电芯碾压装置的制作方法

1.本实用新型属于电池制造技术领域，更具体地说，是涉及一种电芯碾压装置。


背景技术：

2.在锂离子蓄电池首次充放电(预充)过程中，电解液在负极表面还原，不溶性的还原产物在负极材料表面沉积，形成一层钝化层，即固体电解质界面膜(solid electrolyte interface，sei)，这层钝化膜具有固体电解质的特性，是电子的绝缘体却是锂离子的优良导体，锂离子可以自由的地通过钝化层嵌入和脱出。sei膜开始形成的电压并不是固定的，由于电解液在正负极片表面分布不均匀而导致后道工序引起的正极活性物质不能充分反应，降低可逆循环的效率。而且，在后道工序产生气泡存在于电池壳体内，易引起电池的鼓胀、甚至爆炸的质量问题，且会影响其倍率性能、高温荷电保持能力、循环及安全性能，在注液完后电芯会出现表面褶皱现象。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于提供一种电芯碾压装置，以解决现有技术中存的电解液在正负极片表面分布不均匀，导致后道工序引起的正极活性物质不能充分反应，且电池壳体内存在气泡，在注液后电芯会出现表面褶皱现象的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电芯碾压装置，包括：
5.皮带输送机构，用于输送电芯，所述皮带输送机构具有预压工位和第一碾压工位；
6.沿所述皮带输送机构的输送方向依次设置的预压机构和第一碾压机构，所述预压机构包括用于对输送至所述预压工位的电芯进行预压的预压辊，第一碾压机构包括用于对完成预压且输送至所述第一碾压工位的电芯进行第一次辊压的第一辊压辊。
7.通过采用上述技术方案，预压机构先对位于预压工位的电芯进行预压，第一碾压机构对完成预压且位于第一碾压工位的电芯，电芯碾压装置整体设置为流水线式的作业，提高工作效率同时还能降低电芯的多次人工搬运造成的不良。
8.在一个实施例中，所述电芯碾压装置还包括设于所述输送机构下游的上方的第二碾压机构，所述皮带输送机构具有第二碾压工位，所述第二碾压机构包括用于对完成第一次辊压且输送至所述第二碾压工位的电芯进行第二次辊压的第二辊压辊，所述第二辊压辊的运动方向与所述第一辊压辊的运动方向垂直。
9.通过采用上述技术方案，第一次碾压和第二次碾压的碾压方向不同，进而可以使电解液在电芯内更均匀，碾压效果好。
10.在一个实施例中，所述预压机构还包括预压电机和设于所述皮带输送机构上方且与所述预压电机连接的第一支架，所述预压电机用于驱动所述第一支架沿第一方向往复移动，所述预压辊转动安装于所述第一支架上，所述第一方向与所述皮带输送机构的输送方向垂直。
11.通过采用上述技术方案，第一方向可以设置为与电芯长度方向或宽度方向平行，
这样，先对电芯进行滚动微压，防止直接辊压造成电解液流出或飞溅。
12.在一个实施例中，所述第一碾压机构还包括第一电机和设于所述传送带上方且与所述第一电机连接的第二支架，所述第一电机用于驱动所述第二支架沿所述第一方向往复移动，所述第一辊压辊转动安装于所述第二支架上；
13.所述第二碾压机构还包括第二电机和设于所述传送带上方且与所述第二电机连接的第三支架，所述第二电机用于驱动所述第三支架沿所述第二方向往复移动，所述第二辊压辊转动安装于所述第三支架上，所述第一方向与电芯的长度方向或宽度方向平行，所述第一方向与所述第二方向垂直。
14.通过采用上述技术方案，通过对电芯两个方向的辊压，使得电解液在电芯内更均匀。
15.在一个实施例中，所述电芯碾压装置还包括设于所述第一碾压工位与所述第二碾压工位之间的电芯翻转机构，所述皮带输送机构具有正对所述电芯翻转机构设置的翻转工位，所述电芯翻转机构用于对完成第一次碾压的电芯翻转并放置于所述皮带输送机构的所述翻转工位。
16.通过采用上述技术方案，通过设置电芯翻转机构，能实现对电芯的双面辊压，进一步提高辊压效果。
17.在一个实施例中，所述皮带输送机构包括平行间隔设置的第一传送带和第二传送带，以及驱动所述第一传送带和第二传送带同步转动的驱动组件，所述第一传送带和所述第二传送带的上表面分别形成用于支撑电芯相对两端的极耳的支撑面。
18.通过采用上述技术方案，输送机构包括间隔平行的第一传送带和第二传送带，使得电芯两侧的极耳能分别抵靠在两者的顶面，能省去机械手的设置，简化整体结构，降低成本，提高作业效率。
19.在一个实施例中，所述第一碾压机构还包括设于所述第一碾压工位下方的纵向电芯放置组件和设于所述纵向电芯放置组件下方的顶升机构，所述纵向电芯放置组件包括底架和承载架，所述底架内部具有适配容置电芯的容置槽，所述承载架设于所述容置槽内且用于承载放置完成预压的电芯，所述顶升机构用于带动所述纵向电芯放置组件沿竖向升降，所述纵向电芯放置组件上升至预定位置时所述承载架顶持所述输送机构上的电芯，并带动电芯上升至所述第一碾压工位。
20.通过采用上述技术方案，纵向电芯放置组件和顶升机构的设置可省去机械手的设置，提高作业效率。
