CN204558608U - 电芯封装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电芯封装设备，包括旋转工作台、铝塑膜上料装置、下料装置、用于电芯上料和铝塑膜成型的电芯上料成型装置、用于对电芯进行顶封和极耳整形的顶封装置、以及侧封装置。旋转工作台可绕其自身轴线作回转运动。沿所述旋转工作台的旋转方向依次形成有多个工位，包括铝塑膜上料工位、铝塑膜空折工位、电芯上料成型工位、顶封工位、侧封工位以及下料工位，每个工位上均设置有转盘治具。本实用新型的电芯封装设备结构设计巧妙，将多个工序集成于一个工位上，减小了设备的体积及占地空间，并且提高了电池封装质量和效率。

Description

电芯封装设备

技术领域

本实用新型涉及电池制造设备技术领域，尤其是涉及一种电芯封装设备。

背景技术

在传统的锂电池的制造生产过程中，电芯的封装方法通常是：首先采用手工或者半自动化机械将成卷的铝塑膜分切成片，然后冲制、切片成型，制备形成电芯的包装壳；然后手工将电芯放入包装壳中，将包装壳折叠后包住电芯，并对装有电芯的包装壳进行包括顶封和侧封的封装。在传统的锂电池制造过程中，需要手工操作的工序多，并且铝塑膜成型、装配、封装等都是独立工序，导致电芯的生产过程原材料浪费用、生产效率低、成本高，而且操作不便，装配精度更难以保证。因此，有必要对现有的电池生产设备进行改进，提供一种生产效率高、装配精度高、封装质量好的电芯封装设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯封装设备，该电芯封装设备结构设计巧妙，将多个工序集成于一个工位上，减小了设备的体积及占地空间，并且提高了电池封装质量和效率。

一种电芯封装设备，包括旋转工作台、铝塑膜上料装置、下料装置、用于电芯上料和铝塑膜成型的电芯上料成型装置、用于对电芯进行顶封和极耳整形的顶封装置、以及侧封装置。旋转工作台可绕其自身轴线作回转运动。 沿所述旋转工作台的旋转方向依次形成有多个工位，包括铝塑膜上料工位、铝塑膜空折工位、电芯上料成型工位、顶封工位、侧封工位以及下料工位，每个工位上均设置有转盘治具。

进一步地，顶封装置包括用于将电芯的一端进行顶封的第一顶封装置以及用于将电芯的另一端进行顶封的第二顶封装置。顶封工位包括第一顶封工位和第二顶封工位。

进一步地，第一顶封装置与第二顶封装置结构相同，均包括用于对电芯进行顶封的顶封机构和用于对极耳进行校正和整形的极耳整形校正机构。顶封机构包括用于从电芯的一端进行封装的顶封块以及用于驱动顶封块的顶封驱动部。

进一步地，极耳整形校正机构包括用于压平极耳的整形块以及用于校正所述极耳的位置的校正块。

进一步地，转盘治具包括用于夹紧物料的夹紧装置、用于驱动夹紧装置旋转的治具旋转驱动部、以及用于限制夹紧装置的运动距离的限位气缸。

进一步地，电芯上料成型装置包括用于运送电芯的电芯上料工作线、设置于电芯上料工作线的一端的电芯上料机械手、以及设置沿着电芯上料工作线设置的极耳拉直装置、CCD检测装置、用于翻转极耳的极耳翻转装置。

进一步地，极耳拉直装置包括用于压紧位于电芯上料工作线上的电芯的电芯压紧件以及分别位于电芯压紧件两端、用于将电芯两端的极耳往相互远离的方向拉直的极耳拉直夹具。

进一步地，电芯上料成型装置还包括用于检查所述电芯上料工作线上的电芯的数量的查漏机械手。

进一步地，铝塑膜上料装置设置于铝塑膜上料工位，包括用于放置铝塑膜原料的卷架、用于铝塑膜成型的铝塑膜成型机构、铝塑膜压料机构、铝塑膜送料机构以及铝塑膜裁切机构。铝塑膜空折工位处设置有铝塑膜固定装置以及与铝塑膜固定装置相配合的折壳装置，固定装置包括一用于压紧铝塑膜的压块。折壳装置包括与水平方向呈一定的倾斜角度的铝塑膜空折片以及用于控制铝塑膜空折片在其倾斜平面内做往复运动的铝塑膜空折驱动部。

