一種鋰離子電池的快速包膜裝置及其方法與流程

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體而言涉及一種鋰離子電池的快速包膜裝置及其方法。

背景技術：

目前鋰離子電池多采用方形鋁殼結構，在其制造完成后為了防止電池在后續的運輸及組裝過程中出現表面劃傷，也為了保證電池在未被使用的時候不出現漏電等現象，一般在制備完成的電池的表面包上一層具有單側粘性的絕緣膜，這樣也能起到防水、防塵的作用，從而更好的保護電池。

但目前現有的電池包膜機的自動化程度低，需要夾爪進行機械式往復拉膜，其生產連續性差；另外，由于整個包膜工位分置在不同高度，不在一個平面，需夾具機械手多次搬運，浪費時間；缺少緩存工位，會造成來料等待現象，不利于生產效率的提高，難以進行大批量的生產。

因此，非常需要一種能夠同時克服上述缺陷、提高勞動生產率的裝置。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池的快速包膜裝置及其方法，實現鋰離子電池的自動高效包膜。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種鋰離子電池的快速包膜裝置，包括并排設置的兩條環形循環鏈和用于輸送鋰離子電池的進料傳送帶、下料傳送帶，所述環形循環鏈、進料傳送帶和下料傳送帶同方向間歇運行，位于兩條環形循環鏈之間位置垂直對稱設置一對絕緣膜卷芯，所述環形循環鏈的頂端面等間距地固設有用于夾持鋰離子電池兩端的端夾持裝置；

位于絕緣膜卷芯和下料傳送帶之間按環形循環鏈運行方向依次固設有：

大側面貼膜機構，將絕緣膜粘貼到鋰離子電池的大側面；

激光切割器，將兩兩鋰離子電池之間的絕緣膜進行切割；

小側面貼膜機構，將切割后位于鋰離子電池小側面兩側的絕緣膜向中間折后粘貼在其小側面上；

折角機構，將位于鋰離子電池端部的小側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

側夾持機構，用于夾持鋰離子電池的兩小側面；

和端面貼膜機構，將位于鋰離子電池端部的大側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部。

進一步方案，所述端夾持裝置對稱設置在鋰離子電池的兩端，其包括頂推氣缸，所述頂推氣缸的活塞端固設有水平設置的夾持氣缸，所述夾持氣缸的活塞桿伸出后夾持住鋰離子電池的兩端部。

進一步方案，所述大側面貼膜機構包括用于牽引絕緣膜的張力輥和用于貼絕緣膜的貼膜輥，所述張力輥、貼膜輥位于鋰離子電池的上、下方對稱設置；所述貼膜輥與鋰離子電池的大側面相切，且繞著其自身的中心軸進行線性轉動。

進一步方案，所述小側面貼膜機構對稱設置在鋰離子電池的上、下方，其包括垂直氣缸，所述垂直氣缸的活塞桿端部固設有支架板，所述支架板的外側垂對稱固設有直于活塞桿的兩個側圓桿，兩個側圓桿之間的距離正好能將鋰離子電池的兩小側面卡扣住。

進一步方案，所述折角機構對稱設置在鋰離子電池的上、下方，其包括折角氣缸，所述折角氣缸的活塞端固設有側移器，所述側移器包括沿著其殼體頂端面上的折角滑槽異向移動的兩個折角桿，所述折角桿的頂端套設有繞著折角桿轉動的折角圓球。

進一步方案，所述端面貼膜機構包括對稱設置在鋰離子電池兩端的端面貼膜氣缸，所述端面貼膜氣缸的活塞端平行固設有兩頂桿，所述頂桿的端部固設有套筒，所述套筒內套設的自由轉動的端圓桿。

進一步方案，所述側夾持機構包括對稱設置在鋰離子電池兩端的側夾持氣缸所述側夾持氣缸的活塞端固定設有側移機，所述側移機包括沿其箱體頂端面上的夾爪滑槽異向移動的兩個活塞桿，所述活塞桿的端部固設有夾爪。

本發明的另一個發明目的是采用上述鋰離子電池的快速包膜裝置的包膜方法，其包括以下步驟：

（1）將待包膜的鋰離子電池放到進料傳送帶上，設置在環形循環鏈上端夾持裝置依次將鋰離子電池的兩端部夾持住并送入大側面貼膜機構中；

（2）大側面貼膜機構將絕緣膜卷芯上的絕緣膜連續地粘貼到鋰離子電池的大側面；

（3）環形循環鏈繼續前進，端夾持裝置帶動鋰離子電池經過激光切割器時，激光切割器對兩兩電池之間的絕緣膜進行切割，使電池的上、下大側面上的絕緣膜為等距片段狀態；

（4）端夾持裝置帶動鋰離子電池到達小側面貼膜機構，其將切割后位于鋰離子電池小側面兩側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池的小側面上；

