一种固态锂电池电芯贴窄胶机的电芯固定夹具的制作方法

本技术申请涉及锂电池生产设备，具体涉及一种适用于固态锂电池电芯的贴窄胶机的电芯固定夹具。

背景技术：

1、在新能源电池领域，固态锂电池因高能量密度、卓越安全性和长循环寿命等优势，成为行业发展的焦点。然而，其从实验室走向大规模量产，仍面临诸多挑战。

2、在锂电池的生产过程中，pack环节是固态锂电池量产的一大难点，电芯贴窄胶是前序关键工序之一，用于固定电芯结构、防止短路并提升电池性能。目前，现有的锂电池自动贴窄胶机，如专利cn204424397u所述的一种锂电池自动贴窄胶机，主要针对液态电解质的锂电池电芯设计。该设备包括上料输送组件、电芯搬运组件、窄胶贴附组件和下料输送组件，能够实现自动化贴胶，但其电芯固定夹具设计仅适合液态锂电池电芯。液态锂电池电芯材料相对柔韧，能承受一定的夹持压力，而固态锂电池电芯材料采用的固态电解质，比液态锂电池电芯材料更脆，易在夹持过程中因压力过大或压力集中而受损，导致电芯破裂、性能下降或报废。此外，现有的夹具上盖板与底板定位方式依赖机械对齐，容易出现偏差，影响贴胶精度和效率。

3、为解决上述问题，需要一种改进的电芯固定夹具，能够在贴胶过程中保护固态锂电池电芯免受损坏，并实现盖板快速准确定位，提高生产效率和产品合格率。

技术实现思路

1、本实用新型申请的目的在于针对现有技术的不足，提供一种固态锂电池电芯贴窄胶机的电芯固定夹具，通过在夹具上盖板下部和夹具底板上部固定贴附缓冲材料，防止电芯固定夹具对电芯的压力过大或压力过于集中导致固态锂电池电芯在贴胶过程中受到损坏；同时，在夹具底板上设置导向轴，在夹具上盖板上设置导向铜套，实现夹具上盖板与夹具底板快速准确定位。

2、为实现上述目的，本实用新型申请的技术方案如下：

3、一种固态锂电池电芯贴窄胶机的电芯固定夹具，包括夹具上盖板、夹具底板、上盖板抓取机构、多个电芯定位块，在所述夹具上盖板下部，以及所述夹具底板上部固定贴有缓冲材料；所述的夹具上盖板两侧设置有用于固定夹具上盖板的夹具压爪机构组件；所述的上盖板抓取机构固定设置在夹具上盖板上表面中心位置。

4、进一步地，所述的夹具压爪机构组件包括压爪固定板、夹具压爪、以及弹性件；所述压爪固定板固定在夹具底板上，且所述的夹具压爪通过铰接轴可旋转的固定在压爪固定板上，所述的夹具压爪的下部外表面设置有弹性件。

5、进一步地，所述的夹具底板的四个顶角附近位置固定设置有定位导向装置；在所述的夹具上盖板与所述的固定设置有定位导向装置相对应的位置，设置有定位孔。

6、进一步地，所述的定位导向装置包括导向轴和用于缓冲作用的限位胶柱；所述的导向轴穿过缓冲材料固定设置在夹具底板上，所述的限位胶柱内设置有与导向轴直径相匹配的内孔；所述的限位胶柱套设置在导向轴外，所述的限位胶柱下底面抵接到夹具底板上部的缓冲材料；所述的限位胶柱上底面抵接到夹具上盖板下部的缓冲材料；所述的限位胶柱的高度与所需贴窄胶的电芯厚度相匹配。

7、进一步地，每个所述的定位孔内设置有导向铜套；所述的导向铜套过盈配合嵌在所述的定位孔中；且所述的导向铜套孔的直径与所述的导向轴的外径相匹配；所述的导向轴中下部分为标准的圆柱体，其顶部为倒圆角的圆台；且所述的导向轴标准圆柱体的长度大于所述限位胶柱的高度。

