电池注液机构及其软包装锂电池自动化生产线的制作方法

本发明涉及电池生产技术领域，特别是涉及一种电池注液机构及其软包装锂电池自动化生产线。

背景技术：

随着社会不断发展和科技不断进步，机械化、自动化、标准化生产已经逐渐成为发展趋势，并逐步代替传统的手工劳动，为企业的可持续发展注入了新的动力。因此，电池生产企业也需要与时俱进，通过转型升级，大力发展机械自动化设备以代替传统的手工劳动，进而提高企业的生产效益，实现企业的可持续发展。

现有的软包装锂电池一般是用过人工进行生产，配合相应的自动化设备从而对软包装锂电池进行生产制造。这种方式生产不但生产效率低、劳动成本高，而且电池生产质量不高，不能满足大批量的生产制造。

为了实现软包装锂电池的自动化生产，研发工程师需要深入了解各个加工工艺的特性，考虑可能出现的各种问题，不断进行调试，反复改进，才能设计出一套符合企业自身实际的软包装锂电池自动化生产线。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种软包装锂电池自动化生产线，从而提高生产效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电池注液机构，包括：注液固定支撑架、注液升降装置与注液装置，所述注液升降装置安装在所述注液固定支撑架上，所述注液装置安装在所述注液升降装置上；

所述注液升降装置包括：注液升降支架、注液升降驱动部与安装在注液升降支架上的注液定位组件，所述注液升降驱动部固定安装在所述注液固定支撑架上，所述注液升降支架与所述注液升降驱动部驱动连接，所述注液装置安装在所述注液升降支架上；

所述注液定位组件包括：注液升降板、活动设于所述注液升降板上的注液滑动定位块、与所述注液滑动定位块驱动连接的注液滑动气缸与安装在所述注液升降板下方的注液定位部，所述注液升降板上开设有注液活动通槽，所述注液活动通槽上滑动设有注液定位滑块，所述注液定位滑块安装在所述注液滑动定位块上，所述注液升降板上安装有注液升降导向柱，所述注液升降导向柱一端安装在所述注液固定支撑架上，另一端安装在所述注液升降板上；

所述注液定位部包括：第一注液定位夹板、第二注液定位夹板与注液定位调节杆，所述第一注液定位夹板与所述第二注液定位夹板相互对称滑动安装在所述注液升降板下方，所述注液定位调节杆与所述第一注液定位夹板324a及所述第二注液定位夹板螺合并通过所述注液定位调节杆调节使得所述第一注液定位夹板与所述第二注液定位夹板靠近或分开。

作为本发明一种优选的方案，所述注液升降驱动部为升降电机。

作为本发明一种优选的方案，所述所述第一注液定位夹板与所述第二注液定位夹板上均活动安装有多个注液夹紧吸嘴。

作为本发明一种优选的方案，所述注液夹紧吸嘴上安装有夹紧缓冲弹簧。

一种软包装锂电池自动化生产线，包括：上述的电池注液机构、电池上料流水线、电池加工转盘机构、电池静置机构与电池封装机构，所述电池加工转盘机构设于所述电池上料流水线上，所述电池注液机构、所述电池静置机构与所述电池封装机构围绕所述电池加工转盘机构依次设置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的软包装锂电池自动化生产线通过设置电池上料流水线、电池加工转盘机构、电池注液机构、电池静置机构与电池封装机构，并对各个部件进行优化设计，实现软包装锂电池注液加工自动化生产，提高了生产效率，提高了生产合格率。

附图说明

图1为本发明一实施例的软包装锂电池自动化生产线的结构图；

图2为图1所示的电池加工转盘机构、电池注液机构、电池静置机构与电池封装机构的结构图；

图3为图2所示的电池加工转盘机构的结构图；

图4为图3中的A部分的局部放大图；

图5为图3中的电池加工转盘机构的另一视角的结构图；

图6为图2所示的电池注液机构的结构图；

图7为图6所示的电池注液机构的另一视角的结构图；

图8为图7所示的电池注液机构的另一视角的结构图；

图9为图2所示的电池静置机构的结构图；

图10为图2所示的电池封装机构的结构图；

图11为图10所示的电池封装机构的电池封装装置的结构图；

图12为图10中B部分的局部放大图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1与图2所示，一种软包装锂电池自动化生产线10，包括：电池上料流水线100、电池加工转盘机构200、电池注液机构300、电池静置机构400与电池封装机构500，电池加工转盘机构200设于电池上料流水线100上，电池注液机构300、电池静置机构400与电池封装机构500围绕电池加工转盘机构200依次设置。

