一种动力电池包膜切边一体工装的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种动力电池包膜切边一体工装。


背景技术：

2.目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。
3.车载大容量动力电池性能的优劣，直接影响着电动汽车的整体性能。这为电动汽车车载动力电池提出了更高的要求(比如要具有更高的安全性，更优秀的性能，重量更轻)。
4.当前，电池的可靠性、安全性是模组组装制作过程中的一个技术难点和重点，特别是电池和电池连接过程中的焊接连接性、连接强度，都是影响模组本身的性能，其中，焊接位置的一致性、牢固性，都是直接影响电池本身性能(包括内阻、容量)的直接原因。
5.现有的电池在组装模组之前，要对其进行包膜，包膜要求电池表面没有气泡，如果有气泡，会导致电池厚度一致性差，导致后期组装模组而进行焊接时出现偏焊；同时，电池上外膜的边缘要求平整，且不能超出电池上边缘0.5mm，如果超出0.5mm，那么在后期组装模组焊接中会影响焊接。
6.目前，电池包膜还是采用手工包膜的方式进行，由于人工包膜较慢，需要占用大量的劳动力，且无法保证包膜质量的一致性，同时，人工修整的外膜边缘，还会出现不整齐的问题，导致汇流排因有杂质干扰(即包膜干扰)而导致焊穿，这样，不仅会给电池模组带来很大的安全隐患，甚至还会导致模组性能和循环寿命衰减等问题，而且使得电池的内阻增大，影响锂电池模组的各种参数性能，最终导致模组无法继续使用。
7.因此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够保证在对锂离子电池进行包膜的时候表面不能产生大气泡，并且能够使得电池外膜的上端修剪平整，从而保证电池厚度的一致性，可以大大提高锂离子电池模组在焊接装配时的效率，保证模组的质量，保证锂离子电池模组安全使用，并且延长模组的使用寿命。


技术实现要素：

8.本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种动力电池包膜切边一体工装。
9.为此，本发明提供了一种动力电池包膜切边一体工装，其包括水平分布的工装底板；
10.工装底板的顶部右端后侧，垂直设置有主支架；
11.主支架的上端，与一个电池外膜固定轴的后端部相枢接；
12.电池外膜固定轴的前后两端，分别设置有一个外膜固定块和一个外膜限位块；
13.电池外膜固定轴的外壁，用于套接一个电池外膜卷；
14.电池外膜卷，位于外膜固定块和外膜限位块之间的位置；
15.电池外膜固定轴的正左边，设置有一个纵向分布的外膜导轴；
16.外膜导轴的安装高度，低于电池外膜固定轴的安装高度；
17.外膜导轴的正左边，设置有纵向分布的第一直线导轨；
18.第一直线导轨的滑块上，设置有横向分布的切刀滑动块；
19.切刀滑动块的左端突出于第一直线导轨的左侧；
20.切刀滑动块的左端部，设置有一个垂直分布的刀片固定块；
21.刀片固定块的底部，设置有纵向分布的刀片；
22.工装底板的顶部，在刀片的正下方设置有纵向分布的切刀裁切定位块；
23.切刀裁切定位块的正左边，设置有一个电池定位块；
24.电池定位块的顶部，用于放入电池并对电池进行定位；
25.工装底板的顶部，在电池定位块前后两侧的位置，分别设置有一个横向分布的第二直线导轨；
26.两个第二直线导轨顶部的滑块，分别与纵向分布的包膜挤压支架的前后两端底部相连接；
27.包膜挤压支架的顶板底面，设置有可转动的、圆柱形的包膜挤压辊。
28.优选地，包膜挤压支架的顶板底面，设置有纵向分布的包膜挤压辊安装板；
29.包膜挤压辊安装板的底面前后两端，分别垂直设置有一个包膜挤压辊限位块；
30.两个包膜挤压辊限位块相对的一侧，枢接有所述包膜挤压辊。
