一种圆柱锂电池真空封口机构的制作方法

本技术涉及锂电池生产，尤其涉及一种圆柱锂电池真空封口机构。

背景技术：

1、圆柱锂电池在完成电芯入壳、注液及盖帽装配后，通常需要对电池壳体的开口部进行封口，以保证电池的密封性能。现有自动化生产线上通常设有用于输送圆柱锂电池的输送轨道或承载托盘，圆柱锂电池随输送机构依次进入封口工位，并由位于其两侧的夹紧部件进行定位，再通过位于圆柱锂电池上方的封口模具实施压帽、卷边或辊压封口。

2、为减少电池内部及封口区域的残留气体，提高封口后的密封性和电池耐压性能，部分圆柱锂电池需要在真空环境下完成封口。现有真空封口设备通常采用真空箱体作为密闭空间，并将圆柱锂电池和封口机构设置于真空箱体内。工作时，操作人员将待封口的圆柱锂电池装入真空箱体，在真空箱体关闭并达到设定真空度后，再由封口机构实施封口。该方式能够完成真空封口，但通常需要人工装料和卸料，与连续或步进运行的自动化生产线衔接较为困难。

3、为了将真空封口工序应用于自动化生产线，也可以在输送线的封口工位外围设置真空仓，使圆柱锂电池随输送机构进入真空仓内，再在真空仓内完成抽真空和封口。然而，当输送轨道、承载托盘及封口机构整体位于真空仓内时，真空仓需要具有较大的内部容积，不仅增加设备占用空间，而且每个生产节拍均需要对较大的空间进行抽真空和破真空，抽气时间较长，影响圆柱锂电池的封口效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提出了一种圆柱锂电池真空封口机构，以解决现有真空封口设备难以与自动化生产线有效衔接，且抽真空耗时较长、封口效率较低的技术问题。

2、本技术的技术方案是这样实现的：

3、本技术提供了一种圆柱锂电池真空封口机构，包括：

4、承载底座，所述承载底座上设有沿第一方向延伸并用于输送圆柱锂电池的轨道，所述轨道被配置为承托多个沿所述第一方向排列的圆柱锂电池，所述轨道的下游端设有用于选择性地打开或封闭所述轨道的挡料件；

5、多个承载件，分设于所述轨道沿第二方向的两侧，并能够相对于所述承载底座沿所述第一方向移动，所述第二方向与所述第一方向相交；位于所述轨道两侧的承载件两两对应，每两个对应的承载件分别与一个圆柱锂电池对应；

6、多个夹持件，每个所述承载件上均设有能够沿所述第二方向伸缩的所述夹持件，位于所述轨道两侧且相互对应的两个夹持件被配置为共同夹持对应的圆柱锂电池；

7、变距机构，与多个所述承载件连接，用于驱动多个所述承载件沿所述第一方向移动，以使由所述夹持件夹持的多个圆柱锂电池在第一节距状态与第二节距状态之间切换；

8、密封罩，能够相对于所述承载底座升降，并能够在下降到位时与所述承载底座密封配合，以形成容纳多个圆柱锂电池的真空腔；

9、多个所述封口单元，位于所述密封罩内，并按照所述第二节距状态下多个圆柱锂电池的间距设置，各所述封口单元分别与处于所述第二节距状态的多个圆柱锂电池对应，用于在所述真空腔内对多个圆柱锂电池实施封口。

10、在上述技术方案的基础上，优选的，所述承载底座的上游侧设有上游传输线，所述承载底座的下游侧设有下游传输线；所述上游传输线的末端垂直连接有进料段，所述进料段与所述轨道对接；所述进料段上设有推料机构，所述推料机构用于将沿所述上游传输线输送至所述进料段的圆柱锂电池推送至所述轨道内，并用于在所述挡料件打开所述轨道后，将封口完成的多个圆柱锂电池推送至所述下游传输线。

11、在上述技术方案的基础上，优选的，所述变距机构包括变距驱动件和等距联动组件，所述等距联动组件分别与多个所述承载件连接，所述变距驱动件用于驱动所述等距联动组件收拢或展开，以使多个所述承载件保持等间距地在所述第一节距状态与所述第二节距状态之间切换。

12、在上述技术方案的基础上，优选的，每个所述承载件上均设有与对应的所述夹持件连接的伸缩驱动件，所述伸缩驱动件用于驱动所述夹持件沿所述第二方向在释放位置、预夹持位置和夹持位置之间移动；所述夹持件处于所述释放位置时与对应的圆柱锂电池分离；所述夹持件处于所述预夹持位置时以第一夹持力接触对应的圆柱锂电池，并允许该圆柱锂电池随所述承载件沿所述第一方向移动；所述夹持件处于所述夹持位置时以大于所述第一夹持力的第二夹持力对对应的圆柱锂电池进行定位夹持。

13、在上述技术方案的基础上，优选的，所述密封罩在所述第二方向上相对的两内侧分别设有与对应侧的多个所述夹持件传动配合的驱动组件，所述驱动组件沿所述第一方向连续延伸；所述夹持件与对应的所述驱动组件沿所述第一方向滑动配合，且所述驱动组件能够在所述密封罩下降时驱动对应的所述夹持件沿所述第二方向伸出，以使所述夹持件在随所述承载件沿所述第一方向移动的过程中保持与所述驱动组件传动配合。