8、进一步地，所述的缓冲材料为泡棉硅胶。

9、进一步地，所述的电芯定位块为五个；通过螺栓固定在所述的夹具底板上；一个电芯定位块设置在电芯的两个极耳之间，并抵接电芯的顶部边缘；每两个电芯定位块隔开分布在电芯的一侧，并抵接到电芯的侧面。

10、进一步地，所述的电芯定位块上开设有用于固定的阶梯腰形槽孔。

11、进一步地，所述的上盖板抓取机构，两侧设置有便于机械手抓获固定的卡槽。

12、进一步地，所述的夹具上盖板和夹具底板对应位置均开设6个通槽；所述的通槽的开设位置与电芯需要贴胶的位置相匹配。

13、本实用新型申请至少具备以下有益效果：

14、1、本实用新型申请通过在夹具上盖板下部和夹具底板上部固定贴附缓冲材料，并设置夹具压爪机构组件和上盖板抓取机构的设计该设计显著降低了固态锂电池电芯在贴窄胶过程中的损伤风险，因为缓冲材料能均匀分散夹持压力，避免压力集中导致的脆性材料裂纹或变形，从而提高电芯的完整性和生产合格率；同时，上盖板抓取机构位于中心位置，便于自动化机械手精准操作，减少人为干预，提升整体生产线的自动化水平和效率；此外，压爪机构组件确保上盖板稳定固定，防止贴胶过程中移位，提高贴胶精度，适用于高精度要求的固态电池制造场景；此结构可降低废品率，节省材料成本，并增强设备的通用性，支持不同规格电芯的快速切换。

15、2、本实用新型申请通过在夹具压爪机构组件包括压爪固定板、夹具压爪和弹性件的设计弹性件设置在夹具压爪下部外表面，能提供柔性缓冲，防止直接硬接触对固态电芯造成冲击损伤，从而延长电芯使用寿命并减少生产中的次品产生；铰接轴的可旋转固定方式允许压爪灵活调整角度，适应不同电芯形状和厚度，提高夹具的兼容性和适应性；压爪固定板牢固安装在底板上，确保整体结构稳定性，减少振动干扰，提升贴胶操作的可靠性；此设计还便于维护和更换部件，降低设备停机时间，优化生产流程；此外，通过弹性件的回弹力，能实现快速固定和释放，提高单次操作效率，支持大规模批量生产；此组件提升了设备的耐用性和安全性，减少操作员暴露于潜在风险。

16、3、本实用新型申请通过在夹具底板四个顶角附近设置定位导向装置，上盖板对应位置设置定位孔的设计定位导向装置确保上盖板与底板快速准确定位，减少对齐时间，提高贴胶机的吞吐量和生产效率；四个顶角分布的设计提供多点支撑，增强整体稳定性，防止倾斜或偏移导致的贴胶偏差；定位孔的对应设置简化装配过程，便于自动化生产线集成，降低人为错误率；此结构还提高了重复定位精度，支持高频次操作而不损失准确性。

17、4、本实用新型申请通过将夹具压爪机构组件与定位导向装置相结合，使得本实用新型申请的电芯固定夹具实现了对固态锂电池电芯的全面柔性保护和精准定位，提升了整体设备的性能和适用性。具体而言，该组合设计通过弹性件和限位胶柱的双重缓冲机制，显著降低了夹持过程中的冲击力和压力集中风险，弹性件提供柔性回弹，确保夹具压爪在固定上盖板时不会对电芯施加硬性挤压，而限位胶柱则进一步吸收装配时的垂直冲击和振动，防止导向轴直接传递力到脆性固态电芯上，这种协同缓冲效果不仅避免了电芯裂纹、变形或内部结构损伤，还提高了电芯的完整率；同时，铰接轴的可旋转固定与导向轴的精准引导相结合，实现了夹具上盖板与底板的快速、稳定对齐，限位胶柱的高度匹配电芯厚度，确保间隙精确控制，而弹性件的设置允许压爪灵活调整角度，适应不同电芯规格的微小偏差，这种组合提升了定位精度至亚毫米级，缩短了装配时间，提高了贴窄胶机的吞吐量和自动化效率，适用于高节奏生产线，并减少人为干预导致的错误，提升操作安全性；此外，该组合增强了设备的兼容性和耐用性，压爪机构组件的弹性设计与限位胶柱的缓冲作用互补，共同分散侧向和垂直力，延长了导向轴、压爪等关键部件的使用寿命，减少磨损和维护频率，节省设备运营成本，这种结构支持模块化调整，提高了设备的柔性制造能力；进一步地，在固态锂电池脆性材料的特定背景下，显著改善了电池性能一致性，通过均匀压力分布和稳定定位，贴胶过程更精确，确保胶带附着均匀，从而提升成品电池的能量密度、循环寿命和安全性能。

