技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種鋰離子電池的快速包膜裝置及其方法。

背景技術(shù)：

目前鋰離子電池多采用方形鋁殼結(jié)構(gòu)，在其制造完成后為了防止電池在后續(xù)的運(yùn)輸及組裝過程中出現(xiàn)表面劃傷，也為了保證電池在未被使用的時候不出現(xiàn)漏電等現(xiàn)象，一般在制備完成的電池的表面包上一層具有單側(cè)粘性的絕緣膜，這樣也能起到防水、防塵的作用，從而更好的保護(hù)電池。

但目前現(xiàn)有的電池包膜機(jī)的自動化程度低，需要夾爪進(jìn)行機(jī)械式往復(fù)拉膜，其生產(chǎn)連續(xù)性差；另外，由于整個包膜工位分置在不同高度，不在一個平面，需夾具機(jī)械手多次搬運(yùn)，浪費(fèi)時間；缺少緩存工位，會造成來料等待現(xiàn)象，不利于生產(chǎn)效率的提高，難以進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。

因此，非常需要一種能夠同時克服上述缺陷、提高勞動生產(chǎn)率的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池的快速包膜裝置及其方法，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的自動高效包膜。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種鋰離子電池的快速包膜裝置，包括并排設(shè)置的兩條環(huán)形循環(huán)鏈和用于輸送鋰離子電池的進(jìn)料傳送帶、下料傳送帶，所述環(huán)形循環(huán)鏈、進(jìn)料傳送帶和下料傳送帶同方向間歇運(yùn)行，位于兩條環(huán)形循環(huán)鏈之間位置垂直對稱設(shè)置一對絕緣膜卷芯，所述環(huán)形循環(huán)鏈的頂端面等間距地固設(shè)有用于夾持鋰離子電池兩端的端夾持裝置；

位于絕緣膜卷芯和下料傳送帶之間按環(huán)形循環(huán)鏈運(yùn)行方向依次固設(shè)有：

大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)，將絕緣膜粘貼到鋰離子電池的大側(cè)面；

激光切割器，將兩兩鋰離子電池之間的絕緣膜進(jìn)行切割；

小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)，將切割后位于鋰離子電池小側(cè)面兩側(cè)的絕緣膜向中間折后粘貼在其小側(cè)面上；

折角機(jī)構(gòu)，將位于鋰離子電池端部的小側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

側(cè)夾持機(jī)構(gòu)，用于夾持鋰離子電池的兩小側(cè)面；

和端面貼膜機(jī)構(gòu)，將位于鋰離子電池端部的大側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部。

進(jìn)一步方案，所述端夾持裝置對稱設(shè)置在鋰離子電池的兩端，其包括頂推氣缸，所述頂推氣缸的活塞端固設(shè)有水平設(shè)置的夾持氣缸，所述夾持氣缸的活塞桿伸出后夾持住鋰離子電池的兩端部。

進(jìn)一步方案，所述大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)包括用于牽引絕緣膜的張力輥和用于貼絕緣膜的貼膜輥，所述張力輥、貼膜輥位于鋰離子電池的上、下方對稱設(shè)置；所述貼膜輥與鋰離子電池的大側(cè)面相切，且繞著其自身的中心軸進(jìn)行線性轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步方案，所述小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)對稱設(shè)置在鋰離子電池的上、下方，其包括垂直氣缸，所述垂直氣缸的活塞桿端部固設(shè)有支架板，所述支架板的外側(cè)垂對稱固設(shè)有直于活塞桿的兩個側(cè)圓桿，兩個側(cè)圓桿之間的距離正好能將鋰離子電池的兩小側(cè)面卡扣住。

進(jìn)一步方案，所述折角機(jī)構(gòu)對稱設(shè)置在鋰離子電池的上、下方，其包括折角氣缸，所述折角氣缸的活塞端固設(shè)有側(cè)移器，所述側(cè)移器包括沿著其殼體頂端面上的折角滑槽異向移動的兩個折角桿，所述折角桿的頂端套設(shè)有繞著折角桿轉(zhuǎn)動的折角圓球。