进一步地，旋转工作台与铝塑膜上料装置、电芯上料成型装置、顶封装置、侧封装置相连接的位置分别设置用于转送物料的机械手。

本实用新型的电芯封装设备具备以下有益效果：

1）结构设计巧妙，将多个工序集成于一个工位上，例如将顶封工序和极耳校正整形工序集成于顶封工位上，将电芯上料工序以及折铝塑膜工序集成于电芯上料整型工位上，减小了设备的体积以及降低了设备的操作难度，提高了电芯封装质量和效率；

2）转盘治具的结构巧妙，使得气管不会相互缠绕，从而解决了气管相互缠绕引起的并发问题；

3）实现电芯封装的完全自动化处理，提高了电芯封装效率。

附图说明

图1为一实施例的电芯封装设备的立体图。

图2为一实施例的电芯封装设备的俯视图。

图3为一实施例的旋转工作台的立体图。

图4为一实施例的转盘治具的立体图。

图5为一实施例的铝塑膜上料装置的立体图。

图6为一实施例的铝塑膜空折装置的立体图。

图7为一实施例的电芯上料成型装置的立体图。

图8为一实施例的电芯上料成型工位的立体图。

图9为图8中查漏机械手的立体图。

图10为图8中极耳拉直装置的立体图。

图11为图8中极耳翻转装置的立体图。

图12为一实施例的顶封装置的立体图。

图13为一实施例的顶封装置的局部放大图。

图14为一实施例的侧封装置的立体图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本实用新型电芯封装设备作进一步详细描述。

如图1和图2所示，一较佳实施例中，本实用新型的电芯封装设备包括旋转工作台1以及沿着旋转工作台1的旋转方向依次设置的铝塑膜上料装置3、铝塑膜空折装置4、电芯上料成型装置5、顶封装置、侧封装置8以及下料装置。旋转工作台1与铝塑膜上料装置3、铝塑膜空折装置4、电芯上料成型装置5、顶封装置、侧封装置8以及下料装置分别连接的位置均设置有用于转送物料的机械手。旋转工作台1可以绕其自身轴线作回转运动，其通过一动力装置驱动，使其进行转动。优选地，旋转工作台1每次旋转一个工位。其中，顶封装置用于将电芯设置有极耳的两端分别进行封装，其包括用于将电芯的一端进行顶封的第一顶封装置6以及用于将电芯的另一端进行顶封的第二顶封装置7。

如图3所示，沿着旋转工作台1的方向依次形成有多个工位，包括铝塑膜上料工位10、铝塑膜空折工位11、电芯上料成型工位12、第一顶封工位13、第二顶封工位13、侧封工位15以及下料工位16。优选地，上述各个工位之间设置为等间距。在每个工位上设置有转盘治具2，用于固定物料，例如电芯或包裹了铝塑膜的电芯。

如图4所示，转盘治具2包括用于夹紧物料的夹紧装置21、用于驱动夹紧装置旋转的治具旋转驱动部22、以及用于限制夹紧装置的运动跨度的限位气缸23。其中夹紧装置21包括一可翻转的托板211以及设置于托板上的夹具212。优选地，托板211上设置有两个夹具212，可同时夹住固定两个电芯或包裹有铝塑膜的电芯。夹具212大致形成为长方形板状，横跨在托板211上，其中间位置形成有一供放置及夹紧电芯或包裹有铝塑膜的电芯的凹槽。托板与上述治具旋转驱动部22相连接，由治具旋转驱动部22驱动托板211旋转，从而使夹紧在夹具212的电芯或包裹有铝塑膜的电芯翻转。另外，转盘治具与旋转工作台或其他装置连接所用的气管设置于托板的框架内部，使得在转盘治盘在旋转工作台上旋转或翻转时气管不会相互缠绕，从而解决了气管相互缠绕引起的并发问题。