31.优选地，切刀滑动块的前后两端，分别设置有一条横向分布的横向位置调节导向槽；切刀滑动块通过穿过横向位置调节导向槽的螺丝，与第一直线导轨的滑块上预留的螺纹孔相螺纹固定连接。
32.优选地，电池定位块的顶部，设置有电池定位凹槽；
33.电池定位凹槽，用于放入电池并对电池进行定位；
34.电池定位块在电池定位凹槽的前侧，开有一个电池取放豁口。
35.优选地，主支架的上端，设置有一个联动线圈连接通孔；
36.联动线圈连接通孔上，枢接有一个电池外膜固定轴连接盘；
37.电池外膜固定轴连接盘后侧，与一个联动线圈的前侧中心位置相连接；
38.电池外膜固定轴连接盘的前侧中心安装孔，与电池外膜固定轴的后端部相连接。
39.优选地，主支架的下端，在联动线圈连接通孔的正下方位置还设置有废料固定轴连接通孔；
40.废料固定轴连接通孔的后侧，设置有一个圆形的废料固定轴同步带轮；
41.一个废料固定轴的后端部，垂直贯穿通过所述废料固定轴连接通孔后，与废料固定轴同步带轮的中心孔相连接；
42.联动线圈通过同步驱动皮带与废料固定轴同步带轮相联动连接。
43.优选地，废料固定轴连接通孔的后侧，设置有一个轴承安装板；
44.废料固定轴的后端部，从前向后依次垂直贯穿通过所述废料固定轴连接通孔以及所述轴承安装板上预留的通孔后，与废料固定轴同步带轮的中心孔相连接。
45.优选地，电池外膜固定轴的外壁，环绕地设置有三个外膜卷卡块；
46.第一导轨的安装高度，高于外膜导轴的安装高度。
47.优选地，外膜导轴的前后两端，分别与一个外膜导轴支架的上端相枢接；
48.两个外膜导轴支架的底部，固定设置在工装底板的顶部前后两端；
49.第一直线导轨的底部前后两端，分别与一个第一直线导轨支架的顶部相连接；
50.两个第一直线导轨支架的底部，固定设置在工装底板的顶部前后两端。
51.优选地，切刀滑动块的左侧壁前后两端，分别设置有一个螺纹孔；
52.刀片固定块在与两个螺纹孔相对应的位置上，分别设置有一条纵向分布的高度调节导向槽；
53.刀片固定块通过穿过高度调节导向槽的螺丝，与切刀滑动块上对应的螺纹孔相螺纹固定连接。
54.由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种动力电池包膜切边一体工装，其结构设计科学，能够保证在对电池进行包膜时电池表面不能产生大气泡，并且能够使得电池外膜的上端修剪平整，从而保证电池厚度的一致性，进而可以大大提高锂离子电池模组在焊接装配时的效率，保证模组的质量，保证锂离子电池模组安全使用，并且延长模组的使用寿命，具有重大的实践意义。
附图说明
55.图1为本发明提供的一种动力电池包膜切边一体工装的立体结构示意图一；
56.图2为本发明提供的一种动力电池包膜切边一体工装的立体结构示意图二；
57.图3为本发明提供的一种动力电池包膜切边一体工装的立体爆炸分解图；
58.图4为本发明提供的一种动力电池包膜切边一体工装，所使用的一种电池外膜卷的结构示意图；
59.图5为本发明提供的一种动力电池包膜切边一体工装，所使用的一种刀片的下部结构示意图；
60.图中，1、联动线圈，2、电池外膜固定轴，3、外膜固定块，4、废料固定轴，5、外膜导轴；
61.6、第一直线导轨，7、工装底板，8、切刀裁切定位块，9、电池定位块，10、第二直线导轨；
62.11、包膜挤压支架，12、切刀滑动块，13、刀片固定块，14、外膜限位块。
具体实施方式
63.下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
64.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
65.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