如图1所示，在本实施例中，电池上料流水线100为直线式流水线，用于将装有电池的电池托盘20运送到电池加工转盘机构200处，通过人工将电池托盘20上的电池上料至电池加工转盘机构200处对应的工位上。进一步的，电池上料流水线100的两端分别设有第一挡板110与第二挡板120，可以使电池托盘20传送整齐的排列在电池上料流水线100一端上，防止电池托盘20掉落在地上。电池上料流水线100沿传送方向上还设有传送限位块130，使得电池托盘20能够沿着传送方向有序的进行传送。通过设置电池上料流水线100进行上料与下料运输操作，从而代替人工的运输方式，从而有效的提高生产效率。

电池加工转盘机构200用于将上料的待加工软包电池转动传送至各个工位上进行加工，从而使每个工位能有序的进行加工操作，节省等待的时间，提高工作效率。

电池注液机构300用于对电池加工转盘机构200上的软包电池进行自动注液加工，完成注液加工的软包电池通过电池加工转盘机构200转动至下一工位。

电池静置机构400用于对完成注液的软包电池进行真空静置与氮气加压下液处理，完成加工后通过电池加工转盘机构200转动至下一工位。

电池封装机构500用于对完成静置处理的软包电池进行真空封装，从而完成软包电池的生产加工。完成后通过电池加工转盘机构200转动至原位，通过人工下料的方式将加工好的电池搬运至电池上料流水线100上进行出料操作。

如3图所示，对电池加工转盘机构200进行说明：

电池加工转盘机构200包括：换位转动盘210、安装在换位转动盘210上的电池安装装置220及与换位转动盘210驱动连接的转盘驱动装置230。人工将电池托盘20上的软包电池安装在电池安装装置220上，换位转动盘210通过转盘驱动装置230驱动进行转动，从而将电池安装装置220上的软包电池转动到电池注液机构300处进行注液加工，完成注液加工后，换位转动盘210将电池安装装置220转动到电池静置机构400进行电子静置工艺处理，完成静置处理后，换位转动盘210将电池安装装置220转动到电池封装机构500处进行封装处理，完成封装处理后再转动到原位，通过人工将加工好的软包电池下料至电池上料流水线100上进行下料。

在本实施例中，电池安装装置220设有四个且采用四等分的方式固定安装在位转动盘210上，分别对应电池上料流水线100的上料位置、电池注液机构300的加工位置、电池静置机构400的加工位置与电池封装机构500的加工位置，通过换位转动盘210转动从而使得更个工位能够不间断的进加工生产操作，有效的将等待时间利用，使得生产效率更高。

电池安装装置220包括：电池安装治具221、定位轴套222、缓冲弹性件223与定位导块224，电池安装治具221通过定位轴套222活动安装在换位转动盘210上，缓冲弹性件223套接在定位轴套222上并与电池安装治具221抵接，定位导块224的一端安装在电池安装治具221上并活动穿设于换位转动盘210。在本实施例中，缓冲弹性件223为弹簧。

具体的，定位轴套222设有3个，分别设置在电池安装治具221的两端与中间位置，定位导块224设有2个，分别设有两个定位轴套222之间。

要说明的是，当电池安装治具221在进行注液、静置或封装加工的时候，在压力在作用下电池安装治具221会沿着定位轴套222向下运动，缓冲弹性件223起到缓冲与弹性复位的作用，减少电池安装治具221收到的伤害。定位导块224在电池安装治具221向下运动的过程中起到导向的作用，保证电池安装治具221在下降运动时候不会发生偏移，从而保证加工的精确性。

进一步的，定位导块224上开设有定位导向通槽224a，一方面可以减轻定位导块224的重量，从而减少电池安装治具221受到的符合，另一方面可以减少定位导块224与换位转动盘210的接触面积，从而减少摩擦力，导向运动更加顺畅。电池安装治具221上开设有用于安装定位电池的电池安放槽221a。

如图5所示，在本实施例，换位转动盘210正下方设有缓冲定位台240，缓冲定位台240设有3个且分别设于与电池注液机构300、电池静置机构400及电池封装机构500对应的位置下方，安装在电池安装治具221上的定位轴套222与定位导块224分别与缓冲定位台240的台面接触或脱落。

要说明的是，当电池安装治具221收到压力进向下运动时，安装在电池安装治具221上的定位轴套222与定位导块224分别与缓冲定位台240的台面接触，缓冲定位台240起到支撑力的作用，使得设备在加工作业的时候能保持换位转动盘210的平行度，也防止电池安装治具221在加工时不能与各工位紧密贴合。

进一步的，换位转动盘210靠近电池上料流水线100的一侧上设有转动盘限位台250，转动盘限位台250上开设有与换位转动盘210相互配合的转动盘限位凹槽251，通过在转动盘限位台250设置转动盘限位凹槽251能使换位转动盘210在转动过程中能够保持转动稳定，防止体积较大转动发生位置偏移，同时也解决了转动发生偏移带来的安全隐患。