如图5所示，铝塑膜上料装置3与旋转工作台1的铝塑膜上料工位10相连接，用于将铝塑膜分切后转送至旋转工作台1的铝塑膜上料工位10。铝塑膜上料装置3包括卷架31、铝塑膜拉紧装置32、用于铝塑膜成型的铝塑膜成型机构33、铝塑膜压料机构34、铝塑膜送料机构35、铝塑膜裁切机构36以及铝塑膜上料机械手37。铝塑膜裁切机构可采用现有技术，包括上切刀、与上切刀相配合的下切刀、以及用于限制切割铝塑膜长度的限位气缸。工作时，首先铝塑膜原料卷绕于卷架31上，通过马达带动卷架31旋转，铝塑膜拉紧装置32将铝塑膜拉紧送至铝塑膜成型机构33；然后经过铝塑膜成型机构33初次成型后，将铝塑膜送至铝塑膜压料机构34进行二次压制；然后进入铝塑膜送料机构35传送至铝塑膜裁切机构36；最后铝塑膜裁切机构36将铝塑膜裁切分割适应电芯尺寸的独立的铝塑膜，通过铝塑膜上料机械手37送至旋转工作台1的铝塑膜上料工位10的转盘治具2上。其中，铝塑膜上料机械手可采用设置有吸嘴***的机械手，采用吸嘴***吸放铝塑膜，不容易对铝塑膜造成损伤。

如图6所示，铝塑膜空折装置4设置于所述铝塑膜空折工位11处的铝塑膜固定装置41以及与铝塑膜固定装置相配合的折壳装置42，用于将铝塑膜折出折边，以更好地确定下一工序中在铝塑膜中的位置。固定装置41包括一用于压紧并固定铝塑膜空折工位11上的铝塑膜的压块411。折壳装置42包括与水平方向呈一定的倾斜角度的铝塑膜空折片421以及用于控制铝塑膜空折片421在其倾斜平面内做往复运动的铝塑膜空折驱动部422。

图7为电芯上料成型装置的立体结构图，图8为电芯上料成型工位的立体结构图。电芯上料成型装置5与旋转工作台1的电芯上料成型工位12相连接，用于将电芯运送至旋转工作台1的电芯上料成型工位12，并且将电芯送入上一工序折成包装壳形式的铝塑膜中包裹成型。电芯上料成型装置5包括用于运送电芯的电芯上料工作线51、电芯上料机械手52、以及沿着电芯上料工作线51的运动方向设置的查漏机械手53、极耳拉直装置54、CCD检测装置55、极耳翻转装置56。其中，电芯上料机械手52设置于电芯上料工作线51远离旋转工作台1的一端。在电芯上料工作线51远离旋转工作台1的一端还设置有第一电芯料盘57和第二电芯料盘58。第二电芯料盘58与电芯上料工作线51远离旋转工作台1的一端相连接，第一电芯料盘57用于盛放多个排列整齐的电芯，电芯上料机械手52从第一电芯料盘57吸取电芯转移至第二电芯料盘58。电芯上料机械手电芯从第二电芯料盘转送至电芯上料工作线上的电芯治具中。

在一优选的实施例中，第一电芯料盘57和第二电芯料盘58可盛放8x3=24个电芯，即在第一电芯料盘和第二电芯料盘上形成有8x3排列的电芯盛放槽；电芯上料机械手52设置为可同时吸放8个电芯的结构，优选地电芯上料机械手52包括8个并排排列的吸嘴***，每个吸嘴***设置有2个吸嘴，每个吸嘴***可吸取一个电芯，因此，电芯上料机械手52每次可从第二电芯料盘中吸取8个电芯转送至电芯上料工作线上，提高了电芯的上料速率，提高工作效率。

如图9所示，为电芯上料成型装置的查漏机械手的立体结构图。查漏机械手53用于检查电芯上料工作线51上的电芯数量。在一优选的实施例中，查漏机械手53包括设置于电芯上料工作线同一侧的两个检测机构531，用于检测电芯上料工作线51上的电芯是否成双放置，以保证电芯上料工作线51上后续运送的电芯是成双的；这两个检测机构531的间距与电芯上料工作线51上的相邻两个电芯的间距相等，使得电芯上料工作线51上的相邻两个电芯同一侧的极耳刚好分别放置于上述两个检测机构531中；查漏机械手还包括一移送机构532，若上述两检测机构531检测到电芯上料工作线51上的相邻两个电芯治具上只有一个放置有电芯，则用上述移送机构532将该单独的电芯夹取移走。优选地，移送机构532包括一用于夹取电芯的移送夹具533以及用于驱动移送夹具533上下左右运动的移送驱动部534。

