(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201820930167.1
(22)申请日 2018.06.15
(73)专利权人 合肥国轩高科动力能源有限公司
地址 230000 安徽省合肥市新站区岱河路
599号
(72)发明人 高冲
(74)专利代理机构 合肥市长远专利代理事务所
(普通合伙) 34119
代理人 傅磊
(51)Int.Cl.
H01M 10/058(2010.01)
(54)实用新型名称
(57)摘要
本公开提出的一种锂电池的合芯装置，包
杆均转动安装在立柱上并对称设置，合芯杆的中
工位；压盖组件包括两个下压气缸、两个行程气
缸、支撑板和支撑柱。本公开能够应用于电池蝴
蝶焊接后的合芯工序，通过电芯定位、盖板压紧、
同步合芯功能，可有效提高制造效率及质量，并
且有效避免了由于合芯导致极耳断裂、电芯短路
报废的风险。该合芯装置布局紧凑、结构简单合
理，即使在长期使用后仍具有良好的性能表现，
可有效降低电池制造成本，提高电池制造企业的
竞争力。权利要求书1页 说明书3页 附图5页CN 208368654 U 2019.01.11
C N 208368654
U
1.一种锂电池的合芯装置，其特征在于，包括：底板(10)、合芯组件(20)和压盖组件
(30)；
合芯组件(20)包括立柱(201)和两个合芯杆(202)；立柱(201)安装在底板(10)上，两个合芯杆(202)均转动安装在立柱(201)上并对称设置，合芯杆(202)的中部朝向另一个合芯杆(202)突出形成用于安放电芯(401)的工位；工位的前端设有前固定板(2021)，工位的一侧设有侧固定板(2022)，工位相对于前固定板(2021)的一侧设有后推板(20231)，工位相对于侧固定板(2022)的一侧设有侧推板(20241)，前固定板(2021)和侧固定板(2022)固定安装在合芯杆(202)上，后推板(20231)和侧推板(20241)相对于合芯杆(202)滑动安装；前固定板(2021)、侧固定板(2022)、后推板(20231)和侧推板(20241)形成用于固定工位上电芯(401)的调节框架；
压盖组件(30)包括两个下压气缸(302)、两个行程气缸(303)、支撑板(304)和支撑柱(305)；支撑柱(305)和两个行程气缸(303)均安装在底板(10)上，支撑板(304)安装在支撑柱(305)上，支撑板(304)的上表面设有用于安置盖板(405)的凹槽；两个行程气缸(303)位于支撑柱(305)相对的两侧，两个下压气缸(302)分别安装在两个行程气缸(303)上；各下压气缸(302)分别连接有一个压板(301)，压板(301)平行于支撑板(304)设置并位于支撑板(304)上方；行程气缸(303)用于驱动对应的压板(301)在平行于凹槽(3041)的直线方向上运动，下压气缸(302)用于驱动压板(301)在垂直于支撑板(304)的直线上运动；
两个合芯杆(202)转动过程中，该锂电池的合芯装置设有初始状态和合芯状态，初始状态下，两个合芯杆
(202)展开，两个合芯杆(202)上的工位和支撑板(304)位于同一平面上，支撑板(304)位于两个合芯杆(202)之间；合芯状态下，两个合芯杆(202)转动到垂直面上并重合。
2.如权利要求1所述的锂电池的合芯装置，其特征在于，合芯组件(20)还包括啮合齿轮(203)和传动电机(204)，啮合齿轮(203)由相啮合的第一齿轮和第二齿轮组成，第一齿轮和第二齿轮均安装在立柱(201)上并分别与两个合芯杆(202)同轴设置，两个合芯杆(202)分别跟随第一齿轮和第二齿轮转动；传动电机(204)与第一齿轮连接用于驱动第一齿轮转动。 3.如权利要求2所述的锂电池的合芯装置，其特征在于，啮合齿轮(203)安装在立柱(201)远离合芯杆(202)的一侧。
4.如权利要求1所述的锂电池的合芯装置，其特征在于，后推板(20231)连接有后推气缸(20232)，后推板(20231)和后推气缸(20232)组成后推组件(2023)；侧推板(20241)连接有侧推气缸(20242)，侧推板(20241)和侧推气缸(20242)组成侧推组件(2024)。
5.如权利要求1所述的锂电池的合芯装置，其特征在于，包括两个立柱(201)，两个立柱(201)相对设置在合芯杆(202)的两端，每一个合芯杆(202)的两端均与一个立柱(201)铰接。
权 利 要 求 书1/1页CN 208368654 U
一种锂电池的合芯装置
技术领域
[0001]本公开涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池的合芯装置。
