且位於該治具設置區的範圍內，以感測該下治具所受的壓力，該電路系統與該壓力感測器及該動力模組耦接，以藉由該壓力感測器所感測的壓力判斷是否使該動力模組停止使該升降平台往下移動。

在一些實施態樣中，該升降模組還具有一穿過該頂壁且與該升降平台連接的螺桿機構。

在一些實施態樣中，該動力模組具有一伺服馬達以驅動該螺桿機構升降。

在一些實施態樣中，該升降模組還具有一組安裝在該兩側壁的相對內側並與該升降平台相配合的升降導軌，以使該升降平台穩定地移動。

在一些實施態樣中，該控制單元還包括兩個設於該底座的啟動開關，該等啟動開關與該伺服馬達耦接，且同時按壓該等啟動開關時，才能啟動該動力模組使該升降平台下移。

本新型至少具有以下功效：藉由該驅動單元可由機械自動控制該升降平台的升降以移動該上治具對該鈕扣型電池半成品施壓，可以避免人為操控的不確定因素，且節省勞力。而且，藉由在該機架的底座的治具設置區設置該壓力感測器以感測該下治具實際所受的壓力，使控制該上治具與該下治具對於該鈕扣型電池半成品壓合的壓力能更為精確。進一步地，該驅動單元由該伺服馬達驅動該螺桿機構，能夠避免產生影響環境氣氛的物質，以確保該鈕扣型電池半成品的品質不會受影響。

參閱圖1至圖4，本新型電池壓合機之一實施例，適用於設置一上治具4及一下治具5以壓合一鈕扣型電池半成品(未圖示)，該上治具4與該下治具5可配合所欲封裝的該鈕扣型電池半成品的規格更換，以使該下治具5可對應容置待封裝壓合的該鈕扣型電池半成品，且該上治具4用以與該下治具5共同擠壓該鈕扣型電池半成品，以形成可供使用的一鈕扣型電池。該電池壓合機包含一機架1、一驅動單元2及一控制單元3。

該機架1包括一底座11、一位於該底座11上方與該底座11間隔相對的頂壁12，及兩個彼此間隔相對地連接該底座11與該頂壁12的側壁13，且該底座11、該頂壁12與該等側壁13共同界定一工作空間14，該底座11具有一供該下治具5設置的治具設置區111。

該驅動單元2設於該頂壁12，並包括一動力模組21及一與該動力模組21連接的升降模組22。該升降模組22具有一位於該工作空間14內的升降平台221，該升降平台221適用於設置該上治具4且可受該動力模組21驅動在該工作空間14內上下移動，並使該上治具4與該下治具5可共同壓合該鈕扣型電池半成品。在本實施例中，該升降模組22還具有一穿過該頂壁12且與該升降平台221連接的螺桿機構222，及一組安裝在該兩側壁13的相對內側並與該升降平台221相配合的升降導軌223，以使該升降平台221穩定地移動。該動力模組21具有一伺服馬達211以驅動該螺桿機構222升降，進而帶動該升降平台221升降。

該控制單元3包括一壓力感測器31及一電路系統32。該壓力感測器31設於該底座11且位於該治具設置區111的範圍內，以感測該下治具5所受的壓力。該電路系統32與該壓力感測器31及該動力模組21耦接，以藉由該壓力感測器31所感測的壓力判斷是否使該動力模組21停止使該升降平台221往下移動。在本實施例中，該電池壓合機適用於放置在一手套箱(未圖示)內，該電路系統32可耦接至該手套箱外的一控制面板(未圖示)，以由該控制面板設定欲使該動力模組21停止使該升降平台221往下移動的壓力值。此外，在本實施例中，該控制單元3還包括兩個設於該底座11的啟動開關33，該等啟動開關33與該伺服馬達211耦接，同時按壓該等啟動開關33時，才能啟動該動力模組21使該升降平台221下移，藉此避免因誤觸其中一啟動開關33即啟動該動力模組21。

