本发明涉及锂电池电芯加工领域,特别是一种电芯热压机的上下料热压方法及装置。
背景技术
锂电池的制造过程中,当电芯在卷绕或叠片工序后需要立即对电芯进行热压处理,即电芯在受热的状态下,对电芯本体施加一定的面压并保持一段时间,使电芯变得更加密实。经过热压后的电芯,其极片和隔膜贴合更紧密,如果隔膜或极片有涂胶的情况下,经过热压后的电芯极片和隔膜能够粘粘在一起,使得在后续运输和周转过程,能够有效防止电芯极片和和隔膜之间的错位以及隔膜的褶皱,大大提高锂电池的安全性。
热压过程中需要通过热压机构的热压板对电芯进行加热和加压,当热压过程结束后又需要将电芯从热压机构中取出输送到下段工序设备。但是,由于在热压过程中,高温和高压作用有可能导致电芯和热压板粘黏在一起,从而导致电芯无法从热压板上取下。因此,需要对热压机构进行优化设计以方便热压后电芯下料,解决电芯和热压板的粘黏问题。
针对上述问题,目前的下料设计方案主要是通过对加热板进行防粘涂层表面处理以避免电芯和加热板的粘黏,然后通过机械夹取或负压吸取的方式进行电芯的下料。
方案一:加热板经过防粘涂层处理后,能够使电芯和加热板在热压过程中不粘或者粘黏力有效降低,在电芯热压完成后,通过机械夹抓夹取电芯使电芯和加热板脱离完成下料(具体参照图1)。
该方案的不足之处在于:
热压完之后热压机构打开,上热压板会和电芯分离,但电芯会和下热压板粘黏在一起,如果采用机械手抓取电芯侧边的方式抓起电芯,机械抓手闭合夹紧电芯然后向上提起电芯和下热压板分离,机械手向上的提取力必须克服电芯的重力、电芯与下热压板的粘黏力;即使电芯不与下热压板粘黏,机械手向上的提取力也必须克服电芯的重力,然而大多数动力锂电池电芯重量接近或超过1kg,为了克服这些阻力,机械抓手的夹紧力会导致电芯产生侧向受力变形,导致电芯外观受损或者极片边缘掉粉,这对于锂电池的安全性和品质是致命的影响。
方案二:加热板经过防粘涂层处理后,能够使电芯和加热板在热压过程中不粘或者粘黏力有效降低,在电芯热压完成后,通过吸嘴将电芯吸起来,使电芯和加热板脱离完成下料(具体参照图2)。
与方案一不同的是,该方案通过吸盘吸住电芯上表面,然后向上提取电芯,使电芯和下热压板脱离完成下料。但吸盘力需要克服电芯重力才能提起电芯,吸盘作用力主要作用在电芯上表面隔膜上,会导致隔膜和电芯极片之间产生拉扯,导致隔膜和极片粘合状态发生较大改变。而且,一旦隔膜受吸盘力拉扯即使发生微弱破损,对于锂电池的安全性和品质也是致命的影响。
综上所述,传统的方案一和方案二已经不能满足锂电池日益增长的产品安全和品质的需求,且现有的技术严重限制了本领域进一步向前发展和推广应用。
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术问题。
技术实现要素:
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种电芯热压机的上下料热压方法及装置,解决了现有技术存在的电芯容易产生变形、极片边沿容易掉粉、隔膜的极片与隔膜容易破损、影响电池的质量、降低电池的安全性能等技术缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种电芯热压机的上下料热压方法,包括以下的加工步骤:
步骤一:电芯上料,通过输送带将需要进行热压的电芯水平输送到预设位置;
步骤二:电芯热压,通过热压板对到达预设位置的电芯进行热压,所述热压板在对电芯进行热压过程为非直接接触;
步骤三:电芯下料,将完成热压工序的电芯下料,电芯通过输送带输送远离热压位置并完成下料。
作为上述技术方案的进一步改进,所述输送带用于输送电芯的平面平行于热压板的热压面,输送带与热压板的热压面之间具有间隙。
作为上述技术方案的一种实施方式,所述热压板包括下热压板及上热压板,所述下热压板为固定式热压板,所述上热压板为可上下移动的热压板,所述上热压板的热压面设置有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板及上热压板在对电芯的热压过程中,下热压板与电芯的下表面之间具有输送带,上热压板的热压面与电芯之间具有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板通过输送带对电芯进行非接触热压,所述上热压板通过上热压板防粘涂层或防粘材料板对电芯进行非接触热压。
作为上述技术方案的进一步改进,所述输送带的左右两端分别绕过左绕辊及右绕辊后向下弯折,输送带左右两端向下弯折的部分与输送带的中间部分形成夹角θ,所述θ的大小为:180°>θ>0°。
作为上述技术方案的进一步改进,所述输送带为耐高温、耐腐蚀的输送带,输送带所采用的材质为塑料、橡胶或金属材料。