進(jìn)一步方案，所述端面貼膜機(jī)構(gòu)包括對稱設(shè)置在鋰離子電池兩端的端面貼膜氣缸，所述端面貼膜氣缸的活塞端平行固設(shè)有兩頂桿，所述頂桿的端部固設(shè)有套筒，所述套筒內(nèi)套設(shè)的自由轉(zhuǎn)動的端圓桿。

進(jìn)一步方案，所述側(cè)夾持機(jī)構(gòu)包括對稱設(shè)置在鋰離子電池兩端的側(cè)夾持氣缸所述側(cè)夾持氣缸的活塞端固定設(shè)有側(cè)移機(jī)，所述側(cè)移機(jī)包括沿其箱體頂端面上的夾爪滑槽異向移動的兩個活塞桿，所述活塞桿的端部固設(shè)有夾爪。

本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是采用上述鋰離子電池的快速包膜裝置的包膜方法，其包括以下步驟：

（1）將待包膜的鋰離子電池放到進(jìn)料傳送帶上，設(shè)置在環(huán)形循環(huán)鏈上端夾持裝置依次將鋰離子電池的兩端部夾持住并送入大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)中；

（2）大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)將絕緣膜卷芯上的絕緣膜連續(xù)地粘貼到鋰離子電池的大側(cè)面；

（3）環(huán)形循環(huán)鏈繼續(xù)前進(jìn)，端夾持裝置帶動鋰離子電池經(jīng)過激光切割器時，激光切割器對兩兩電池之間的絕緣膜進(jìn)行切割，使電池的上、下大側(cè)面上的絕緣膜為等距片段狀態(tài)；

（4）端夾持裝置帶動鋰離子電池到達(dá)小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)，其將切割后位于鋰離子電池小側(cè)面兩側(cè)的絕緣膜向中間折后粘貼在電池的小側(cè)面上；

（5）端夾持裝置帶動鋰離子電池到達(dá)折角機(jī)構(gòu)，其將位于鋰離子電池端部的小側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（6）端夾持裝置帶動鋰離子電池到達(dá)端面貼膜機(jī)構(gòu)，側(cè)夾持機(jī)構(gòu)先夾持住鋰離子電池的兩小側(cè)面，端夾持裝置松開電池后，端面貼膜機(jī)構(gòu)將位于鋰離子電池端部的大側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（7）端面貼膜機(jī)構(gòu)回位后，端夾持裝置夾持住鋰離子電池的兩端，側(cè)夾持機(jī)構(gòu)松開，最后由端夾持裝置將鋰離子電池送到下料傳送帶上，完成一個電池的包膜工作。

本發(fā)明中的端夾持裝置是對稱固定在兩條環(huán)形循環(huán)鏈上，隨其做間歇運(yùn)動并沿其均勻分布；進(jìn)料傳送帶和下料傳送帶分別設(shè)在環(huán)形循環(huán)鏈的兩端中間，進(jìn)料傳送帶將電池輸送過來時，端夾持裝置將電池的兩端夾持住后，隨環(huán)形循環(huán)鏈間歇前移，依次通過大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)、激光切割器、小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)、折角機(jī)構(gòu)、側(cè)夾持機(jī)構(gòu)和端面貼膜機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)將絕緣膜包覆在電池的外表面。

本發(fā)明的絕緣膜是卷繞在絕緣膜卷芯上，其具有單側(cè)粘性，即絕緣膜與鋰離子電池貼合的一面具有粘性。

本發(fā)明能夠方便的實(shí)現(xiàn)電池連續(xù)、高效包膜，無需機(jī)械式的往復(fù)拉膜運(yùn)動，而且各工位銜接緊密，夾持裝置可循環(huán)利用，因此不會產(chǎn)生包膜等待時間，大大提高了生產(chǎn)效率。

本發(fā)明中絕緣膜是連續(xù)走帶的，利用激光切割絕緣膜，其比傳統(tǒng)方式的刀切更加高效，同時實(shí)現(xiàn)了電池大側(cè)面貼膜—小側(cè)面貼膜—端面折角—端面貼膜的高效銜接，可大大提高包膜效率。