66.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
67.参见图1至图5，本发明提供了一种动力电池包膜切边一体工装，包括水平分布的工装底板7；
68.工装底板7的顶部右端后侧，垂直设置有主支架700；
69.主支架700的上端，与一个电池外膜固定轴2的后端部相枢接(即可转动地连接)；
70.电池外膜固定轴2的前后两端，分别设置有一个外膜固定块3和一个外膜限位块14；
71.电池外膜固定轴2的外壁，用于套接一个电池外膜卷100；
72.电池外膜卷100，位于外膜固定块3和外膜限位块14之间的位置；
73.需要说明的是，电池外膜卷上拉出的外膜，用于粘贴在电池表面，即对电池表面进行包膜。
74.电池外膜固定轴2的正左边，设置有一个纵向分布的外膜导轴5；
75.外膜导轴5的安装高度，低于电池外膜固定轴2的安装高度；
76.外膜导轴5的正左边，设置有纵向分布的第一直线导轨6；
77.第一直线导轨6的滑块上，设置有横向分布的切刀滑动块12；
78.切刀滑动块12的左端突出于第一直线导轨6的左侧；
79.切刀滑动块12的左端部，设置有一个垂直分布的刀片固定块13；
80.刀片固定块13的底部，设置有纵向分布的刀片130；具体实现上，刀片的上部可以与刀片固定块13的底部相卡接，或者刀片上部预留有螺纹通孔，与刀片固定块13下部预留的螺纹孔通过紧固螺栓进行螺纹固定连接；
81.工装底板7的顶部，在刀片130的正下方设置有纵向分布的切刀裁切定位块8；
82.需要说明的是，切刀滑动块12的前后两端，分别设置有一条横向分布的横向位置调节导向槽1201；切刀滑动块12通过穿过横向位置调节导向槽1201的螺丝，与第一直线导轨6的滑块上预留的螺纹孔相螺纹固定连接。
83.因此，本发明可以通过左右移动螺丝在横向位置调节导向槽1201上的固定位置，来调节切刀滑动块12的横向位置，进而实现对刀片固定块13上刀片横向位置的调节，
84.需要说明的是，刀片在安装在刀片固定块13底部后，刀片的刀刃底端高度，应该与切刀裁切定位块8的顶面高度一致或者略高于切刀裁切定位块8的顶面高度(超过的高度，需小于一层电池外膜的厚度)，从而可以对切刀裁切定位块8的顶面上放置的电池外膜进行裁切。
85.切刀裁切定位块8的正左边，设置有一个电池定位块9；
86.电池定位块9的顶部，用于放入电池并对电池进行定位；
87.工装底板7的顶部，在电池定位块9前后两侧的位置，分别设置有一个横向分布的第二直线导轨10；
88.两个第二直线导轨10顶部的滑块，分别与纵向分布的包膜挤压支架11的前后两端底部相连接；
89.包膜挤压支架11的顶板底面，设置有可转动的(顺时针和逆时针转动)、圆柱形的包膜挤压辊1101；
90.包膜挤压辊1101，用于当电池定位块9上的电池顶部贴上电池外膜后，其沿着第二直线导轨10进行横向左右移动，当其移动到电池上方时，对已贴上电池外膜的电池顶部进行向下的挤压，最终实现将电池与电池外膜之间的气泡挤出。
91.需要说明的是，对于本发明，包括包膜挤压支架11和包膜挤压辊1101等在内的滑动包膜挤压装置，用于配合电池定位块9对已贴膜的电池表面进行气泡的挤压操作，包括第一直线导轨6和刀片固定块13等在内的切刀滑动装置，用于配合切刀裁切定位块8，对切刀裁切定位块8顶部的电池外膜进行裁切操作。
92.在本发明中，具体实现上，包膜挤压支架11的顶板底面，设置有纵向分布的包膜挤压辊安装板1102；
93.包膜挤压辊安装板1102的底面前后两端，分别垂直设置有一个包膜挤压辊限位块1103；
94.两个包膜挤压辊限位块1103相对的一侧，枢接(即可转动地连接)有所述包膜挤压辊1101。
95.在本发明中，具体实现上，第一导轨6的安装高度，高于外膜导轴5的安装高度。
96.在本发明中，具体实现上，电池定位块9的顶部，设置有电池定位凹槽901；