作为上述技术方案的第二种实施方式,所述输送带包括下输送带及上输送带,所述上输送带与下输送带之间的间隙大于或等于电芯的厚度,所述下输送带的左右两端分别绕过下左绕辊及下右绕辊后向下弯折,下输送带左右两端向下弯折的部分与下输送带的中间部分形成夹角α,所述α的大小为:180°>θ>0°;所述上输送带的左右两端分别绕过上左绕辊及上右绕辊后向上弯折,上输送带左右两端向上弯折的部分与上输送带的中间部分形成夹角β,所述β的大小为:180°>θ>0°。
基于上述的电芯热压机的上下料热压方法,本发明还提供了一种电芯热压机的上下料热压装置,包括热压板及输送带;
所述热压板包括下热压板及上热压板,所述上热压板及下热压板用于对电芯施加压力,上热压板及下热压板与电芯为间接接触;
所述下热压板为固定式热压板,所述上热压板为可上下移动的热压板;
所述输送带用于水平输送电芯并实现电芯的自动上料及自动下料。
作为上述技术方案的第一种实施方式,所述下热压板为固定式热压板,所述上热压板为可上下移动的热压板,所述上热压板的热压面设置有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板及上热压板在对电芯的热压过程中,下热压板与电芯的下表面之间具有输送带,上热压板的热压面与电芯之间具有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板通过输送带对电芯进行非接触热压,所述上热压板通过上热压板防粘涂层或防粘材料板对电芯进行非接触热压。
作为上述技术方案的进一步改进,所述输送带的左右两端分别绕过左绕辊及右绕辊,所述输送带的左右两端分别绕过左绕辊及右绕辊后向下弯折,输送带左右两端向下弯折的部分与输送带的中间部分形成夹角θ,所述θ的大小为:180°>θ>0°。
作为上述技术方案的第二种实施方式:所述输送带包括下输送带及上输送带,所述上输送带与下输送带之间的间隙大于或等于电芯的厚度,所述下输送带的左右两端分别绕过下左绕辊及下右绕辊后向下弯折,下输送带左右两端向下弯折的部分与下输送带的中间部分形成夹角α,所述α的大小为:180°>θ>0°;所述上输送带的左右两端分别绕过上左绕辊及上右绕辊后向上弯折,上输送带左右两端向上弯折的部分与上输送带的中间部分形成夹角β,所述β的大小为:180°>θ>0°。
本发明的有益效果是:本发明提供了一种电芯热压机的上下料热压方法及装置,该种电芯热压机的上下料热压方法及装置通过输送带对电芯进行上料及下料,不再需要采用现有技术中采用机械手或吸盘对电芯进行下料,避免了机械手或吸盘在上下料过程中对电芯产生的损伤或破坏,电芯的加工质量更高;另一方面,电芯在热压过程中与上热压板及下热压板为非直接接触,能够避免热压板与电芯出现粘连的情况,进一步提升电芯的加工质量,电芯的安全性更高。
总之,该种电芯热压机的上下料热压方法及装置解决了现有技术存在的电芯容易产生变形、极片边沿容易掉粉、隔膜的极片与隔膜容易破损、影响电池的质量、降低电池的安全性能等技术缺陷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有热压技术的第一种施工方案的原理示意图;
图2是现有热压技术的第二种施工方案的原理示意图;
图3是本发明实施例1中上下料热压方法的流程示意图;
图4是本发明实施例1中电芯上料的原理示意图;
图5是本发明实施例1中电芯热压的原理示意图;
图6是本发明实施例1中电芯下料的原理示意图;
图7是本发明实施例2是原理示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。另外,专利中涉及到的所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合,参照图2-7。
实施例1:
具体参照图2-6,一种电芯热压机的上下料热压方法,,包括以下的加工步骤:
步骤一:电芯3上料,通过输送带1将需要进行热压的电芯3水平输送到预设位置;
步骤二:电芯3热压,通过热压板对到达预设位置的电芯3进行热压,所述热压板在对电芯3进行热压过程为非直接接触;
步骤三:电芯3下料,将完成热压工序的电芯3下料,电芯3通过输送带1输送远离热压位置并完成下料。
优选地,所述输送带1用于输送电芯的平面平行于热压板的热压面,输送带1与热压板的热压面之间具有间隙。
优选地,所述热压板包括下热压板21及上热压板22,所述下热压板21为固定式热压板,所述上热压板22为可上下移动的热压板,所述上热压板22的热压面设置有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板21及上热压板22在对电芯3的热压过程中,下热压板21与电芯3的下表面之间具有输送带1,上热压板22的热压面与电芯3之间具有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板21通过输送带1对电芯3进行非接触热压,所述上热压板22通过上热压板防粘涂层或防粘材料板对电芯3进行非接触热压,具体地,所述防粘材料板可以是陶瓷、teflon、pet等等。