本發(fā)明的裝置布局緊湊、結(jié)構(gòu)簡單合理，即使在長期使用后仍具有良好的性能表現(xiàn)，可有效降低電池制造成本，提高電池制造企業(yè)的競爭力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中鋰離子電池的包膜順序示意圖；

圖2是本發(fā)明的包膜裝置的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明的端夾持裝置的布置圖；

圖4是本發(fā)明中的端夾持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中的大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)和激光切割裝置的布置圖；

圖6是本發(fā)明中的小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)的布置圖；

圖7是本發(fā)明中的小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明中的折角機(jī)構(gòu)、端面貼膜機(jī)構(gòu)和側(cè)夾持裝置的布置圖；

圖9是本發(fā)明中的折角機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明中的端面貼膜機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明中的側(cè)夾持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-鋰離子電池，2-絕緣膜，3-進(jìn)料傳送帶，4-大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)，41-張力輥，42-貼膜輥；5-激光切割器，6-小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)，61-垂直氣缸，62-支架板，63-側(cè)圓桿；7-折角機(jī)構(gòu)，71-折角氣缸，72-折角桿，73-折角圓球，74-折角滑槽，75-側(cè)移器；8-端面貼膜機(jī)構(gòu)，81-端面貼膜氣缸，82-頂桿，83－套筒，84－端圓桿；9-側(cè)夾持機(jī)構(gòu)，91-側(cè)夾持氣缸，92-活塞桿，93-夾爪，94-夾爪滑槽，95－側(cè)移機(jī)；10-端夾持裝置，101-頂推氣缸，102-夾持氣缸；11-環(huán)形循環(huán)鏈，12-絕緣膜卷芯，13-下料傳送帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

如圖2所示，一種鋰離子電池的快速包膜裝置，包括并排設(shè)置的兩條環(huán)形循環(huán)鏈11和用于輸送鋰離子電池1的進(jìn)料傳送帶3、下料傳送帶13，所述環(huán)形循環(huán)鏈11、進(jìn)料傳送帶3和下料傳送帶13同方向間歇運(yùn)行，位于兩條環(huán)形循環(huán)鏈11之間位置垂直對稱設(shè)置一對絕緣膜卷芯12，所述環(huán)形循環(huán)鏈11的頂端面等間距地固設(shè)有用于夾持鋰離子電池兩端的端夾持裝置10；

位于絕緣膜卷芯12和下料傳送帶13之間按環(huán)形循環(huán)鏈11運(yùn)行方向依次固設(shè)有：

大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)4，將絕緣膜2粘貼到鋰離子電池的大側(cè)面；

激光切割器5，將兩兩鋰離子電池之間的絕緣膜進(jìn)行切割；

小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)6，將切割后位于鋰離子電池小側(cè)面兩側(cè)的絕緣膜向中間折后粘貼在其小側(cè)面上；

折角機(jī)構(gòu)7，將位于鋰離子電池端部的小側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

側(cè)夾持機(jī)構(gòu)9，用于夾持鋰離子電池的兩小側(cè)面；

和端面貼膜機(jī)構(gòu)8，將位于鋰離子電池端部的大側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部。

如圖3、4所示，端夾持裝置10的底端固定在環(huán)形循環(huán)鏈11上，且一一對稱設(shè)置在鋰離子電池1的兩端，其包括頂推氣缸101，所述頂推氣缸101的活塞端固設(shè)有水平設(shè)置的夾持氣缸102，所述夾持氣缸102的活塞桿伸出后夾持住鋰離子電池1的兩端部。

如圖5所示，大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)4包括用于牽引絕緣膜2的張力輥41和用于貼絕緣膜的貼膜輥42，所述張力輥41、貼膜輥42位于鋰離子電池的上、下方對稱設(shè)置；所述貼膜輥42與鋰離子電池1的大側(cè)面相切，且繞著其自身的中心軸進(jìn)行線性轉(zhuǎn)動；隨著端夾持裝置10移動，張力輥41拉動絕緣膜2從絕緣膜卷芯12上松開，再通過貼膜輥42的滾動式擠壓，將絕緣膜2粘貼在鋰離子電池的大側(cè)面，并排空將絕緣膜與電池端面之間的空氣，使絕緣膜粘貼的更牢固；

