電芯制作裝置及電芯制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電芯的生產(chǎn)裝置，特別涉及一種電芯制作裝置及電芯制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池作為清潔能源的一種，由于其具有電壓高，循環(huán)充放電壽命長，對環(huán)境污染小和自放電率低等諸多優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品上，如智能手機(jī)，筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)和便捷式小型電器等。
[0003]鋰離子電池的主要結(jié)構(gòu)包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的鋰離子電芯。通常鋰離子電芯是利用卷繞裝置將電芯材料，例如正極片、上隔膜、負(fù)極片和下隔膜卷繞成圓筒形的電芯，然后利用切斷裝置對電芯材料進(jìn)行切斷，再利用貼膠裝置在圓筒形的電芯表面貼膠，之后通過人工操持工具手動將圓筒形的電芯夾扁形成方型鋰離子電芯。然而，現(xiàn)有的卷繞裝置由于自身的結(jié)構(gòu)限制，無法實現(xiàn)卷針軸的擺動，電芯的卷繞以及電芯卷繞成型之后的剪切和貼膠操作均在同一個位置進(jìn)行，使得整個電芯的制作工藝較為不便，不能方便地實現(xiàn)鋰離子電芯的機(jī)械化全自動卷繞制作和剪切、貼膠及夾扁操作，鋰離子電芯的制作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供了一種電芯制作裝置，能方便地實現(xiàn)電芯的機(jī)械化全自動卷繞制作和剪切、貼膠及夾扁操作，并且電芯的制作效率高。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于，提供了一種電芯制作方法，能方便地實現(xiàn)電芯的機(jī)械化全自動卷繞制作和剪切、貼膠及夾扁操作，并且電芯的制作效率高。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0007]一種電芯制作裝置，用于將電芯材料制作成電芯，其特征在于，電芯制作裝置包括電芯卷繞機(jī)構(gòu)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、剪切裁斷機(jī)構(gòu)、貼膠機(jī)構(gòu)和電芯夾扁機(jī)構(gòu)。電芯卷繞機(jī)構(gòu)包括第一卷針軸、第二卷針軸和第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，第一卷針軸與第二卷針軸同軸且相對設(shè)置，第一卷針軸和第二卷針軸能同步轉(zhuǎn)動，并且能相互靠近運動或者相互遠(yuǎn)離運動，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)可驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸朝向靠近進(jìn)料機(jī)構(gòu)的方向擺動，在第一卷針軸與第二卷針軸卷繞電芯材料之后，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)可驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸朝向靠近剪切裁斷機(jī)構(gòu)和貼膠機(jī)構(gòu)的方向擺動回位，在第一卷針軸與第二卷針軸將電芯材料卷繞成圓筒形的電芯之后，剪切裁斷機(jī)構(gòu)對連接在圓筒形的電芯上的電芯材料進(jìn)行剪斷，貼膠機(jī)構(gòu)對剪斷電芯材料后的圓筒形的電芯進(jìn)行貼膠，電芯夾扁機(jī)構(gòu)對貼膠后的圓筒形的電芯進(jìn)行夾扁。
[0008]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述電芯卷繞機(jī)構(gòu)還包括傳動軸部、第一連接板和第二連接板。第一卷針軸連接在第一連接板的一端，第二卷針軸連接在第二連接板的一端，傳動軸部連接在第一連接板的另一端與第二連接板的另一端之間，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)與第一連接板或者第二連接板連接并且能驅(qū)使第一卷針軸、第二卷針軸、第一連接板和第二連接板一起繞著傳動軸部的軸線方向往復(fù)擺動。
[0009]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述傳動軸部包括支撐座、傳動軸套和驅(qū)動桿。支撐座固定設(shè)置，傳動軸套穿設(shè)在支撐座內(nèi)且傳動軸套的兩端分別位于支撐座之外，傳動軸套能繞著傳動軸部的軸線方向在支撐座內(nèi)轉(zhuǎn)動，第一連接板和第二連接板位于支撐座的兩側(cè)并分別連接于傳動軸套的兩端，驅(qū)動桿穿設(shè)在傳動軸套內(nèi)，并能沿著傳動軸部的軸線方向運動。
[0010]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述電芯卷繞機(jī)構(gòu)還包括擺臂組件，擺臂組件的一端與第二卷針軸連接，擺臂組件的另一端與驅(qū)動桿連接，擺臂組件包括擺臂、轉(zhuǎn)換塊、第一推針輪和第二推針輪，擺臂的中部鉸接在轉(zhuǎn)換塊上，轉(zhuǎn)換塊固定連接在第二連接板上，第一推針輪和第二推針輪可活動的鉸接于擺臂的兩端，且第一推針輪與驅(qū)動桿連接，第二推針輪與第二卷針軸連接。