21.在一个实施例中，所述电芯碾压装置还包括滑轨、第一气缸和弹性复位件，所述底架的底部设有与滑轨配合的滑块，所述第一气缸设于所述底架靠近所述皮带输送机构上游的一侧，用于驱动所述底架从所述第一碾压工位移动至所述翻转工位，所述弹性复位件设于所述底架靠近所述皮带输送机构下游的一侧，用于使所述底架从所述翻转工位复位至所述第一碾压工位。
22.通过采用上述技术方案，第一气缸可推动纵向电芯放置组件至翻转工位，弹性复位件可使纵向电芯放置组件移动复位至第一碾压工位，这样皮带输送机构可提高输送速度，无需等待翻转机构的动作结束。
23.在一个实施例中，所述承载架靠近所述皮带输送机构下游的一侧设有斜面，所述
斜面用于托起位于所述第一碾压工位的电芯对应的一侧。
24.通过采用上述技术方案，通过设置在承载架上设置斜面，可防止辊压时电解液漏出。
25.在一个实施例中，所述预压机构还包括设于所述预压工位一侧的气袋和设于所述气袋下方的第二气缸，所述第一支架上设有与所述第二气缸电连接的传感器，所述传感器检测到电芯前端移动至所述传感器正下方的位置时控制所述第二气缸顶持所述气袋，使所述气袋托起电芯靠近前端的边缘。
26.通过采用上述技术方案，通过设置气袋，可防止预压时电解液漏出；通过设置传感器，能提高装置的智能化程度，减少人工干预，提高作业效率。
27.本实用新型提供的电芯碾压装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型电芯碾压装置，预压机构先对放置于预压工位的电芯进行预压，第一碾压机构对完成预压且位于第一碾压工位的电芯，预压机构的设置能防止直接辊压造成电解液流出或飞溅，能提高碾压效果，电芯碾压装置整体设置为流水线式的作业，提高工作效率同时还能降低电芯的多次人工搬运造成的不良。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型实施例提供的电芯碾压装置的结构示意图。
30.其中，图中各附图标记：
31.10
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机架；100
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皮带输送机构；200
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预压机构；300
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第一碾压机构；400
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第二碾压机构；500
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电芯翻转机构；600
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顶升机构；110
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传送带；120
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驱动电机；130
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主动轮；140
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从动轮；210
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预压辊；220
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第一支架；230
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预压电机；240
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气袋；250
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第二气缸；260
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传感器；310
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第一辊压辊；320
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第二支架；330
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第一电机；340
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纵向电芯放置组件；341