背景技术
[0002]目前锂离子电池的电芯组装工艺如下：A、B卷芯的极耳分别利用超声波焊接机进行预焊；A、B卷芯配对后再利用超声焊接机将极耳、垫片、连接片焊接在一起；把垫片和盖板利用激光焊接机焊接在一起；A、B卷芯再进行合芯包胶作业。此工艺也被称为蝴蝶焊。[0003]实际生产中，由于制造复杂，各工序之间涉及诸多工位流转，合芯的一致性较差，极耳在合芯过程中易撕裂，而且合芯的对齐度也很难保证，这在一定程度上会对电池品质造成影响。
实用新型内容
[0004]基于背景技术存在的技术问题，本公开提出了一种锂电池的合芯装置。
[0005]本公开提出的一种锂电池的合芯装置，包括：底板、合芯组件和压盖组件；[0006]合芯组件包括立柱和两个合芯杆；立柱安装在底板上，两个合芯杆均转动安装在立柱上并对称设置，合芯杆的中部朝
向另一个合芯杆突出形成用于安放电芯的工位；工位的前端设有前固定板，工位的一侧设有侧固定板，工位相对于前固定板的一侧设有后推板，工位相对于侧固定板的一侧设有侧推板，前固定板和侧固定板固定安装在合芯杆上，后推板和侧推板相对于合芯杆滑动安装；前固定板、侧固定板、后推板和侧推板形成用于固定工位上电芯的调节框架；
[0007]压盖组件包括两个下压气缸、两个行程气缸、支撑板和支撑柱；支撑柱和两个行程气缸均安装在底板上，支撑板安装在支撑柱上，支撑板的上表面设有用于安置盖板的凹槽；两个行程气缸位于支撑柱相对的两侧，两个下压气缸分别安装在两个行程气缸上；各下压气缸分别连接有一个压板，压板平行于支撑板设置并位于支撑板上方；行程气缸用于驱动对应的压板在平行于凹槽的直线方向上运动，下压气缸用于驱动压板在垂直于支撑板的直线上运动；
[0008]两个合芯杆转动过程中，该锂电池的合芯装置设有初始状态和合芯状态，初始状态下，两个合芯杆展开，两个合芯杆上的工位和支撑板位于同一平面上，支撑板位于两个合芯杆之间；合芯状态下，两个合芯杆转动到垂直面上并重合。
[0009]优选地，合芯组件还包括啮合齿轮和传动电机，啮合齿轮由相啮合的第一齿轮和第二齿轮组成，第一齿轮和第二齿轮均安装在立柱上并分别与两个合芯杆同轴设置，两个合芯杆分别跟随第一齿轮和第二齿轮转动；传动电机与第一齿轮连接用于驱动第一齿轮转动。
[0010]优选地，啮合齿轮安装在立柱远离合芯杆的一侧。
[0011]优选地，后推板连接有后推气缸，后推板和后推气缸组成后推组件；侧推板连接有侧推气缸，侧推板和侧推气缸组成侧推组件。
[0012]优选地，包括两个立柱，两个立柱相对设置在合芯杆的两端，每一个合芯杆的两端均与一个立柱铰接。
[0013]本公开能够应用于电池蝴蝶焊接后的合芯工序，通过电芯定位、盖板压紧、同步合芯功能，可有效提高制造效率及质量，并且有效避免了由于合芯导致极耳断裂、电芯短路报废的风险。该合芯装置布局紧凑、结构简单合理，即使在长期使用后仍具有良好的性能表现，可有效降低电池制造成本，提高电池制造企业的竞争力。
附图说明
[0014]图1是本装置的整体结构示意图；
[0015]图2是电芯组件的结构示意图；
[0016]图3是合芯组件的正面结构示意图；
[0017]图4是合芯组件的背面结构示意图；
[0018]图5是压盖组件的结构示意图。
[0019]图6为另一种合芯组件的正面结构示意图。
具体实施方式
[0020]参照图1，本公开提出的一种锂电池的合芯装置，包括：底板10、合芯组件20和压盖组件30。
[0021]合芯组件20包括立柱201和两个合芯杆202。立柱201安装在底板10上，两个合芯杆202均转动安装在立柱201上并对称设置，合芯杆202的中部朝向另一个合芯杆202突出形成用于安放电芯401的工位。两个合芯杆202转动过程中，可实现水平展开铺设，也可实现垂直重合，水平展开时，方便对焊接完成的电芯组件40进行定位；电芯组件40安装定位后，转动两个合芯杆202到垂直重合的位置，便可对电芯组件40进行合芯。工位的前端设有前固定板2021，工位的一侧设有侧固定板2022，工位相对于前固定板2021的一侧设有后推板20231，工位相对于侧固定板2022的一侧设有侧推板20241，前固定板2021和侧固定板2022固定安装在合芯杆202上，后推板20231和侧推板20241相对于合芯杆202滑动安装。前固定板2021、侧固定板2022、后推板20231和侧推板20241形成用于固定工位上电芯401的调节框架。如此，在安装电芯组件40时，通过调节框架可对电芯401进行固定。
[0022]具体的，本实施方式中，两个合芯杆202对称设置是为了保证工位的对称，从而保证电芯组件40安装固定后两个电芯401的对称设置。调节框架作为固定电芯401的框架，在不影响电芯401安装位置的前提下，两个合芯杆202上的调节框架可以相同如图6所示，也可以不同如图3所示。