[0011]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述電芯卷繞機(jī)構(gòu)還包括第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)。第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)與第一卷針軸連接，第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過傳動軸部和擺臂組件與第二卷針軸連接，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)能驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸相互靠近運動或者相互遠(yuǎn)離運動。第四驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括連接軸部和多個傳動組件，連接軸部連接第一連接板和第二連接板，多個傳動組件能驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸同步轉(zhuǎn)動。
[0012]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述電芯夾扁機(jī)構(gòu)包括安裝座以及安裝在安裝座上的驅(qū)動部和夾持組件。夾持組件包括第一夾臂、第二夾臂和轉(zhuǎn)換部，第一夾臂和第二夾臂的中部鉸接在安裝座上，第一夾臂和第二夾臂各自具有第一端部和第二端部，第一夾臂的第一端部和第二夾臂的第一端部鉸接于轉(zhuǎn)換部，驅(qū)動部作用于轉(zhuǎn)換部，并驅(qū)使第一夾臂的第二端部和第二夾臂的第二端部相互靠攏。
[0013]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述電芯制作裝置上設(shè)有旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂的一端鉸接連接在安裝座上，并能帶動安裝座向著靠近或者遠(yuǎn)離電芯卷繞機(jī)構(gòu)的方向轉(zhuǎn)動。
[0014]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述驅(qū)動部包括第一氣缸和第二氣缸，第一氣缸驅(qū)使第一夾臂和第二夾臂相互靠攏的夾持狀態(tài)為第一夾持狀態(tài)，第二氣缸驅(qū)使第一夾臂和第二夾臂相互靠攏的夾持狀態(tài)第二夾持狀態(tài)，第一夾持狀態(tài)下第一夾臂的第二端部和第二夾臂的第二端部之間的距離大于第二夾持狀態(tài)下第一夾臂的第二端部和第二夾臂的第二端部之間的距離。
[0015]在本發(fā)明的較佳實施例中，上述轉(zhuǎn)換部包括第一連接片、第二連接片、連接銷軸、第一受力部和第二受力部。第一連接片的一端鉸接于第一夾臂，第一連接片的另一端鉸接于連接銷軸，第二連接片的一端鉸接于第二夾臂，第二連接片的另一端鉸接于連接銷軸，第一受力部和第二受力部連接在連接銷軸上，第一氣缸作用于第一受力部，第二氣缸作用于第二受力部。
[0016]一種電芯制作方法，該電芯制作方法利用上述的電芯制作裝置，并包括如下步驟:
[0017]利用電芯卷繞機(jī)構(gòu)的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)使第一卷針軸與第二卷針軸朝向靠近進(jìn)料機(jī)構(gòu)的方向擺動；
[0018]驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸相互靠近運動，使進(jìn)料機(jī)構(gòu)傳送來的電芯材料處于第一卷針軸的第一卷針和第二卷針軸的第二卷針之間；
[0019]驅(qū)使第一卷針軸的第一卷針和第二卷針軸的第二卷針進(jìn)行初步的同步轉(zhuǎn)動，利用第一卷針軸的第一卷針與第二卷針軸的第二卷針初步卷繞電芯材料；
[0020]利用電芯卷繞機(jī)構(gòu)的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)使第一卷針軸與第二卷針軸朝向靠近剪切裁斷機(jī)構(gòu)和貼膠機(jī)構(gòu)的方向擺動；
[0021]驅(qū)使第一卷針軸的第一卷針和第二卷針軸的第二卷針進(jìn)行再一次同步轉(zhuǎn)動，利用第一卷針軸的第一卷針與第二卷針軸的第二卷針將電芯材料卷繞成圓筒形的電芯；
[0022]利用剪切裁斷機(jī)構(gòu)將與卷繞成型的電芯連接的電芯材料進(jìn)行剪斷；
[0023]利用貼膠機(jī)構(gòu)在剪切后的電芯上進(jìn)行貼膠；
[0024]利用電芯夾扁機(jī)構(gòu)夾住貼膠后的電芯；
[0025]驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸相互遠(yuǎn)離運動，使第一卷針軸的第一卷針和第二卷針軸的第二卷針從圓筒形的電芯中抽出；以及
[0026]利用電芯夾扁機(jī)構(gòu)將夾住的電芯夾扁。
