一种方形电池注液焊接设备的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种方形电池注液焊接设备。


背景技术：

2.锂离子电池重量轻、安全性能好等优点，故在蓝牙耳机、手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用已处在垄断地位。同时，锂离子电池也已经在电动摩托车、电动汽车等领域批量应用。
3.其中方形电池采用方形铝壳或者钢壳进行包装，主要用于大容量电池的领域。方形电池因为容量较大，所以在注液时注入的电解液较多，需要通过注液针在电池顶盖上的注液口进行少量多次分批注入，造成注液工序效率较低。
4.而且，方形电池在注液焊接设备中注液后，需要人工再转移到独立的焊接设备中将壳体和顶盖焊接，无法实现自动化生产。
5.鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种方形电池注液焊接设备，能够在一台设备上实现注液和焊接，而且能够提高注液效率。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种方形电池注液焊接设备，包括：
9.壳体称重机构，用于称量壳体的重量；
10.注液机构，设置于所述壳体称重机构的后端，用于向所述壳体中注入电解液；
11.注液后称重机构，设置于所述注液机构的后端，用于称量所述电解液和所述壳体的重量；
12.裸电芯称重机构，用于称重裸电芯的重量；
13.裸电芯入壳机构，设置于所述裸电芯称重机构和所述注液后称重机构的后端，用于将所述裸电芯置于已注入电解液的壳体中；
14.裸电芯入壳后称重机构，设置于所述裸电芯入壳机构的后端，用于称量裸电芯置于注入有电解液的壳体的整体重量；
15.焊接机构，设置于所述裸电芯入壳后称重机构的后端，所述焊接机构包括用于将所述裸电芯的极耳与顶盖焊接的顶盖与极耳焊接模块，以及将所述顶盖与所述壳体焊接的顶盖与壳体焊接模块。
16.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，还包括设置于所述壳体称重机构前端的壳体上料机构，所述壳体上料机构用于将所述壳体投入到所述注液焊接设备中。
17.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，所述壳体称重机构还包括不合格下料模块，所述不合格下料模块用于将不符合设定重量范围的壳体下料。
18.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，还包括裸电芯上料机构，所述裸电芯上料机构设置于所述裸电芯称重机构的前端。
19.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，所述注液机构包括电解液上料组件和排气组件，所述电解液上料组件用于将电解液注入到所述壳体中，所述排气组件用于排出注液中产生的气体。
20.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，所述焊接机构包括顶盖与极耳焊接模块，所述顶盖与极耳焊接模块包括激光器、水冷模块和保护气循环模块，所述激光器用于焊接所述顶盖和所述极耳，所述水冷模块用于给所述顶盖与极耳焊接模块提供冷却水循环，所述保护气循环模块用于给所述顶盖与极耳焊接模块提供保护气体。
21.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，所述焊接机构包括顶盖与壳体焊接模块，所述顶盖与壳体焊接模块包括激光器、水冷模块和保护气循环模块，所述激光器用于焊接所述顶盖和所述壳体，所述水冷模块用于给所述顶盖与壳体焊接模块提供冷却水循环，所述保护气循环模块用于给所述顶盖与壳体焊接模块提供保护气体。
22.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，所述焊接机构还包括视觉检测模块，所述视觉检测模块用于检测所述方形电池的焊接外观，所述视觉检测模块设置于所述顶盖与壳体焊接模块的后端。
23.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，还包括焊接后称重机构，所述焊接后称重机构设置于所述焊接机构的后端，所述焊接后称重机构用于记录所述方形电池的总重量。
24.作为本实用新型所述的方形电池注液焊接设备的一种改进，还包括电池下料机构，所述电池下料机构设置于所述焊接后称重机构的后端。
25.相比于现有技术，本实用新型的有益效果包括但不限于：本实用新型的设备在裸电芯入壳体之前，直接将电解液注入壳内，此时壳体内空间较多，不需要分批少量注入电解液，提高了生产效率。而且，本实用新型的设备分别对壳体称重、壳体注液后称重、裸电芯称重、裸电芯入壳后称重，确保了注液量的准确性，从而提高同批次电池之间的一致性。另外，本实用新型的设备将注液工序和焊接工序合并到一台设备上进行，无需用人工将注液后的电芯再转移到焊接设备，提高了自动化程度，减少了人工成本。
附图说明
26.图1为实施例1中方形电池注液焊接设备的结构示意图。
27.图2为实施例1中方形电池注液焊接设备的电路连接示意图。
28.图3为实施例1中方形电池注液焊接设备的工作流程示意图。
29.图中：1
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壳体称重机构，2
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注液机构，3
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注液后称重机构，4
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裸电芯称重机构，5
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裸电芯入壳机构，6
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裸电芯入壳后称重机构，7
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焊接机构，71
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顶盖与极耳焊接模块，72
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顶盖与壳体焊接模块，73