如图10所示，为电芯上料成型装置的极耳拉直装置的立体结构图。极耳拉直装置54包括电芯压紧件541以及分别位于电芯压紧件541的两端的极耳拉直夹具542。优选地，电芯压紧件541的数量为两个，可以一次性拉直两个电芯的极耳。电芯压紧件541用于将电芯上料工作线51上的电芯压紧。极耳拉直夹具542分别从电芯的两端将电芯的极耳夹住，通过气缸控制使两个极耳拉直夹具542分别往相互远离的方向移动，从而将电芯两端的极耳拉直，有利于后续的铝塑膜封装成型工序，能够使电芯的封装质量更好，提高电池的成品率。

如图11所示，为电芯上料成型装置的极耳翻转装置的立体结构图。极耳翻转装置56包括用于夹取电芯的翻转夹具561以及用于驱动该翻转夹具561旋转的翻转驱动部562。优选地，翻转驱动部562为气缸。

如图8所示，在电芯上料成型工位12上的转盘治具2上放置有经上一工序折成包装壳形式的铝塑膜，电芯上料工作线51上的电芯通过一机械手转送至电芯上料成型工位12上的铝塑膜中包裹成型。

如图12和图13所示，为顶封装置的立体结构图和局部放大图。第一顶封装置6和第二顶封装置7分别设置于旋转工作台的第一顶封工位13和第二顶封工位14处。第一顶封装置6和第二顶封装置7结构相同，用于分别对电芯的两端进行顶封以及极耳的整形和校正。在此，对第一顶封装置的结构进行描述。第一顶封装置6包括顶封机构和极耳整形校正机构。第一顶封装置6的顶封机构包括顶封块611以及用于驱动该顶封块611上下运动的顶封驱动部612。顶封块611设置于第一顶封工位14的转盘治具2上方、与转盘治具2上电芯的其中一端相对应的位置，用于对转盘治具2上的电芯的一端进行顶封。第一顶封装置6的极耳整形校正机构设置于第一顶封工位13的转盘治具2上方，与转盘治具2上的电芯其中一端的极耳相对应的位置，用于对电芯的极耳位置进行校正及对极耳进行整形。极耳整形校正机构包括用于校正电芯的极耳位置的两个校正块621、分别从上述两个校正块621的两侧夹紧校正块621的夹紧件622以及位于上述两个校正块621中间的整形块623。校正块621大致形成为长方体状，整形块623大致形成为长条状。夹紧件622靠近校正块621的一面形成为向远离校正块621的方向倾斜，因此，当夹紧件622向下运动时能够将两个校正块621往相互靠近的方向夹紧，从而校正电芯的极耳位置。夹紧件622向下运动时，整形块623也向下运动，将极耳压平。第二顶封装置与第一顶封装置的结构相同，在此就不再赘述。

顶封装置工作时，通过顶封驱动部612带动顶封块611、夹紧件622、整形块623向下运动，顶封块611从电芯的一端对电芯进行顶封，同时夹紧件622向下运动将两个整形块623往相互靠近的方向收拢，从而对校正电芯极耳位置，并且整形块623也往下压平极耳。因此，本实用新型的电芯封装设备在一个工位上同时实现顶封工序和极耳整形校正工序，减少了工序之间的转换，从而减少了不同工序间重新定位的次数和难度，提高了电池生产质量，也提高了电池生产效率。在另一实施例中，也可以另外设置用于驱动夹紧件和整形块的驱动部。

优选地，在第一顶封装置6和第二顶封装置7均设置有两个顶封机构和两个极耳整形校正机构，因此，第一顶封装置和第二顶封装置均可同时对两个电芯进行顶封，提高了顶封效率。

如图14所示，为侧封装置的立体结构图。侧封装置8设置于旋转工作台1的侧封工位15处。侧封装置包括用于压紧由铝塑膜包裹着的电芯的压紧装置81以及用于驱动该压紧装置的侧封驱动部82。优选地，侧封驱动部为气缸。