97.电池定位凹槽901，用于放入电池并对电池进行定位；
98.需要说明的是，电池定位凹槽901的形状大小，与需要包膜的电池的形状大小相对应匹配。
99.电池定位块9在电池定位凹槽901的前侧，开有一个电池取放豁口902。
100.需要说明的是，通过电池取放豁口902的设置，可以方便地将电池放入电池定位凹槽901中，以及从电池定位凹槽901中取出。
101.在本发明中，具体实现上，主支架700的上端，设置有一个联动线圈连接通孔701；
102.联动线圈连接通孔701上，枢接(即可转动地连接)有一个电池外膜固定轴连接盘101；
103.电池外膜固定轴连接盘101后侧，与一个联动线圈1的前侧中心位置相连接；
104.电池外膜固定轴连接盘101的前侧中心安装孔，与电池外膜固定轴2的后端部相连接(例如卡接或者插接)。
105.在本发明中，具体实现上，主支架700的下端，在联动线圈连接通孔701的正下方位置还设置有废料固定轴连接通孔702；
106.废料固定轴连接通孔702的后侧，设置有一个圆形的废料固定轴同步带轮；
107.一个废料固定轴4的后端部，垂直贯穿通过所述废料固定轴连接通孔702后，与废
料固定轴同步带轮的中心孔相连接；
108.联动线圈1通过同步驱动皮带102与废料固定轴同步带轮相联动连接(即传动连接)，参见图3所示；
109.具体实现上，废料固定轴连接通孔702的后侧，设置有一个轴承安装板401；
110.废料固定轴4的后端部，从前向后依次垂直贯穿通过所述废料固定轴连接通孔702以及所述轴承安装板401上预留的通孔后，与废料固定轴同步带轮的中心孔相连接(例如相插接固定)。
111.在本发明中，具体实现上，电池外膜卷的径向截面形状为圆环形。
112.在本发明中，具体实现上，电池外膜固定轴2的外壁，环绕地设置有三个外膜卷卡块201，用于卡接在电池外膜卷的纵向中心通孔上。
113.在本发明中，需要说明的是，在本发明中，联动线圈1的形状构造，与现有的同步带轮相同。
114.在本发明中，具体实现上，外膜导轴5的前后两端，分别与一个外膜导轴支架501的上端相枢接；
115.两个外膜导轴支架501的底部，固定设置在工装底板7的顶部前后两端。
116.在本发明中，具体实现上，第一直线导轨6的底部前后两端，分别与一个第一直线导轨支架601的顶部相连接；
117.两个第一直线导轨支架601的底部，固定设置在工装底板7的顶部前后两端。
118.在本发明中，具体实现上，切刀滑动块12的左侧壁前后两端，分别设置有一个螺纹孔；
119.刀片固定块13在与两个螺纹孔相对应的位置上，分别设置有一条纵向分布的高度调节导向槽1301；
120.刀片固定块13通过穿过高度调节导向槽1301的螺丝，与切刀滑动块12上对应的螺纹孔相螺纹固定连接。
121.需要说明的是，本发明可以通过上下移动螺丝在高度调节导向槽1301上的固定位置，来调节刀片固定块13的垂直方向位置，进而实现对刀片固定块13上刀片的高度进行上下调节，
122.在本发明中，联动线圈1的作用，是控制电池外膜固定轴2和废料固定轴4联动；
123.电池外膜固定轴2和外膜固定块3一起，起到固定电池外膜，不让电池外膜滑动的作用；
124.外膜导轴5的作用，是为了定位电池外膜的高度；
125.第一直线导轨6的作用，是为了刀片固定块12能够轻松的纵向滑动；
126.切刀裁切定位块8的作用，是为了使电池外膜粘牢和定位切刀在电池外膜上的切断点；电池定位块9，起到定位电池的作用；
127.第二直线导轨10，能够让包括包膜挤压支架11和包膜挤压辊1101等在内的滑动包膜挤压装置快速横向滑动；
128.包膜挤压支架11和包膜挤压辊1101等在内的滑动包膜挤压装置的作用，是将电池和电池外膜之间的气泡挤出，使电池和电池外膜充分粘合；
129.包括第一直线导轨6和刀片固定块13等在内的切刀滑动装置，其作用是切断电池