如圖6、7所示，小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)6對稱設(shè)置在鋰離子電池1的上、下方，其包括垂直氣缸61，所述垂直氣缸61的活塞桿端部固設(shè)有支架板62，所述支架板62的外側(cè)垂對稱固設(shè)有直于活塞桿的兩個側(cè)圓桿63，兩個側(cè)圓桿63之間的距離正好能將鋰離子電池1的兩小側(cè)面卡扣住。

如圖8、9所示，折角機(jī)構(gòu)7對稱設(shè)置在鋰離子電池1的上、下方，其包括折角氣缸71，所述折角氣缸71的活塞端固設(shè)有側(cè)移器75，所述側(cè)移器75包括沿著其殼體頂端面上的折角滑槽74異向移動的兩個折角桿72，所述折角桿72的頂端套設(shè)有繞著折角桿72轉(zhuǎn)動的折角圓球73。

如圖8、10所示，端面貼膜機(jī)構(gòu)8包括對稱設(shè)置在鋰離子電池1兩端的端面貼膜氣缸81，所述端面貼膜氣缸81的活塞端平行固設(shè)有兩頂桿82，所述頂桿82的端部固設(shè)有套筒83，所述套筒83內(nèi)套設(shè)的自由轉(zhuǎn)動的端圓桿84。

如圖8、11所示，側(cè)夾持機(jī)構(gòu)9包括對稱設(shè)置在鋰離子電池1兩端的側(cè)夾持氣缸91，所述側(cè)夾持氣缸91的活塞端固定設(shè)有側(cè)移機(jī)95，所述側(cè)移機(jī)95包括沿其箱體頂端面上的夾爪滑槽94異向移動的兩個活塞桿92，所述活塞桿92的端部固設(shè)有夾爪93。

本發(fā)明的工作過程為：

1、待包膜的鋰離子電池隨進(jìn)料傳送帶運(yùn)動，隨環(huán)形循環(huán)鏈間歇運(yùn)動的端夾持裝置運(yùn)動到夾持工位后開始動作，其頂推氣缸驅(qū)動夾持氣缸上升，兩兩相對的夾持氣缸同時動作而夾緊鋰離子電池。

2、端夾持裝置夾持住電池并將其送入大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)，絕緣膜卷芯上的絕緣膜穿過張力輥拉伸并繃緊，從而使絕緣膜保持一定張力；隨著端夾持裝置的繼續(xù)移動，張力輥拉動絕緣膜從絕緣膜卷芯上松開，再通過貼膜輥將絕緣膜粘貼在鋰離子電池的大側(cè)面，由于貼膜輥與電池表面相切、且繞自身中心軸線轉(zhuǎn)動，從而通過貼膜輥的滾動式擠壓，將絕緣膜與電池端面之間的空氣，使絕緣膜粘貼的更充分；則完成電池上、下大側(cè)面的貼膜，此時電池的上、下大側(cè)面絕緣膜仍為連續(xù)狀態(tài)。

3、端夾持裝置繼續(xù)帶動電池經(jīng)過激光切割器，將兩兩鋰離子電池之間的絕緣膜進(jìn)行切割，則電池的上、下大側(cè)面絕緣膜均為等距片段狀態(tài)。

4、端夾持裝置繼續(xù)帶動電池經(jīng)過小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)，則對稱位于鋰離子電池上、下方的小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)的垂直氣缸先后動作，通過驅(qū)動其支架板伸出而使側(cè)圓桿沿著鋰離子電池的小側(cè)面移動，將切割后位于鋰離子電池小側(cè)面兩側(cè)的絕緣膜向中間折后粘貼在電池的小側(cè)面上；此處不限定兩垂直氣缸運(yùn)動的先后順序。

5、鋰離子電池被夾持到折角機(jī)構(gòu)，折角氣缸驅(qū)動折角桿伸長運(yùn)動，促使安裝在折角桿端部的折角圓球插入到相鄰鋰離子電池的間隙中，然后側(cè)移器控制兩折角桿沿折角滑槽做相向運(yùn)動，則折角圓球沿著鋰離子電池的端部向中間運(yùn)行，因其與電池端面相切轉(zhuǎn)動而將位于鋰離子電池端部的小側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部。