请再次参照图1，转盘驱动装置230包括：转盘驱动部231、转盘驱动同步带232与转盘驱动分度器233，转盘驱动部231通过转盘驱动同步带232与转盘驱动分度器233驱动连接，转盘驱动分度器233与换位转动盘210驱动连接。在本实施例中，转盘驱动部231为驱动电机，转盘驱动分度器233为凸轮分割器。

要说明的是，换位转动盘210在转盘驱动分度器233的驱动下进行转动，从而进行间歇转动运动。由于转盘驱动分度器233为凸轮分割器，凸轮分割器为纯机械传动，并工作在全密封的油箱中，所以它具有高精度、高寿命、体积小、噪音低、高速性能好、寿命长等显著特点，使得换位转动盘210转动运动精度高。

如6图所示，对电池注液机构300进行说明：

电池注液机构300包括：注液固定支撑架310、注液升降装置320与注液装置330，注液升降装置320安装在注液固定支撑架310上，注液装置330安装在注液升降装置320上。

注液升降装置320包括：注液升降支架321、注液升降驱动部323与安装在注液升降支架321上的注液定位组件322，注液升降驱动部323固定安装在注液固定支撑架310上，注液升降支架321与注液升降驱动部323驱动连接，注液装置330安装在注液升降支架321上。在本实施中，注液升降驱动部323为升降电机。注液升降驱动部323驱动注液升降支架321进行升降运动，从而使安装在注液升降支架321上的注液定位组件322与注液装置330靠近或远离换位转动盘210。

如图7所示，进一步的，注液定位组件322包括：注液升降板322a、活动设于注液升降板322a上的注液滑动定位块322b、与注液滑动定位块322b驱动连接的注液滑动气缸322c与安装在注液升降板322a下方的注液定位部324，注液升降板322a上开设有注液活动通槽322d，注液活动通槽322d上滑动设有注液定位滑块322e，注液定位滑块322e安装在注液滑动定位块322b上，注液升降板322a上安装有注液升降导向柱322f，注液升降导向柱322f一端安装在注液固定支撑架310上，另一端安装在注液升降板322a上。注液升降导向柱322f起到升降导向作用，使得注液升降板322a在进行升降运动时更加平稳。

如图8所示，注液定位部324包括：第一注液定位夹板324a、第二注液定位夹板324b与注液定位调节杆324c，第一注液定位夹板324a与第二注液定位夹板324b相互对称滑动安装在注液升降板322a下方，注液定位调节杆324c与第一注液定位夹板324a及第二注液定位夹板324b螺合并通过注液定位调节杆324c调节使得第一注液定位夹板324a与第二注液定位夹板324b靠近或分开。第一注液定位夹板324a与第二注液定位夹板324b上均活动安装有多个注液夹紧吸嘴324d，注液夹紧吸嘴324d上安装有夹紧缓冲弹簧324e。

注液装置330包括：注液针管331、针管固定板332与针管固定板驱动部333，注液针管331安装在针管固定板332上，针管固定板332与针管固定板驱动部333驱动连接。注液针管331穿设于注液活动通槽322d并通过第一注液定位夹板324a与第二注液定位夹板324b上的注液夹紧吸嘴324d进行夹紧固定。

电池注液机构300的工作原理如下：

换位转动盘210将电池安装治具221转动到电池注液机构300的加工工位上，注液升降驱动部323驱动注液升降支架321进行下降运动，从而使注液定位组件322下降到设定位置，同时带动注液装置330进行下降运动。

注液装置330通过针管固定板驱动部333驱动针管固定板332进行注液下降运动，从而使注液针管331下降到注液位置，此时，通过第一注液定位夹板324a与第二注液定位夹板324b上的注液夹紧吸嘴324d从而对注液针管331进行夹紧定位，同时，注液滑动气缸322c驱动注液滑动定位块322b运动，从而使注液活动通槽322d上的注液定位滑块322e运动并与注液针管331的侧面抵接，从而进一步对注液针管331位置进行限定，从而保证在注液加工过程中注液针管331不会发生位置偏移，而且注液定位滑块322e的设定能进一步保证注液针管331在设定位置进行注液加工，保证电池注液机构300的注液加工精度。完成加工后，各部件进行相应的复位运动。

在本实施例中，注液针管331设有四个，通过设置针管固定板332能够同时将四个注液针管331移动到设定位置，从而有效提高加工的效率。

如图9所示，对电池静置机构400进行说明：

电池静置机构400包括：电池静置支撑架410、安装在电池静置支撑架410上的电池静置驱动部420及与电池静置驱动部420驱动连接的静置真空密封治具430，静置真空密封治具430与电池安装治具221安装配合。