14、在上述技术方案的基础上，优选的，所述夹持件包括连接杆和夹爪，所述连接杆沿所述第二方向滑动地穿设于对应的所述承载件，所述连接杆朝向所述轨道的一端与所述夹爪连接，所述连接杆背离所述轨道的一端设有第一楔形配合部，用于和驱动组件滑动配合；所述连接杆与所述承载件之间设有复位件，所述复位件用于驱动所述连接杆带动所述夹爪沿远离所述轨道的方向复位。

15、在上述技术方案的基础上，优选的，所述驱动组件包括楔形驱动件、导向杆和弹性件；

16、所述导向杆沿所述密封罩的升降方向设置，其上端固定于所述密封罩的内顶面；所述楔形驱动件滑动套设于所述导向杆，且其下端向下伸出所述密封罩，所述导向杆的下端设有用于限制所述楔形驱动件向下移动行程的限位部；

17、所述弹性件套设于所述导向杆，并抵持于所述密封罩的内顶面与所述楔形驱动件之间，以对所述楔形驱动件施加向下的弹性作用力；

18、所述楔形驱动件设有沿所述第一方向延伸并与多个所述第一楔形配合部传动配合的第二楔形配合部，以在所述密封罩下降时驱动所述连接杆沿所述第二方向朝向所述轨道移动。

19、在上述技术方案的基础上，优选的，所述第一楔形配合部与所述第二楔形配合部之间设有滑动配合结构，所述滑动配合结构用于使所述第一楔形配合部与所述第二楔形配合部保持传动配合，并允许二者沿所述第一方向相对滑动。

20、在上述技术方案的基础上，优选的，还包括用于驱动所述密封罩相对于所述承载底座升降的升降机构；所述封口单元包括封口驱动件、安装板和多个封口模具，所述安装板设置于所述密封罩内，多个所述封口模具按照所述第二节距状态下多个圆柱锂电池的间距固定于所述安装板的底面；所述封口驱动件设置于所述密封罩的外侧，所述封口驱动件的输出端密封地穿过所述密封罩并与所述安装板连接，以驱动多个所述封口模具同步升降。

21、在上述技术方案的基础上，优选的，所述封口模具包括下压模具和按压杆，所述按压杆沿所述下压模具的升降方向可伸缩地设置于所述下压模具内，且所述按压杆的下端向下伸出所述下压模具，用于抵压圆柱锂电池壳体顶端的盖帽。

22、本技术相对于现有技术具有以下有益效果：

23、（1）本技术提出的圆柱锂电池真空封口机构，通过承载底座上的轨道和挡料件实现多个圆柱锂电池的紧密排列和聚集，通过轨道两侧成对设置的承载件和夹持件实现对圆柱锂电池的稳定夹持，通过变距机构驱动承载件沿第一方向移动使圆柱锂电池在第一节距状态与第二节距状态之间切换，通过密封罩与承载底座密封配合形成仅容纳多个圆柱锂电池的局部真空腔，并通过位于密封罩内且按照第二节距状态下的圆柱锂电池间距设置的多个封口单元在真空腔内对多个圆柱锂电池实施同步封口。该机构以较小的密闭空间实现了对多个圆柱锂电池的快速真空封口，无需将整套输送机构及封口机构置于大型真空箱体内，有效缩短了抽真空时间，提高了封口效率，且能够与自动化生产线有效衔接。

24、（2）本技术实施例的上游传输线、进料段、推料机构、下游传输线与承载底座上的轨道共同构成完整的圆柱锂电池输送路径。圆柱锂电池从上游传输线经进料段进入轨道，在轨道上完成聚集、夹持、变距、真空封口后，再由推料机构经轨道出口推送至下游传输线。该输送路径布局紧凑，衔接顺畅，使得真空封口机构能够无缝嵌入自动化生产线中，实现了圆柱锂电池的连续自动化生产。

25、（3）密封罩在下降时，通过驱动组件与夹持件之间的传动配合，同时驱动所有夹持件沿第二方向伸出，且夹持件在随承载件沿第一方向移动的过程中始终保持与驱动组件的传动配合，实现了夹持件驱动与密封罩下降运动的机械联动。该方案无需为每个夹持件设置独立的伸缩驱动件，无需在承载底座上设置大量气路或电路的密封连接点位，仅通过密封罩的下降行程即可统一控制各夹持件的伸出量，保证了各夹持件施加的夹持力均匀一致，简化了设备结构和控制系统，提高了设备的可靠性和一致性。

26、（4）通过滑动配合结构的设置，使得第一楔形配合部与第二楔形配合部在保持传动配合的同时，能够沿第一方向顺畅地相对滑动。滑动配合结构减小了二者之间的摩擦阻力，降低了磨损速度，提高了传动效率和寿命。同时，滑动配合结构确保第一楔形配合部与第二楔形配合部之间始终保持接触，不会因相对滑动而脱离传动配合，从而保证了在变距过程中夹持件始终受到驱动组件的驱动力控制。

27、（5）通过在封口模具中设置可伸缩的按压杆，在抽真空过程中对圆柱锂电池壳体顶端的盖帽施加抵压力，有效防止了盖帽在负压环境下被吸出或上浮，并在下压模具继续下降时被动缩回下压模具内以避免干涉，同时下压模具完成壳体边缘的卷边封口，保证了抽真空和封口过程的可靠性，提高了封口质量。