（5）端夾持裝置帶動鋰離子電池到達折角機構，其將位于鋰離子電池端部的小側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（6）端夾持裝置帶動鋰離子電池到達端面貼膜機構，側夾持機構先夾持住鋰離子電池的兩小側面，端夾持裝置松開電池后，端面貼膜機構將位于鋰離子電池端部的大側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（7）端面貼膜機構回位后，端夾持裝置夾持住鋰離子電池的兩端，側夾持機構松開，最后由端夾持裝置將鋰離子電池送到下料傳送帶上，完成一個電池的包膜工作。

本發明中的端夾持裝置是對稱固定在兩條環形循環鏈上，隨其做間歇運動并沿其均勻分布；進料傳送帶和下料傳送帶分別設在環形循環鏈的兩端中間，進料傳送帶將電池輸送過來時，端夾持裝置將電池的兩端夾持住后，隨環形循環鏈間歇前移，依次通過大側面貼膜機構、激光切割器、小側面貼膜機構、折角機構、側夾持機構和端面貼膜機構，從而實現將絕緣膜包覆在電池的外表面。

本發明的絕緣膜是卷繞在絕緣膜卷芯上，其具有單側粘性，即絕緣膜與鋰離子電池貼合的一面具有粘性。

本發明能夠方便的實現電池連續、高效包膜，無需機械式的往復拉膜運動，而且各工位銜接緊密，夾持裝置可循環利用，因此不會產生包膜等待時間，大大提高了生產效率。

本發明中絕緣膜是連續走帶的，利用激光切割絕緣膜，其比傳統方式的刀切更加高效，同時實現了電池大側面貼膜—小側面貼膜—端面折角—端面貼膜的高效銜接，可大大提高包膜效率。

本發明的裝置布局緊湊、結構簡單合理，即使在長期使用后仍具有良好的性能表現，可有效降低電池制造成本，提高電池制造企業的競爭力。

附圖說明

圖1是本發明中鋰離子電池的包膜順序示意圖；

圖2是本發明的包膜裝置的側視圖；

圖3是本發明的端夾持裝置的布置圖；

圖4是本發明中的端夾持裝置的結構示意圖；

圖5是本發明中的大側面貼膜機構和激光切割裝置的布置圖；

圖6是本發明中的小側面貼膜機構的布置圖；

圖7是本發明中的小側面貼膜機構的結構示意圖；

圖8是本發明中的折角機構、端面貼膜機構和側夾持裝置的布置圖；

圖9是本發明中的折角機構的結構示意圖；

圖10是本發明中的端面貼膜機構的結構示意圖；

圖11是本發明中的側夾持裝置的結構示意圖。

圖中：1-鋰離子電池，2-絕緣膜，3-進料傳送帶，4-大側面貼膜機構，41-張力輥，42-貼膜輥；5-激光切割器，6-小側面貼膜機構，61-垂直氣缸，62-支架板，63-側圓桿；7-折角機構，71-折角氣缸，72-折角桿，73-折角圓球，74-折角滑槽，75-側移器；8-端面貼膜機構，81-端面貼膜氣缸，82-頂桿，83－套筒，84－端圓桿；9-側夾持機構，91-側夾持氣缸，92-活塞桿，93-夾爪，94-夾爪滑槽，95－側移機；10-端夾持裝置，101-頂推氣缸，102-夾持氣缸；11-環形循環鏈，12-絕緣膜卷芯，13-下料傳送帶。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

如圖2所示，一種鋰離子電池的快速包膜裝置，包括并排設置的兩條環形循環鏈11和用于輸送鋰離子電池1的進料傳送帶3、下料傳送帶13，所述環形循環鏈11、進料傳送帶3和下料傳送帶13同方向間歇運行，位于兩條環形循環鏈11之間位置垂直對稱設置一對絕緣膜卷芯12，所述環形循環鏈11的頂端面等間距地固設有用于夾持鋰離子電池兩端的端夾持裝置10；

位于絕緣膜卷芯12和下料傳送帶13之間按環形循環鏈11運行方向依次固設有：

大側面貼膜機構4，將絕緣膜2粘貼到鋰離子電池的大側面；

激光切割器5，將兩兩鋰離子電池之間的絕緣膜進行切割；

小側面貼膜機構6，將切割后位于鋰離子電池小側面兩側的絕緣膜向中間折后粘貼在其小側面上；

折角機構7，將位于鋰離子電池端部的小側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

側夾持機構9，用于夾持鋰離子電池的兩小側面；

和端面貼膜機構8，將位于鋰離子電池端部的大側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部。

如圖3、4所示，端夾持裝置10的底端固定在環形循環鏈11上，且一一對稱設置在鋰離子電池1的兩端，其包括頂推氣缸101，所述頂推氣缸101的活塞端固設有水平設置的夾持氣缸102，所述夾持氣缸102的活塞桿伸出后夾持住鋰離子電池1的兩端部。