旋转工作台的下料工位或其附近设置有一下料机械手，用于将封装好的电芯移送至下一工序或一存储料盘。

本实用新型的铝塑膜上料装置与电芯上料装置是并行设置的，因此缩短了设备的长度，节约了设备的占地空间；将多个工序集成于一个工位上，减小了设备的体积以及降低了设备的操作难度，提高了电芯封装质量和效率。

虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种电芯封装设备，包括旋转工作台、铝塑膜上料装置、下料装置；所述旋转工作台可绕其自身轴线作回转运动；其特征在于，还包括用于电芯上料和铝塑膜成型的电芯上料成型装置、用于对电芯进行顶封和极耳整形校正的顶封装置、以及侧封装置；所述铝塑膜上料装置、电芯上料成型装置、顶封装置、侧封装置和下料装置沿所述旋转工作台的旋转方向依次与所述旋转工作台相连接；沿所述旋转工作台的旋转方向依次形成有多个工位，包括铝塑膜上料工位、铝塑膜空折工位、电芯上料成型工位、顶封工位、侧封工位以及下料工位，所述每个工位上均设置有转盘治具。

2.根据权利要求1所述的电芯封装设备，其特征在于，所述顶封装置包括用于将所述电芯的一端进行顶封的第一顶封装置以及用于将所述电芯的另一端进行顶封的第二顶封装置；所述顶封工位包括第一顶封工位和第二顶封工位。

3.根据权利要求2所述的电芯封装设备，其特征在于，所述第一顶封装置与所述第二顶封装置结构相同，均包括用于对电芯进行顶封的顶封机构和用于对极耳进行校正和整形的极耳整形校正机构；所述顶封机构包括用于从电芯的一端进行封装的顶封块以及用于驱动所述顶封块的顶封驱动部。

4.根据权利要求3所述的电芯封装设备，其特征在于，所述极耳整形校正机构包括用于压平极耳的整形块以及用于校正所述极耳的位置的校正块。

5.根据权利要求4所述的电芯封装设备，其特征在于，所述转盘治具包括用于夹紧物料的夹紧装置、用于驱动所述夹紧装置旋转的治具旋转驱动部、以及用于限制所述夹紧装置的运动距离的限位气缸。

6.根据权利要求1所述的电芯封装设备，其特征在于，所述电芯上料成型装置包括用于运送所述电芯的电芯上料工作线、设置于所述电芯上料工作线的一端的电芯上料机械手、以及设置沿着所述电芯上料工作线设置的极耳拉直装置、CCD检测装置、用于翻转极耳的极耳翻转装置。

7.根据权利要求6所述的电芯封装设备，其特征在于，所述极耳拉直装置包括用于压紧位于所述电芯上料工作线上的电芯的电芯压紧件以及分别位于所述电芯压紧件两端、用于将所述电芯两端的极耳往相互远离的方向拉直的极耳拉直夹具。

8.根据权利要求6所述的电芯封装设备，其特征在于，所述电芯上料成型装置还包括用于检查所述电芯上料工作线上的电芯的数量的查漏机械手。

9.根据权利要求1所述的电芯封装设备，其特征在于，所述铝塑膜上料装置设置于所述铝塑膜上料工位，包括用于放置铝塑膜原料的卷架、用于铝塑膜成型的铝塑膜成型机构、铝塑膜压料机构、铝塑膜送料机构以及铝塑膜裁切机构；所述铝塑膜空折工位处设置有铝塑膜固定装置以及与所述铝塑膜固定装置相配合的折壳装置，所述固定装置包括由一用于压紧铝塑膜的压块；所述折壳装置包括与水平方向呈一定的倾斜角度的铝塑膜空折片以及用于控制所述铝塑膜空折片在其倾斜平面内做往复运动的铝塑膜空折驱动部。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电芯封装设备，其特征在于，所述旋转工作台与所述铝塑膜上料装置、电芯上料成型装置、顶封装置、侧封装置相连接的位置分别设置用于转送物料的机械手。