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滑块；342
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底架；343
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承载架；343
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斜面；410
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第二辊压辊；420
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第三支架；430
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第二电机；510
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吸板；520
‑
吸嘴。
具体实施方式
32.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.请一并参阅图1，现对本实用新型实施例提供的电芯碾压装置进行说明。该电芯碾压装置包括皮带输送机构100，以及沿皮带输送机构100的输送方向(图1中的f1方向)依次设置的预压机构200和第一碾压机构300。皮带输送机构100设于机架10上，皮带输送机构100具有预压工位和第一碾压工位。预压机构200设于皮带输送机构100的上游，预压机构200包括预压辊210，该预压辊用于对位于预压工位的电芯进行预压，即对电芯以较小的压力进行滚动微压。第一碾压机构300设于皮带输送机构100的上方，第一碾压机构300具有第
一碾压工位，第一碾压机构300包括第一辊压辊310，该第一辊压辊310用于对完成预压且位于第一碾压工位的电芯进行第一次辊压。
34.本实用新型提供的电芯碾压装置，与现有技术相比，预压机构200先对放置于预压工位的电芯进行预压，第一碾压机构300对完成预压且位于第一碾压工位的电芯，预压机构200的设置能防止直接辊压造成电解液流出或飞溅，能提高碾压效果，电芯碾压装置整体设置为流水线式的作业，提高工作效率同时还能降低电芯的多次人工搬运造成的不良。
35.在一实施例中，请参阅图1，电芯碾压装置还包括设于皮带输送机构100下游的第二碾压机构400，第二碾压机构400具有第二碾压工位，第二碾压机构400包括用于对位于第二碾压工位的电芯进行第二次辊压的第二辊压辊410，第二辊压辊410的运动方向与第一辊压辊310的运动方向不同。第一次碾压和第二次碾压的碾压方向不同，进而可以使电解液在电芯内分布更为均匀，提升碾压效果；第一碾压辊和第二碾压辊的运动方向可以设置为垂直。
36.在一实施例中，请参阅图1，预压机构200还包括设于传送带110上方的第一支架220和预压电机230，预压电机230的驱动端与第一支架220连接，预压电机230用于驱动第一支架220沿第一方向往复移动，预压辊210转动安装于第一支架220上，第一方向与传送带110的传输方向垂直。第一支架220往复移动时预压辊210转动，从而实现对电芯的预压。
37.在一实施例中，请参阅图1，第一碾压机构300还包括设于传送带110上方的第二支架320和第一电机330，第一电机330的驱动端与第二支架320连接，第一电机330用于驱动第二支架320沿第一方向往复移动的第一电机330，第一辊压辊310转动安装于第二支架320上。第二支架320往复移动时，第一辊压辊310转动，从而实现对电芯的往复辊压，辊压次数可根据实际需求进行设置。
38.第二碾压机构400还包括设于传送带110上方的第三支架420和第二电机430，第二电机430的驱动端与第三支架420连接，第二电机430用于驱动第三支架420沿第二方向往复移动的第二电机430，第二辊压辊410转动安装于第三支架420上，第一方向与电芯的长度方向或宽度方向平行，第一方向与第二方向垂直。第三支架420往复移动时，第二辊压辊410转动，从而实现对电芯的往复辊压，辊压次数可根据实际需求进行设置。
39.在一实施例中，请参阅图1，电芯碾压装置还包括设于第一碾压工位与第二碾压工位之间的电芯翻转机构500，电芯翻转机构500用于对完成第一次碾压的电芯翻转并放置于传送带110上，电芯翻转后，电芯的正极耳和负极耳仍抵靠在原来的传送带上。电芯翻转机构500包括吸板510和设于吸板510上用于吸附电芯的多个吸嘴520，吸嘴520吸附电芯后吸板510翻转，使电芯原来的底面朝上，然后将电芯放置于传送带110上。通过设置电芯翻转机构500，能实现对电芯的双面辊压，进一步提高辊压效果，同时也省去了人工翻转的操作，提高作业效率。