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视觉检测模块，8
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壳体上料机构，9
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裸电芯上料机构，10
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焊接后称重机构，11
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电池下料机构。
具体实施方式
30.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应
可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.下面结合实施例和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
34.实施例1
35.如图1～3所示，本实施例提供一种方形电池注液焊接设备，包括：
36.壳体称重机构1，用于称量壳体的重量；
37.注液机构2，设置于壳体称重机构1的后端，用于向壳体中注入电解液，包括扫码器、转料机械手、夹具、上料泵及其控制表以及注液管；
38.注液后称重机构3，设置于注液机构2的后端，用于称量电解液和壳体的重量，包括扫码器、转料机械手、夹具和天平；
39.裸电芯称重机构4，用于称重裸电芯的重量，包括扫码器、转料机械手、夹具和天平等模块，还可识别重量过重或过轻的异常裸电芯；
40.裸电芯入壳机构5，设置于裸电芯称重机构4和注液后称重机构3的后端，用于将裸电芯置于已注入电解液的壳体中，包括放料机械手、夹具、视觉检测、不良品剔除等模块；
41.裸电芯入壳后称重机构6，设置于裸电芯入壳机构5的后端，用于称量裸电芯置于注入有电解液的壳体的整体重量，包括扫码器、转料机械手、夹具、天平等模块；
42.焊接机构7，设置于裸电芯入壳后称重机构6的后端，焊接机构7包括用于将裸电芯的极耳与顶盖焊接的顶盖与极耳焊接模块71，以及将顶盖与壳体焊接的顶盖与壳体焊接模块72。
43.进一步的，还包括设置于壳体称重机构1前端的壳体上料机构8，壳体上料机构8用于将壳体投入到注液焊接设备中。其中，壳体称重机构1包括装壳体的弹夹、弹夹运输导轨和电机、取料转运机械手、夹具、空弹夹下料模块。
44.进一步的，壳体称重机构1还包括不合格下料模块，不合格下料模块用于将不符合设定重量范围的壳体下料。
45.进一步的，还包括裸电芯上料机构9，裸电芯上料机构9设置于裸电芯称重机构4的前端，用于将烘烤后的裸电芯来料投入到设备中。其中，裸电芯上料机构9包括装裸电芯的
弹夹、弹夹运输导轨和电机、取料转运机械手、夹具、空弹夹下料机构等；
46.进一步的，注液机构2包括电解液上料组件和排气组件，电解液上料组件用于将电解液注入到壳体中，排气组件用于排出注液中产生的气体。
47.进一步的，顶盖与极耳焊接模块71，用于在通保护气的腔体内，使用激光焊接，将裸电芯的极耳与顶盖的极柱连接起来。其中，顶盖与极耳焊接模块71包括激光器、水冷模块和保护气循环模块，激光器用于焊接顶盖和极耳，水冷模块用于给顶盖与极耳焊接模块71提供冷却水循环，保护气循环模块用于给顶盖与极耳焊接模块71提供保护气体。具体的，顶盖与极耳焊接模块71包括腔体、保护气源、保护气循环系统、激光器、冷却水系统、夹具、放料机械手、视觉检测、不良品剔除等。其中，水冷模块和保护气循环模块能够避免激光产生的热量破坏电解液，从而保证电池性能。
48.进一步的，顶盖与壳体焊接模块72，用于在通保护气的腔体内，使用激光焊接，将壳体与顶盖连接起来。其中，顶盖与壳体焊接模块72包括激光器、水冷模块和保护气循环模块，激光器用于焊接顶盖和壳体，水冷模块用于给顶盖与壳体焊接模块72提供冷却水循环，保护气循环模块用于给顶盖与壳体焊接模块72提供保护气体。具体的，顶盖与壳体焊接模块72包括腔体、保护气源、保护气循环系统、激光器、冷却水系统、夹具、放料机械手、视觉检测、不良品剔除等；其中，水冷模块和保护气循环模块能够避免激光产生的热量破坏电解液，从而保证电池性能。
49.进一步的，焊接机构7还包括视觉检测模块73，视觉检测模块73用于检测方形电池的焊接外观，识别不良品，视觉检测模块73设置于顶盖与壳体焊接模块72的后端。具体的，视觉检测模块73包括转料机械手、夹具、视觉检测系统、不良品剔除等。
50.进一步的，还包括焊接后称重机构10，焊接后称重机构10设置于焊接机构7的后端，焊接后称重机构10用于记录方形电池的总重量，具体的，焊接后称重机构10包括扫码器、转料机械手、夹具、天平等。
51.进一步的，还包括电池下料机构11，电池下料机构11设置于焊接后称重机构10的后端，作用是收集生产的良品电池，以便转移至后工序。具体的，电池下料机构11包括：转料机械手、夹具、收料盒。
52.除了上述各模块提及的机构，整个注液焊接设备还具有大板、机架、plc、伺服电机、工控机、交换机、采集卡、气缸、高压气源及管道、真空气源及管道、报警保护装置、除湿机及管道、保护气及管道等必要部件。
53.该设备的工作过程为：
54.s1，壳体投入设备后称重，注入电解液后再次称重；
55.s2，裸电芯投入设备后称重，将裸电芯放入注液的壳体中，称量壳体、电解液、裸电芯总重量；
56.s3，激光焊接顶盖与极耳；
57.s4，激光焊接顶盖与壳体；
58.s5，经视觉检测、再次称重后下料。
59.本实用新型的设备在入壳时，不是直接将裸电芯全部放入壳体中。而是将裸电芯先放入壳体中，使其底部没入电解液中，与电解液充分接触。通过控制裸电芯放入的位置，保证电解液不溢出。静置一段时间后，再将裸电芯继续往下放入一定的位置，如此重复直至
裸电芯完全放入壳体。通过缓慢放入裸电芯，保证电解液浸润裸电芯，也避免电解液溢出。
60.本实用新型的设备在裸电芯入壳体之前，直接将电解液注入壳内，此时壳体内空间较多，不需要分批少量注入电解液，提高了生产效率。而且，本实用新型的设备分别对壳体称重、壳体注液后称重、裸电芯称重、裸电芯入壳后称重，确保了注液量的准确性，从而提高同批次电池之间的一致性。另外，本实用新型的设备将注液工序和焊接工序合并到一台设备上进行，无需用人工将注液后的电芯再转移到焊接设备，提高了自动化程度，减少了人工成本。
61.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。