[0023]本实施方式中，合芯组件20还包括啮合齿轮203和传动电机204，啮合齿轮203由相啮合的第一齿轮和第二齿轮组成，第一齿轮和第二齿轮均安装在立柱201上并分别与两个合芯杆202同轴设置，两个合芯杆202分别跟随第一齿轮和第二齿轮转动。传动电机204与第一齿轮连接用于驱动第一齿轮转动，第一齿轮转动时带动第二齿轮转动，两个合芯杆202分别跟随第一齿轮和第二齿轮转动。如此，传动电机204可通过啮合齿轮203自动驱动两个合芯杆202合芯。啮合齿轮203安装在立柱201远离合芯杆202的一侧，以方便传动电机204连接第一齿轮。
[0024]本实施方式中，包括两个立柱201，两个立柱201相对设置在合芯杆202的两端，每一个合芯杆202的两端均与一个立柱201铰接，啮合齿轮203安装在其中一个立柱201上。两个立柱201的设置，有利于保证合芯杆202的安装稳定。
[0025]本实施方式中，后推板20231连接有后推气缸20232，后推板20231和后推气缸20232组成后推组件。侧推板20241连接有侧推气缸20242，侧推板20241和侧推气缸20242组成侧推组件。如此，通过后推气缸20232可自动驱动后推板20231，通过侧推气缸20242可自动驱动侧推板20241，从而提高该合芯装置的自动化程度，降低操作难度。
[0026]压盖组件30包括两个下压气缸302、两个行程气缸303、支撑板304和支撑柱305。支撑柱305和两个行程气缸303均安装在底板10上，支撑板304安装在支撑柱305上并位于水平展开状态下的合芯组件20的两个工位之间，支撑板304的上表面设有用于安置电芯组件40的盖板405的凹槽。两个行程气缸303位于支撑柱305相对的两侧，两个下压气缸302分别安装在两个行程气缸303上。各下压气缸302分别连接有一个压板301，压板301平行于支撑板304设置并位于支撑板304上方。行程气缸303用于驱动对应的压板301在平行于凹槽3041的直线方向上运动，下压气缸302用于驱动压板301在垂直于支撑板304的直线上运动。[0027]该合芯装置用于将现有技术中的蝴蝶焊的电芯组件40进行合芯。该电芯组件40由对称焊接在盖板405上的两个电芯401组成，具体的，电芯组件40中，盖板405上焊接有分别对应电芯401两个极耳402的两个连接片403，两个电芯401对称设置在盖板405两侧，电芯401的两个极耳402分别焊接在两个连接片403上，极耳402相对于连接片403的一侧还焊接有垫片404。
[0028]两个合芯杆202转动过程中，该锂电池的合芯装置设有初始状态和合芯状态，初始状态下，两个合芯杆202展开，两个合芯杆202上的工位和支撑板304位于同一平面上，支撑板304位于两个合芯杆202之间。此时，将电芯组件40安装在合芯装置上，电芯组件40中的盖板405位于支撑板304上的凹槽3041中，并通过行程气缸303和下压气缸302驱动压板301固定盖板405。两个电芯401分别位于两个合芯杆202上的工位中，且通过合芯杆202上的前固定板2021、侧固定板2022、后推板20231和侧推板20241组成的调节框架对电芯401进行固定。
[0029]合芯状态下，两个合芯杆202转动到垂直面上并重合，从而带动电芯组件40中的两个电芯401合芯。
[0030]具体的，本公开中的合芯装置工作过程如下：
[0031]初始状态下，两合芯杆202展平。首先将电芯组件40放到合芯杆202上的工位上，后推气缸20232、侧推气缸20242动作，电芯401在后推板20231、侧推板20241、前固定板2021、侧固定板2022的作用下实现定位。然后压盖组件30动作，行程气缸303驱动两下压气缸302相向运动，此时的下压气缸302再驱动压板301压紧卡在定位凹槽3041中的压板301。合芯组件20中的传动电机204驱动两啮合齿轮203转动，进而驱动两合芯杆202合并，从而完成合芯动作。下料机械手将合芯的电芯组件40转移至后端工位后，合芯组件20、压盖组件30分别恢复到初始状态。
[0032]以上所述，仅为本公开涉及的较佳的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，根据本公开的技术方案及其公开构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本公开的保护范围之内。
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