具體而言，操作者可以依據要壓合該鈕扣型電池半成品所需的壓力設定一預設壓力值。在進行封裝製程時，待操作者將待封裝壓合的該鈕扣型電池半成品放置於該下治具5後，即可按壓該等啟動開關33以啟動該伺服馬達211，藉由該伺服馬達211帶動該螺桿機構222，進而帶動該升降平台221下移。該升降平台221移動過程中可由位於該升降平台221兩側的該等升降導軌223引導以穩定地往下移動，且該上治具4固定於該升降平台221也能隨著該升降平台221穩定地往下移動。直到該上治具4接觸該鈕扣型電池半成品時，該上治具4即對該鈕扣型電池半成品施加壓力，且該壓力透過該下治具5可被該壓力感測器31所感知，該壓力感測器31將感知的壓力值傳送至該電路系統32，以供該電路系統32將該壓力感測器31實測的壓力值與該預設壓力值比對。當該升降平台221持續下移時，該上治具4即對該鈕扣型電池半成品持續加壓，直到該壓力感測器31感測到的壓力值與該預設壓力值相同時，該電路系統32會傳送訊號至該伺服馬達211，使該伺服馬達211停止驅動該升降平台221下移，並反向驅動該升降平台221上移回復原位。藉此，可精確控制該鈕扣型電池半成品所受的壓力，確保該鈕扣型電池半成品不會因為壓力過大而受損且不會因為壓力不夠而封合不良。而且，由於該上治具4壓合該鈕扣型電池半成品時因與該下治具5相對擠壓會產生扭力，藉由兩側的升降導軌223可以固定該升降平台221的位置以消除扭力，使該上治具4能保持穩定地對該鈕扣型電池半成品施壓。此外，該驅動單元2由該伺服馬達211驅動該螺桿機構222，能夠避免產生影響該手套箱內環境氣氛的物質，以確保該鈕扣型電池半成品的品質不會受影響。而且由於該螺桿機構222的精密度佳，可使該升降模組22整體的公差小。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧機架
11‧‧‧底座
111‧‧‧治具設置區
12‧‧‧頂壁
13‧‧‧側壁
14‧‧‧工作空間
2‧‧‧驅動單元
21‧‧‧動力模組
211‧‧‧伺服馬達
22‧‧‧升降模組
221‧‧‧升降平台
222‧‧‧螺桿機構
223‧‧‧升降導軌
3‧‧‧控制單元
31‧‧‧壓力感測器
32‧‧‧電路系統
33‧‧‧啟動開關
4‧‧‧上治具
5‧‧‧下治具

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型電池壓合機的一實施例的立體圖； 圖2是該實施例的另一視角立體圖； 圖3是該實施例的一前視示意圖；及 圖4是沿圖3中IV-IV直線所取的一剖視圖。

1‧‧‧機架

11‧‧‧底座

12‧‧‧頂壁

13‧‧‧側壁

14‧‧‧工作空間

2‧‧‧驅動單元

21‧‧‧動力模組

211‧‧‧伺服馬達

22‧‧‧升降模組

221‧‧‧升降平台

222‧‧‧螺桿機構

223‧‧‧升降導軌

3‧‧‧控制單元

31‧‧‧壓力感測器

32‧‧‧電路系統

33‧‧‧啟動開關

4‧‧‧上治具

5‧‧‧下治具

Claims (5)

1. 一種電池壓合機，適用於設置一上治具及一下治具以壓合一鈕扣型電池半成品，該電池壓合機包含： 一機架，包括一底座、一位於該底座上方與該底座間隔相對的頂壁，及兩個彼此間隔相對地連接該底座與該頂壁的側壁，且該底座、該頂壁與該等側壁共同界定一工作空間，該底座具有一供該下治具設置的治具設置區； 一驅動單元，設於該頂壁，並包括一動力模組及一與該動力模組連接的升降模組，該升降模組具有一位於該工作空間內的升降平台，該升降平台適用於設置該上治具且可受該動力模組驅動在該工作空間內上下移動，並使該上治具與該下治具可共同壓合該鈕扣型電池；及 一控制單元，包括一壓力感測器及一電路系統，該壓力感測器設於該底座且位於該治具設置區的範圍內，以感測該下治具所受的壓力，該電路系統與該壓力感測器及該動力模組耦接，以藉由該壓力感測器所感測的壓力判斷是否使該動力模組停止使該升降平台往下移動。
2. 如請求項1所述電池壓合機，其中，該升降模組還具有一穿過該頂壁且與該升降平台連接的螺桿機構。
3. 如請求項2所述電池壓合機，其中，該動力模組具有一伺服馬達以驅動該螺桿機構升降。
4. 如請求項3所述電池壓合機，其中，該升降模組還具有一組安裝在該兩側壁的相對內側並與該升降平台相配合的升降導軌，以使該升降平台穩定地移動。
5. 如請求項4所述電池壓合機，其中，該控制單元還包括兩個設於該底座的啟動開關，該等啟動開關與該伺服馬達耦接，且同時按壓該等啟動開關時，才能啟動該動力模組使該升降平台下移。