外膜，其中的刀片固定块13起到调节刀片的上下高度和固定刀片的作用。
130.在本发明中，需要说明的是，采用传统的电池包膜方式，对电池边缘的裁切不能保持一致性，由于电池外表气泡的存在，也不能保持电池厚度的一致性，从而传统电池包膜容易发生厚度不一致的问题，使得在后续电池模组过程中出现极组位置不一致的问题，导致电池模组在焊接时出现汇流排炸点的问题。
131.而采用本发明提供的工装，由于可以保证电池厚度和电池外膜的上边缘具有良好的一致性，有效地防止了因焊接过程中出现炸点问题而导致的模组报废情况出现，同时还简化了包膜工艺，提高了电池模组的生产效率和产品合格率。
132.需要说明的是，对于本发明，其克服了传动锂离子动力电池中存在的厚度不一致缺点，其可以显著提高动力电池的厚度一致性，进而保证模组制作焊接过程中的焊接连接性、强度、其中，焊接位置的一致性、牢固性都是直接影响电池本身的性能(包括内阻、容量)的直接原因。本发明的应用，有利于提高动力电池模组装配的效率，保证锂离子电池模组的焊接牢固性和强度，保证锂离子电池模组安全使用，并且显著延长电池模组的使用寿命，提高电池模组的装配质量，保证电池模组的长时间正常使用。
133.为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的操作过程。
134.首先，把电池外膜卷100从前往后套到电池外膜固定轴2的外侧；
135.然后，通过外膜固定块3锁紧电池外膜卷100；
136.然后，通过拉动电池外膜卷预留的头部，拉出一段电池外膜，使得电池外膜穿过外膜导轴5的底部后(电池外膜的非粘贴面朝上)贴在切刀裁切定位块8时；
137.需要说明的是，如果存在废膜(例如，团在一起的一段电池外膜或者有残缺的电池外膜)，则将废膜卷绕贴在废料固定轴4上；这时候，可以通过转动联动线圈1，实现一边让电池外膜卷放料，使得废膜的一端卷绕在废料固定轴4上，另一边同时让废料固定轴4转动，实现对废膜的收卷操作。
138.然后，把电池放在电池定位块9上，继续拉动电池外膜，使得电池外膜贴在电池的顶面；
139.然后，沿着第二直线导轨10，向右推动包膜挤压装置中的包膜挤压支架11，通过包膜挤压支架11下方的包膜挤压辊1101，向下挤压电池，从而把电池顶面和电池外膜之间的气泡挤出，使电池顶面和电池外膜充分粘合；
140.然后，包膜挤压支架11归位，即重新回到工装底板7的顶部左边；
141.然后，保持电池与电池外膜的粘贴状态不变，在横向方向上逆时针转动电池并带动其上的电池外膜一起转动，使得电池的另一面朝上并且电池外膜与该电池面继续粘贴，然后在电池定位块9上放平；
142.然后，继续沿着第二直线导轨10，向右推动包膜挤压装置中的包膜挤压支架11，通过包膜挤压支架11下方的包膜挤压辊1101，向下挤压电池，从而把此时的电池顶面(即之前的电池底面)和电池外膜之间的气泡挤出，使电池和电池外膜充分粘合，因此，完成电池两侧面的包膜操作；
143.然后，沿着第一直线导轨6推动切刀滑动装置中的切刀滑动块12，使得切刀滑动块12底部的切刀在纵向方向上，顺畅地垂直切断位于切刀裁切定位块8上的电池外膜，从而完成一个电池的包膜和切边操作。
144.综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种动力电池包膜切边一体工装，其结构设计科学，能够保证在对电池进行包膜时电池表面不能产生大气泡，并且能够使得电池外膜的上端修剪平整，从而保证电池厚度的一致性，进而可以大大提高锂离子电池模组在焊接装配时的效率，保证模组的质量，保证锂离子电池模组安全使用，并且延长模组的使用寿命，具有重大的实践意义。
145.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。