进一步的，静置真空密封治具430上开设有真空抽气孔431与氮气加压孔432，静置真空密封治具430与电池安装治具221安装配合的一端设有真空密封圈(图未示)。通过设置真空密封圈能保证静置真空密封治具430与电池安装治具221配合安装后可以形成密闭的空间，防止气体进入或流出。

在本实施例中，电池静置驱动部420为静置升降驱动气缸且设有三个，三个静置升降驱动气缸呈一字型安装排列在电池静置支撑架410上。由于静置真空密封治具430呈长方体状，一字排列的静置升降驱动气缸能保证静置真空密封治具430升降运动的平稳性，使得加工生产更加精确。

电池静置机构400的工作原理如下：

当换位转动盘210转动运动到电池静置机构400工位上时，静置真空密封治具430通过电池静置驱动部420驱动进行升降运动，从而使静置真空密封治具430与电池安装治具221安装配合形成密闭腔体空间，此时通过真空抽气孔431将腔体内的多余气体抽出从而形成真空的工作状态，然后在通过氮气加压孔432进行氮气加压下液，使得电池液压能进行快速下液，从而缩短电池下液时间，有效提高生产效率。

如图10所示，对电池封装机构500进行说明：

电池封装机构500包括：封装固定支架510、安装在封装固定支架510上的封装升降装置520及与封装升降装置520驱动连接的电池封装装置530。在本实施例中，封装升降装置520为封装升降气缸且设有两个，分别设置在电池封装装置530的两端，保证电池封装装置530在进行升降运动的时候能平稳进行。

结合图10与图11所示，进一步的，电池封装装置530包括：封装治具531、活动设于封装治具531内的第一封装夹块532与第二封装夹块533、及分别与第一封装夹块532及第二封装夹块533驱动连接的封装夹块驱动部534，封装治具531上开设有封装通槽531a，第一封装夹块532与第二封装夹块533相互对称设于封装通槽531a内，第一封装夹块532与第二封装夹块533内均安装有加热导管536，封装治具531上安装有封装密封组件535，封装密封组件535包括封装盖板535a与盖板升降驱动部535b，盖板升降驱动部535b与封装盖板535a驱动连接。在本实施例中，封装夹块驱动部534为封装夹块驱动气缸且分别设有四个，相对应的，第一封装夹块532与第二封装夹块533分别设有两个，通过相互对称在第一封装夹块532与第二封装夹块533从而对电池包进行封装处理。

结合图10与图12所示，进一步的，封装盖板535a上设有封装真空抽气管535c，封装盖板535a的四个对角上均设有封装定位卡块535d，封装定位卡块535d上开设有封装定位卡槽535e，封装治具531上设有与封装定位卡槽535e相互配合的封装定位卡柱535f，封装定位卡柱535f铰接在封装盖板535a上。

封装盖板535a与封装固定支架510之间还安装有封装导向柱540，封装导向柱540的一端与封装盖板535a连接，另一端与封装固定支架510连接。

在本实施例中，盖板升降驱动部535b为盖板升降驱动气缸且设有两个，通过盖板升降驱动气缸对装盖板535a进行打开或压紧，从而方便对电池封装机构500进行检修工作，而且可以使设备设计更加小型化，便于安装放置。

电池封装机构500的工作原理如下：

当换位转动盘210转动运动到电池封装机构500工位上时，封装升降装置520驱动封装治具531进行下降运动，从而与电池安装治具221安装配合形成密闭腔体空间，此时，电池安装治具221上的电池包的封住位置处于第一封装夹块532与第二封装夹块533之间，通过封装夹块驱动部534从而使第一封装夹块532与第二封装夹块533对电池包的封住位置进行夹紧，此时加热导管536进行加热从而完成热封装处理。

封装盖板535a上设有封装真空抽气管535c主要是为了对封装治具531与电池安装治具221形成的腔体进行抽真空处理，从而使得腔体内部形成密闭的空间。封装盖板535a通过盖板升降驱动部535b进行升降运动，从而方便进行打开或安装固定，当封装盖板535a安装在封装治具531上后，通过转动封装定位卡柱535f使其封装定位卡槽535e相互卡合固定，由此完成对封装盖板535a的安装固定，使其在封装加工过程中，不会发生位置偏移。特别是在抽真空的过程中可以使封装盖板535a与封装治具531紧密贴合在一起，保证其内部处于密闭的空间。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的软包装锂电池自动化生产线10通过设置电池上料流水线100、电池加工转盘机构200、电池注液机构300、电池静置机构400与电池封装机构500，并对各个部件进行优化设计，实现软包装锂电池注液加工自动化生产，提高了生产效率，提高了生产合格率。

以上实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。