18、5、本实用新型申请通过在定位导向装置包括导向轴和限位胶柱，限位胶柱套设在导向轴外并与缓冲材料抵接的设计限位胶柱的缓冲作用进一步吸收装配冲击，防止导向轴直接接触导致的电芯振动损伤，提升固态电芯的安全保护水平；限位胶柱高度与电芯厚度匹配，确保夹持间隙精确控制，避免过紧或过松影响贴胶质量；内孔与导向轴直径匹配的设计提供平稳引导，减少摩擦磨损，延长装置使用寿命；双端抵接缓冲材料增强整体减震效果，适用于高振动生产环境；此结构还便于根据不同电芯规格调整限位胶柱，增加设备柔性制造能力；此外，减少了电芯变形风险，提高成品电池的能量密度和循环寿命。

19、6、本实用新型申请通过在定位孔内设置导向铜套，导向轴顶部为倒圆角圆台且长度大于限位胶柱高度的设计导向铜套的过盈配合嵌设确保低摩擦引导，提高定位顺畅度和耐磨性，延长夹具整体寿命；导向轴顶部倒圆角圆台设计便于插入定位孔，减少卡阻现象，提升装配速度和操作便利性；轴标准圆柱体长度大于限位胶柱高度，提供额外导向裕度，增强稳定性，防止侧向偏移；此匹配设计优化了力学性能，均匀分布压力，进一步保护脆性固态电芯免受局部应力损伤；此外，便于精密加工和标准化生产，降低制造成本；提高了设备的可靠性和可维护性，支持模块化升级；此精细结构提升了贴胶精度，改善电池密封性和防水性能。

20、7、本实用新型申请通过在缓冲材料为泡棉硅胶的设计泡棉硅胶的柔软性和弹性特性有效吸收冲击和振动，显著降低固态电芯在夹持中的破损率，提高生产良率；其耐高温和耐化学腐蚀性能确保在电池生产环境中的长期稳定性，减少材料老化导致的失效；易于固定贴附的设计简化了装配工艺，降低劳动力成本；此外，泡棉硅胶的环保属性符合绿色制造标准，减少废弃物产生；此材料选择还提升了电芯接触面的均匀性，防止局部热点影响电池性能；支持高精度贴胶操作，提高电池整体安全性和能量效率。

21、8、本实用新型申请通过上盖板抓取机构两侧设置卡槽的设计卡槽设计便于机械手精准抓取和固定，提高自动化兼容性，减少手动操作风险和时间；两侧对称布局确保平衡抓取，防止倾斜导致的定位误差，提升整体装配精度；此结构简化了机器人编程，支持多种机械臂集成，优化生产线布局；此外，减少了人为接触，降低污染风险，提高固态电芯的洁净度要求；此设计增强了操作安全性，支持高吞吐量生产，推动固态锂电池产业规模化扩张；夹具上盖板和底板对应位置开设6个通槽的设计通槽位置与电芯贴胶部位匹配，确保胶带精准通过，提高贴附准确性和密封效果，提升电池防水防尘性能；6个通槽的分布设计支持多点同时贴胶，加速操作周期，提高生产效率；对应开设避免了额外开孔需求，简化结构，降低制造复杂度和成本；此设计还便于观察和监控贴胶过程，支持质量实时检测；此外，在固态电芯应用中，减少了不必要接触，保护脆性材料。