优选地,所述输送带1的左右两端分别绕过左绕辊11及右绕辊12后向下弯折,输送带1左右两端向下弯折的部分与输送带1的中间部分形成夹角θ,所述θ的大小为:180°>θ>0°。
优选地,所述输送带1为耐高温、耐腐蚀的输送带,输送带1所采用的材质为塑料、橡胶或金属材料,具体地,输送带1的材料可以为橡胶、尼龙、pp、pu、pe、pet、teflon、硅橡胶等,也可以是金属材质,比如铜、铝、钢、钼等。
基于上述的电芯热压机的上下料热压方法,本发明还提供了一种电芯热压机的上下料热压装置,包括热压板及输送带1;
所述热压板包括下热压板21及上热压板22,所述上热压板22及下热压板21用于对电芯1施加压力,上热压板22及下热压板21与电芯1为间接接触;
所述下热压板21为固定式热压板,所述上热压板22为可上下移动的热压板;
所述输送带1用于水平输送电芯3并实现电芯3的自动上料及自动下料。
优选地,所述下热压板21为固定式热压板,所述上热压板22为可上下移动的热压板,所述上热压板22的热压面设置有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板21及上热压板22在对电芯3的热压过程中,下热压板21与电芯3的下表面之间具有输送带1,上热压板22的热压面与电芯3之间具有上热压板防粘涂层或防粘材料板,所述下热压板21通过输送带1对电芯3进行非接触热压,所述上热压板22通过上热压板防粘涂层或防粘材料板对电芯3进行非接触热压。
优选地,所述输送带1的左右两端分别绕过左绕辊11及右绕辊12,所述输送带1的左右两端分别绕过左绕辊11及右绕辊12后向下弯折,输送带1左右两端向下弯折的部分与输送带1的中间部分形成夹角θ,所述θ的大小为:180°>θ>0°。
在实施本实施例时:
1、具体参照图4,电芯3上料时,热压机构的上热压板22与下热压板21相互打开,可通过输送带、机械手等方式将电芯3放在输送带1边缘处并松开电芯3,然后往热压机构的中心行进,此时输送带1上的电芯3就随同输送带一起运动到热压机构的中心处。通过这种输送带进行上料方式有两个好处:其一,不需要机械手伸到上热压板22与下热压板21之间放置电芯3,避免机械手松开电芯3,电芯3掉落到下热压板21上的动作,可以规避电芯3掉落产生的极片掉粉的风险;其二,不需要机械手伸到上热压板22及下热压板21的中间取抓取/放置电芯3,可以节省结构空间,缩小上热压板22与下热压板21之间的距离,使热压结构更加紧凑、强度更高。
2.具体参照图5,电芯3上料完成后,上热压板22配合下热压板21对电芯进行热压工作,电芯3与上热压板22的热压面之间具有上热压板防粘涂层或防粘材料板,能够有效防止上热压板22与电芯3上表面粘连,电芯3的生产质量更好。
3、具体参照图6,当电芯3完成热压后进行下料,热压机构的上热压板22已经打开,上热压板22因为有有上热压板防粘涂层或防粘材料板,因此热压机构打开过程中,电芯3和上热压板分离。待热压机构打开动作完成后,下热压板21上方的输送带1朝电芯3下料方向开始运动,电芯3也随输送带1一起行进。当电芯3运行到输送带1转向位置时,因为输送带1伸出下热压板21外开始转向,但电芯3的运行方向仍保持不变,因此输送带1和电芯3开始分离。通过这种输送带1下料方式有两个好处:其一,不需要机械手伸到上热压板22与下热压板21之间抓取电芯3,可以规避机械手或吸嘴对电芯3产生的外力使电芯3产生受力变形、掉粉等安全隐患;其二,通过输送带1的方式避免电芯3和下热压板21直接接触粘黏,即使输送带1和电芯3经过热压发生粘黏,也可以很容易的使输送带1和电芯3分离,而不会对电芯3造成伤害。
实施例2:
具体参照图7,本实施例与实施例1基本相同,其不同在于:所述输送带1包括下输送带11及上输送带12,所述上输送带12与下输送带11之间的间隙大于或等于电芯3的厚度,所述下输送带11的左右两端分别绕过下左绕辊111及下右绕辊112后向下弯折,下输送带11左右两端向下弯折的部分与下输送带11的中间部分形成夹角α,所述α的大小为:180°>θ>0°;所述上输送带12的左右两端分别绕过上左绕辊121及上右绕辊122后向上弯折,上输送带12左右两端向上弯折的部分与上输送带12的中间部分形成夹角β,所述β的大小为:180°>θ>0°。
在本实施例中,电芯3的上下两侧面均通过输送带1与热压板进行间接接触,有利于保护电芯3不受热压板损坏。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。