电芯极耳纠偏装置的制作方法

[0001]
本申请涉及电池制造设备技术领域，更具体地，涉及一种电芯极耳纠偏装置。


背景技术：

[0002]
在制作卷绕型锂电池时，关于锂电池极耳的位置，有较大的误差。现有技术中，关于纠正极耳边距，采用先人工过夹具机械固定极耳后再推动电芯主体，容易导致极耳或电芯极片受损。
[0003]
因此，需要一种保证电芯不易受损的同时也能做到保证在成型过程中极耳的位置精度的极耳纠偏装置。


技术实现要素：

[0004]
针对相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种保证极耳在成型过程中位置精度的极耳纠偏装置。
[0005]
为实现上述目的，本申请提供了一种电芯极耳纠偏装置，包括：第一压板、第二压板和第一驱动模块，第一驱动模块驱动第一压板沿第一方向朝向或远离第二压板移动，第一压板和第二压板用于夹持电芯；成像装置，设置在第一驱动模块上，并沿第一方向朝向第二压板进行取像，用于确定电芯的纠偏动作量；以及第二驱动模块，驱动第一压板相对于第二压板沿与第一方向垂直的第二方向移动，以带动电芯依据纠偏动作量移动。
[0006]
根据本申请的一个实施例，第二驱动模块驱动第一驱动模块和第一压板整体进行移动。
[0007]
根据本申请的一个实施例，第一压板和第二压板均包括透光体，成像装置通过透光体进行所述取像。
[0008]
根据本申请的一个实施例，第一压板和第二压板还包括邻接透光体的接触部，其中，接触部与透光体包括不同材料。
[0009]
根据本申请的一个实施例，透光体的表面粘接有透光膜，透光膜的材料与透光体不同，成像装置通过透光体和透光膜进行取像。
[0010]
根据本申请的一个实施例，第一驱动模块和第二驱动模块分别包括驱动第一压板移动的第一电机和第二电机。
[0011]
根据本申请的一个实施例，还包括电芯定位模块，包括气缸、连接结构和电芯推杆，气缸通过连接结构推动电芯推杆沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动，以靠近或远离第一压板和第二压板之间的空间。
[0012]
根据本申请的一个实施例，还包括第三驱动模块，驱动第一压板相对于第二压板沿与第一方向和第二方向垂直的第三方向移动。
[0013]
根据本申请的一个实施例，还包括：安装台；连接安装台和第二压板的弹性件，第二压板可在弹性件的弹性范围内相对于安装台沿第一方向移动。
[0014]
根据本申请的一个实施例，还包括：驱动第二压板移动的驱动件，驱动件和第一驱
动模块、第二驱动模块配合，以驱动第二压板相对于第一压板沿垂直于第一方向的方向移动。
[0015]
本申请的有益技术效果在于：解决了锂电池的极耳在成型过程中位置精度无法保证的问题，提升了极耳边距的稳定性。
附图说明
[0016]
图1示出了电芯极耳边距纠偏装置立体图
[0017]
图2示出了第一压板的立体图
[0018]
图3示出了第二压板以及安装台的立体图
[0019]
图4示出了第三驱动模块的立体图
[0020]
图5示出了电芯极耳边距纠偏装置纠偏步骤流程图。
具体实施方式
[0021]
以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本申请。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本申请。此外，本申请可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。现结合附图说明。
[0022]
如图1所示，z轴所在方向为第一方向，x轴所在方向为第二方向，y轴所在方向为第三方向。在本申请中，电芯极耳边距的“边距”是指电芯极耳到电芯主体一边的距离。
[0023]
如图1所示，在本申请的一个实施例中，电芯极耳纠偏装置 200包括第一压板202，第二压板204和第一驱动模块206。第一驱动模块206驱动第一压板202沿第一方向(即，z轴方向)朝向或远离第二压板204移动，第一压板202和第二压板204用于夹持电芯。还包括成像装置208，设置在第一驱动模块206上，并沿第一方向(即，z轴方向)朝向第二压板204进行取像，用于确定电芯的纠偏动作量；以及第二驱动模块210，驱动第一压板202相对于第二压板204沿与第一方向(即，z轴方向)垂直的第二方向 (即，x轴方向)移动，以带动电芯依据所述纠偏动作量移动。在一个实施例中，第一压板202为电芯上压板202，第二压板204为电芯下压板204，第一驱动模块206为z轴下压模块206，第二驱动模块210为x轴移动纠偏模块。在一些实施例中，成像装置为 ccd视觉成像系统。
[0024]
如图1所示，在本申请的一个实施例中，第二驱动模块210，也就是x轴移动纠偏模块驱动第一驱动模块206和第一压板202 整体进行移动。在一个实施例中，电芯放置在电芯下压板204上，电芯上压板202向下移动以抵压电芯。