6、當(dāng)折角機(jī)構(gòu)恢復(fù)到初始狀態(tài)后，端夾持裝置再將電池送入端面貼膜機(jī)構(gòu)。側(cè)夾持機(jī)構(gòu)中的側(cè)夾持氣缸動作，驅(qū)使夾爪伸長而插入到相鄰鋰離子電池的間隙中，側(cè)移機(jī)驅(qū)動先頂桿帶動夾爪在夾爪滑槽相向移動，而夾緊鋰離子電池；然后松開端夾持裝置并回位，則此時端面貼膜機(jī)構(gòu)中的端面貼膜氣缸工作，驅(qū)使端圓桿伸長并繞著套筒轉(zhuǎn)動，從而將位于鋰離子電池端部的大側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部，并排空絕緣膜中的空氣，使粘貼的更牢固；本步驟中也不限定兩個端面貼膜氣缸運(yùn)動的先后順序。

7、端面貼膜機(jī)構(gòu)回位后，端夾持裝置再夾持住鋰離子電池的兩端，然后側(cè)夾持機(jī)構(gòu)松開、回位，最后由端夾持裝置將鋰離子電池送到下料傳送帶上，完成一個電池的包膜工作。

然后夾持裝置恢復(fù)初始狀態(tài)并沿著環(huán)形循環(huán)鏈進(jìn)行循環(huán)作業(yè)。

如圖1所示，本發(fā)明的包膜方法，鋰離子電池1的上、下大側(cè)面首先接觸絕緣膜2帶有粘性的一側(cè)，然后依次進(jìn)行小側(cè)面貼膜、端面折角，最后再進(jìn)行端面貼膜，從而完成整個包膜流程。

一種鋰離子電池的快速包膜方法，其包括以下步驟：

（1）將待包膜的鋰離子電池1放到進(jìn)料傳送帶3上，設(shè)置在環(huán)形循環(huán)鏈11上端夾持裝置10依次將鋰離子電池1的兩端部夾持住并送入大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)4中；

（2）大側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)4將絕緣膜卷芯12上的絕緣膜2連續(xù)地粘貼到鋰離子電池1的大側(cè)面；

（3）環(huán)形循環(huán)鏈11繼續(xù)前進(jìn)，端夾持裝置10帶動鋰離子電池1經(jīng)過激光切割器5時，激光切割器5對兩兩電池之間的絕緣膜進(jìn)行切割，使電池的上、下大側(cè)面上的絕緣膜為等距片段狀態(tài)；

（4）端夾持裝置10帶動鋰離子電池1到達(dá)小側(cè)面貼膜機(jī)構(gòu)6，其將切割后位于鋰離子電池小側(cè)面兩側(cè)的絕緣膜向中間折后粘貼在電池的小側(cè)面上；

（5）端夾持裝置10帶動鋰離子電池1到達(dá)折角機(jī)構(gòu)7，其將位于鋰離子電池端部的小側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（6）端夾持裝置10帶動鋰離子電池1到達(dá)端面貼膜機(jī)構(gòu)8，側(cè)夾持機(jī)構(gòu)9先夾持住鋰離子電池1的兩小側(cè)面，端夾持裝置10松開電池后，端面貼膜機(jī)構(gòu)8將位于鋰離子電池端部的大側(cè)面?zhèn)鹊慕^緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（7）端面貼膜機(jī)構(gòu)8回位后，端夾持裝置10夾持住鋰離子電池1的兩端，側(cè)夾持機(jī)構(gòu)9松開，最后由端夾持裝置10將鋰離子電池1送到下料傳送帶13上，完成一個電池的包膜工作。

本發(fā)明能夠方便的實(shí)現(xiàn)電池連續(xù)、高效包膜，無需機(jī)械式的往復(fù)拉膜運(yùn)動，而且各工位銜接緊密，夾持裝置可循環(huán)利用，因此不會產(chǎn)生包膜等待時間，大大提高了生產(chǎn)效率，并具有良好的操作性、安全性。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。