40.在一实施例中，参阅图1，皮带输送机构100包括平行间隔设置的第一传送带和第二传送带，以及驱动组件，该驱动组件用于驱动第一传送带和第二传送带同步转动，第一传送带和第二传送带的上表面分别形成用于支撑电芯相对两端的极耳的支撑面，即电芯的正极耳和负极耳分别抵靠在第一传送带和第二传送带的上表面；第一传送带和第二传送带均为安装于机架上的环形传送带，机架的两端分别转动安装有滚轴，两个传送带分别套在前后端的滚轴上，两端的滚轴起到张紧第一传送带和第二传送带的作用，预压工位和第二碾
压工位的位置分别设有用于支撑电芯的托板，对电芯进行预压和第二次碾压时，电芯抵靠于对应的托板上。
41.驱动组件还包括驱动电机120、主动轮130和从动轮(图未示)，驱动电机120固定于机架上10，主动轮130和从动轮转动安装于机架10上。主动轮130和从动轮水平间隔分布，第一传送带和第二传送带均绕设于主动轮130和从动轮140上，第一传送带和第二传送带的上表面形成用于支撑电芯相对两端的极耳的支撑面，即电芯一端的极耳抵靠在第一传送带的上表面，电芯另一端的极耳抵靠在第二传送带的上表面；驱动电机120的输出轴与主动轮130连接且用于驱动主动轮130做旋转运动。驱动电机120的输出轴可通过皮带与主动轮130驱动连接，驱动电机120的输出轴也可以通过减速器与主动轮130连接，驱动电机120与减速器之间可设有联轴器。皮带输送机构100设有间隔平行的第一传送带和第二传送带，使得电芯两端的极耳能分别抵靠在两者的上表面，能省去机械手的设置，简化整体结构，降低成本，提高作业效率。
42.在一实施例中，参阅图1，第一碾压机构300还包括设于传送带110下方的纵向电芯放置组件340和设于纵向电芯放置组件340下方的顶升机构600，纵向电芯放置组件340的顶面形成有第一碾压工位，纵向电芯放置组件340包括底架342和设于底架342上且与底架342滑动连接的承载架343，底架342内部形成用于适配容置电芯的容置槽，承载架343收容于容置槽中，这样底架342起到对电芯进行定位的作用。顶升机构600用于带动纵向电芯放置组件340上升或下降至预设位置。纵向电芯放置组件340和顶升机构600的设置，可省去机械手，提高作业节拍，提高作业效率。
43.在一实施例中，电芯碾压装置还包括滑轨和第一气缸(图未示)，底架342的底部设有能与滑轨配合的滑块341，顶升机构600带动底架342下降至一定位置时，底架342底部的滑块341恰好与下方的滑轨配合，此时第一气缸启动并驱动底架342从第一碾压工位移动至翻转工位，电芯翻转机构500上的吸嘴520吸住电芯后，纵向电芯放置组件340沿滑轨移动复位至原位置。机架10上可设有弹性复位件，如弹簧，弹性复位件设于底架342远离第一气缸的一侧，弹性复位件使得电芯翻转机构500的吸嘴520吸住电芯后，弹性抵推底架342，从而使纵向电芯放置组件340沿滑轨从翻转工位移动复位至第一碾压工位。
44.在一实施例中，请参阅图1，承载架343的一侧设有斜面344，该斜面344靠近皮带输送机构100的下游，斜面344用于托起放置于第一碾压工位的电芯对应的一侧，这样在碾压的过程中可防止电解液漏出。具体可在承载架343的一侧设置倾斜板，倾斜板的顶面形成斜面344，这样可防止辊压时电解液漏出。倾斜板与水平面的夹角可以设置在25度
‑
45度之间。
45.在一实施例中，预压机构200还包括设于预压工位一侧的气袋240，气袋240用于托起放置于预压工位的电芯对应的一侧。预压机构200还包括设于气袋240下方的第二气缸250，第一支架220上设有与第二气缸250电连接的传感器260，该传感器260正对预压工位前端的边缘位置，传感器260检测到电芯前端移动至传感器260正下方的位置时，控制第二气缸250顶持气袋240，此时气袋240的顶面由原先的水平状态变成倾斜状态，这样使得气袋240托起电芯靠近前端的一侧，防止预压时电解液漏出。也就是说，气袋240的作用是被第二气缸250顶起时可对电芯前端边缘处进行一定角度的托起，防止辊压时电解液漏出。
46.具体地，传感器260与驱动电机120电连接，传感器260检测到预压工位有电芯时，分别发送控制信号至第二气缸250及驱动电机120的电动部件，第二气缸250的推杆向上伸
出，带动气袋240前端的一侧上升，气袋240顶面形成斜面，进而对电芯前端的边缘托起，有效地防止预压时电解液漏出；驱动电机120接收到控制信号时停止工作，此时电芯停止前进。也就是说，当传感器260检测到电芯一侧的边缘移动至预设位置时，电芯被输送到位，两个传送带停止传送，预压机构200对电芯进行预压；通过设置传感器260，能提高加工的智能化程度，减少人工干预，提高作业效率。
47.第二气缸250的输出轴可连接有直板，直板位于气袋240的下方，这样通过直板较为均衡托起气袋240，进而使气袋240较好地托起电芯的一侧，可防止预压时电芯内的电解液从该侧漏出。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。