[0025]
结合图1、图2和图3，在本申请的一个实施例中，第一压板 202和第二压板204均包括透光体。成像装置208通过透光体进行取像。在一个实施例中，电芯上压板202和电芯下压板204还包括邻接透光体的接触部。接触部与透光体为不同材料。
[0026]
在一个实施例中，透光体的表面粘接有透光膜，透光膜的材料与透光体不同，成像装置208通过透光体和透光膜进行取像。
[0027]
结合图1、图2，在一个实施例中，电芯上压板202包括底座 2028，还包括透光体2022、接触部2024，透光体2022和接触部 2024固定在底座2028上。在一个实施例中，透光体2022为钢化玻璃板，方便成像装置208进行取像。在一个实施例中，透光体 2022所选材料包
括但不限于钢化玻璃材料，其他合适的具有高透明度的材料均可选用。在一个实施例中，接触部2024所选材料包括但不限于诸如硅胶等高摩擦力材质的材料。在一个实施例中，透光体2022为钢化玻璃板，接触部2024为硅胶板，固定在底座 2028上，由第一驱动模块206，第二驱动模块210做上下、左右运动。在一个实施例中，成像装置为4ccd视觉模块，透光体2022 选用钢化玻璃是为了4ccd视觉模块能检测到电芯极耳。在一个实施例中，接触部2024所选材料为硅胶等高摩擦力材质的材料是为了增加与电芯的摩擦，以便调节电芯位置。
[0028]
在一个实施例中，电芯上压板202的透光体2022以及接触部 2024可以采用一整体钢化玻璃板或其他透明材质制成，再在其表面粘贴一层带一定摩擦力的透明薄膜，透明薄膜的材质取透光体材料不同，也能起到同样的效果，例如使电芯上压板202既能被光线穿透，使电芯极耳边距很清晰地被成像装置取像，又具备一定摩擦力的效果。当然，只要能实现使电芯极耳边距很清晰地被成像装置取像，又具备一定摩擦力的效果的一体成型结构或者组合件的实施例均可采用。在以上实施例中，采用具有良好透明度的材质是为了便于成像装置208能检测到电芯极耳，选用高摩擦力的材质是为了便于调节电芯位置。
[0029]
结合图1、图3，在一个实施例中，电芯下压板204包括透光体2042、接触部2044。在一些实施例中，电芯下压板204的结构和材质及其组合的实施例均可采用电芯上压板202所采用对应的结构和材质及其组合的实施例，因此，也具备同样的或类似的效果。在以上实施例中，采用具有良好透明度的材质是为了便于成像装置208能检测到电芯极耳。选用高摩擦力的材质是为了增加与电芯的摩擦，便于调节电芯位置。
[0030]
如图1所示，在一个实施例中，第一驱动模块206包括第一电机2062。第二驱动模块210，包括第二电机2102。
[0031]
如图1所示，在一个实施例中，z轴下压模块206包括电机和丝杆(未示出)。在一个实施例中，z轴下压模块206(即，第一驱动模块)主要功能为电芯上压板202提供上下运动的驱动力。
[0032]
如图1所示，在一个实施例中，第二驱动模块210(即，x轴移动纠偏模块)包括电机和丝杆(未示出)。在一个实施例中，x 轴移动纠偏模块210(即，第二驱动模块)主要功能为电芯上压板 202的平行移动提供驱动力。
[0033]
结合图1、图3以及图4，在本申请的一个实施例中，电芯极耳纠偏装置200还包括电芯定位模块220，电芯定位模块220包括气缸2202、连接结构2204和电芯推杆2206。气缸2202通过连接结构2204推动电芯推杆2206沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动，以靠近或远离第一压板202和第二压板204之间的空间。以使得每个电芯能保证在平台6的y轴的位置一致。
[0034]
在一个实施例中，电芯极耳纠偏装置200还包括第三驱动模块(未示出)，驱动第一压板202相对于第二压板204沿与第一方向和第二方向垂直的第三方向移动。第三驱动模块使得上纠偏平台(即，上压板202)具备x、y、z三组移动方向，则电芯在第二压板204上无需再定位。此时第二压板204(即，电芯纠正平台)所在的安装台只需提供电芯承载功能，因采用ccd视觉定位构造成的成像装置进行取像和定位，所以无需采用机械结构来定位电芯主体或者极耳位置，这样也确保了能兼容极耳在最外圈和最内圈的电芯结构，也不会因为极耳在最外圈或最内圈位置不同而需要变更机械结构。
[0035]
结合图1以及图3所示，在一个实施例中，电芯极耳纠偏装置200还包括安装台214，
连接安装台214和第二压板204的弹性件216，使得第二压板204可在弹性件216的弹性范围内相对于安装台214沿第一方向移动。在一个实施例中，安装台214与第二压板204共同组成电芯纠正平台。在一个实施例中，弹性件216 包括但不限于金属弹簧件或橡胶弹簧件。电芯纠正平台也是电芯放置平台，在一个实施例中，电芯纠正平台水平方向固定，仅在弹性件216的作用下上下浮动。