[0027]本發(fā)明的電芯制作裝置具有進(jìn)料機(jī)構(gòu)、電芯卷繞機(jī)構(gòu)、剪切裁斷機(jī)構(gòu)、貼膠機(jī)構(gòu)和電芯夾扁機(jī)構(gòu)。電芯卷繞機(jī)構(gòu)具有能驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸擺動的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)。當(dāng)電芯制作裝置制作電芯時，電芯卷繞機(jī)構(gòu)的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸朝向靠近進(jìn)料機(jī)構(gòu)的方向擺動，在第一卷針軸與第二卷針軸卷繞電芯材料之后，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)使第一卷針軸和第二卷針軸朝向靠近剪切裁斷機(jī)構(gòu)和貼膠機(jī)構(gòu)的方向擺動回位，在第一卷針軸與第二卷針軸將電芯材料卷繞成圓筒形的電芯之后，剪切裁斷機(jī)構(gòu)對連接在圓筒形的電芯上的電芯材料進(jìn)行剪斷，貼膠機(jī)構(gòu)對剪斷電芯材料后的圓筒形的電芯進(jìn)行貼膠，電芯夾扁機(jī)構(gòu)夾住貼膠后的圓筒形的電芯，并使第一卷針軸與第二卷針軸的卷繞部從電芯中抽出，然后電芯夾扁機(jī)構(gòu)進(jìn)一步將夾住的圓筒形的電芯夾扁，完成電芯的初步制作。因此，本發(fā)明的電芯制作裝置可實現(xiàn)全機(jī)械自動卷繞和夾扁制作電芯，并且電芯制作效率尚O
[0028]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的電芯制作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2是圖1的電芯制作裝置的電芯卷繞機(jī)構(gòu)擺動后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3是本發(fā)明的電芯卷繞機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4是本發(fā)明的電芯夾扁機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5a是本發(fā)明的夾持組件的夾臂與夾頭的拆分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5b是本發(fā)明的夾持組件的夾臂與夾頭另一視角的拆分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖6是本發(fā)明的電芯夾扁機(jī)構(gòu)第一次夾持狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖7是本發(fā)明的電芯夾扁機(jī)構(gòu)第二次夾持狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的電芯制作裝置及電芯制作方法的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)如下:
[0038]有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過【具體實施方式】的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0039]圖1是本發(fā)明的電芯制作裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的電芯制作裝置的電芯卷繞機(jī)構(gòu)擺動后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，本實施例中的電芯制作裝置10用于制作電芯，特別適于制作方形的鋰離子電芯，但并不以此為限，電芯制作裝置10還可用于制作同類型電池的電芯、電容器素子以及引線型、極耳型的超級電容和引線型、導(dǎo)箔條型的鋁電解電容器等。電芯制作裝置10包括電芯卷繞機(jī)構(gòu)100、進(jìn)料機(jī)構(gòu)200、剪切裁斷機(jī)構(gòu)300、貼膠機(jī)構(gòu)400、電芯夾扁機(jī)構(gòu)500和檢測排料機(jī)構(gòu)600。
[0040]如圖1和圖2所示，進(jìn)料機(jī)構(gòu)200包括四個送料軸210，每個送料軸210上均纏繞有電芯材料，例如正極片、上隔膜、負(fù)極片和下隔膜。在本實施例中，進(jìn)料機(jī)構(gòu)200的送料軸210均能伸縮移動，并通過送料軸210的伸縮移動，使設(shè)置在送料軸210上的電芯材料不會偏離規(guī)定的傳送方向。值得一提的是，每個送料軸210的上方設(shè)有光電感應(yīng)器件(圖未示)，用于監(jiān)測電芯材料是否發(fā)生偏移，當(dāng)光電感應(yīng)器件監(jiān)測到電芯材料發(fā)生偏移時，通過控制送料軸210的伸縮移動，從而糾正發(fā)生偏移的電芯材料；具體地，例如當(dāng)光電感應(yīng)器件監(jiān)測電芯材料向內(nèi)發(fā)生偏移時，送料軸210則配合向外伸出；當(dāng)光電感應(yīng)器件監(jiān)測電芯材料向外發(fā)生偏移時，送料軸210則配合向內(nèi)縮進(jìn)，保證電芯材料能按照規(guī)定的方向和位置向電芯卷繞機(jī)構(gòu)100傳送。當(dāng)光電感應(yīng)器件監(jiān)測到電芯材料沒有發(fā)生偏移時，送料軸210不發(fā)生伸縮移動，送料軸210正常傳送電芯材料。進(jìn)料機(jī)構(gòu)200的送料軸210的設(shè)置數(shù)量可根據(jù)實際制作的產(chǎn)品材料多少自由選擇增加或者減少送料軸210，本實施例中只針對方形的鋰離子電芯材料設(shè)置四個送料軸210。進(jìn)料機(jī)構(gòu)200用于將電芯材料傳送至電芯卷繞機(jī)構(gòu)100。電芯卷繞機(jī)構(gòu)100用于將正極片、上隔膜、負(fù)極片和下隔膜卷繞成圓筒形的電芯。剪切裁斷機(jī)構(gòu)300設(shè)置在電芯卷繞機(jī)構(gòu)100的上方，并包括左壓切機(jī)構(gòu)和右壓切機(jī)構(gòu)以及設(shè)置在左壓切機(jī)構(gòu)和右壓切機(jī)構(gòu)之間的剪斷機(jī)構(gòu)。剪切裁斷機(jī)構(gòu)300的左壓切機(jī)構(gòu)