[0036]
在另一实施例中，也可以根据情况取消弹性件将第二压板204 完全固定在安装台214上。
[0037]
在一个实施例中，电芯在第一压板202的水平移动下，靠摩擦力作用在电芯纠正平台(即，安装台214)上转动至指定位置，期间无需对电芯主体和极耳做机械固定。
[0038]
在一个实施例中，安装台214的透光体2042采用钢化玻璃是为了4ccd视觉模块能检测到电芯极耳。在一个实施例中，接触部2044采用硅胶等高摩擦力材质是为了增加与电芯的摩擦，以便调节电芯位置。
[0039]
在一个实施例中，透光体2042和接触部2044采用一块整体钢化玻璃或其他透明材质制成，在其表面粘贴一层带一定摩擦力的透明薄膜，这样也能起到同样效果。
[0040]
在一个实施例中，安装台214(即，电芯纠正平台)增加x、 y移动平台，与纠偏平台相对运动，互相配合纠偏。
[0041]
在一个实施例中，电芯极耳纠偏装置200还包括驱动第二压板204移动的驱动件(未示出)，驱动件和第一驱动模206、第二驱动模210配合，以驱动第二压板204相对于第一压板202沿垂直于第一方向的方向移动。使得第二压板204能与第一压板202 相对运动，互相配合实现电芯极耳的纠偏。
[0042]
在一个实施例中，电芯定位模块220主要功能是对电芯位置进行纠偏前定位。如图4所示，气缸2202通过连接结构2204来推动电芯推杆2206，使每个电芯能保证在第二压板204或安装台 214的在y轴的位置一致。电芯上压板202以及第二压板204互相配合对方形电芯极耳进行纠正以及对电芯成型。第二压板204 是电芯放置平台，水平方向固定，仅在弹性件216作用下上下浮动，根据情况也可取消弹性件216完全固定。在一个实施例中，第一压板202在第一驱动模块206和第二驱动模块210的电机的作用下可上下、水平运动。上下运动是为了让电芯受到一定压力，水平运动是为了让电芯在受压情况下能左右移动，让电芯转动到指定位置。
[0043]
在电芯极耳纠偏装置200的纠偏极耳边距的过程中，结合图5 所示，在本申请的一个实施例中，步骤为：
[0044]
s302：电芯上料；
[0045]
s304：第一压板202沿z轴方向移动到纠偏位；
[0046]
s306：成像装置第一次拍照；
[0047]
s308：第一压板202沿x轴方向移动到纠偏位；
[0048]
s320：成像装置第二次拍照；
[0049]
s322：第一压板202沿z轴方向移动到成型位；
[0050]
s324：电芯转移。
[0051]
纠偏动作量按照y＝a*(a-x-b)执行；其中，y是指第一压板202也就是电芯上压板的沿x轴方向的水平移动量；a为纠偏系数常量，根据不同尺寸电芯实验得出；a值为极耳边
距标准值；x 为成像装置第一次边距测量值；b指电芯极耳变化常量，为电芯在成型前后，极耳变化的固定常量，根据不同尺寸电芯实验得出。
[0052]
在步骤s302中，将电芯放置在第二压板204上；之后进入到步骤s304中，第一压板202沿z轴方向移动到纠偏位，使得第一压板202靠近或接触；在步骤s306：成像装置第一次拍照，获得第一次边距测量值x；在步骤s308：第一压板202沿第二方向(即，x轴方向)移动到纠偏位，其中，纠偏移动量为y；s320：成像装置第二次拍照检测，第二次拍照检测电芯是否还需继续滚动，也就是说再次得到的y若不等于0，则继续进行纠偏，若y等于0，则进行下一步骤；s322：第一压板202沿第三方向(即，z轴方向) 移动到成型位，将电芯下压成型；s324：电芯转移。
[0053]
在本申请所提供的实施例中，采用机械夹持电芯移动结合 ccd视觉系统对极耳位置定位，来调整极耳成型时的位置。通过夹持住电芯旋转，使成型前极耳相对位置固定。第一压板202、第二压板204通过设置高透明度透光材质便于成像装置对电芯极耳进行检测和定位，以及通过高摩擦力材质使得电芯在第一压板202 与第二压板204之间转动且不需要机械固定电芯以及极耳的位置，使得电芯与极耳的转动过程相对柔和，移动量频率和振动较小。先通过采用检测极耳位置、结合电芯主体与极耳成型规律以及根据所检测的极耳边距控制第一压板202的沿x轴的水平移动量，再将第一压板202沿z轴下压至成型，由于边测量极耳边距，计算并精准控制第一压板202的水平移动量，解决了极耳边距受制造、材料等导致的不稳定的情况。在此过程中，极耳并未被机械直接固定，而是通过科学控制电芯主体的转动和受压成型来实现提高极耳边距的精度，再此过程中，极耳以及电芯主体未受多少损伤，也省去了锂电池在包装时需人力纠正极耳的工作，提高了自动化程度。保证了极耳边距的精度，提升了极耳边距的稳定性的同时也保护了电芯不易受损。
[0054]
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。