如圖5所示，大側面貼膜機構4包括用于牽引絕緣膜2的張力輥41和用于貼絕緣膜的貼膜輥42，所述張力輥41、貼膜輥42位于鋰離子電池的上、下方對稱設置；所述貼膜輥42與鋰離子電池1的大側面相切，且繞著其自身的中心軸進行線性轉動；隨著端夾持裝置10移動，張力輥41拉動絕緣膜2從絕緣膜卷芯12上松開，再通過貼膜輥42的滾動式擠壓，將絕緣膜2粘貼在鋰離子電池的大側面，并排空將絕緣膜與電池端面之間的空氣，使絕緣膜粘貼的更牢固；

如圖6、7所示，小側面貼膜機構6對稱設置在鋰離子電池1的上、下方，其包括垂直氣缸61，所述垂直氣缸61的活塞桿端部固設有支架板62，所述支架板62的外側垂對稱固設有直于活塞桿的兩個側圓桿63，兩個側圓桿63之間的距離正好能將鋰離子電池1的兩小側面卡扣住。

如圖8、9所示，折角機構7對稱設置在鋰離子電池1的上、下方，其包括折角氣缸71，所述折角氣缸71的活塞端固設有側移器75，所述側移器75包括沿著其殼體頂端面上的折角滑槽74異向移動的兩個折角桿72，所述折角桿72的頂端套設有繞著折角桿72轉動的折角圓球73。

如圖8、10所示，端面貼膜機構8包括對稱設置在鋰離子電池1兩端的端面貼膜氣缸81，所述端面貼膜氣缸81的活塞端平行固設有兩頂桿82，所述頂桿82的端部固設有套筒83，所述套筒83內套設的自由轉動的端圓桿84。

如圖8、11所示，側夾持機構9包括對稱設置在鋰離子電池1兩端的側夾持氣缸91，所述側夾持氣缸91的活塞端固定設有側移機95，所述側移機95包括沿其箱體頂端面上的夾爪滑槽94異向移動的兩個活塞桿92，所述活塞桿92的端部固設有夾爪93。

本發明的工作過程為：

1、待包膜的鋰離子電池隨進料傳送帶運動，隨環形循環鏈間歇運動的端夾持裝置運動到夾持工位后開始動作，其頂推氣缸驅動夾持氣缸上升，兩兩相對的夾持氣缸同時動作而夾緊鋰離子電池。

2、端夾持裝置夾持住電池并將其送入大側面貼膜機構，絕緣膜卷芯上的絕緣膜穿過張力輥拉伸并繃緊，從而使絕緣膜保持一定張力；隨著端夾持裝置的繼續移動，張力輥拉動絕緣膜從絕緣膜卷芯上松開，再通過貼膜輥將絕緣膜粘貼在鋰離子電池的大側面，由于貼膜輥與電池表面相切、且繞自身中心軸線轉動，從而通過貼膜輥的滾動式擠壓，將絕緣膜與電池端面之間的空氣，使絕緣膜粘貼的更充分；則完成電池上、下大側面的貼膜，此時電池的上、下大側面絕緣膜仍為連續狀態。

3、端夾持裝置繼續帶動電池經過激光切割器，將兩兩鋰離子電池之間的絕緣膜進行切割，則電池的上、下大側面絕緣膜均為等距片段狀態。

4、端夾持裝置繼續帶動電池經過小側面貼膜機構，則對稱位于鋰離子電池上、下方的小側面貼膜機構的垂直氣缸先后動作，通過驅動其支架板伸出而使側圓桿沿著鋰離子電池的小側面移動，將切割后位于鋰離子電池小側面兩側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池的小側面上；此處不限定兩垂直氣缸運動的先后順序。

5、鋰離子電池被夾持到折角機構，折角氣缸驅動折角桿伸長運動，促使安裝在折角桿端部的折角圓球插入到相鄰鋰離子電池的間隙中，然后側移器控制兩折角桿沿折角滑槽做相向運動，則折角圓球沿著鋰離子電池的端部向中間運行，因其與電池端面相切轉動而將位于鋰離子電池端部的小側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部。

6、當折角機構恢復到初始狀態后，端夾持裝置再將電池送入端面貼膜機構。側夾持機構中的側夾持氣缸動作，驅使夾爪伸長而插入到相鄰鋰離子電池的間隙中，側移機驅動先頂桿帶動夾爪在夾爪滑槽相向移動，而夾緊鋰離子電池；然后松開端夾持裝置并回位，則此時端面貼膜機構中的端面貼膜氣缸工作，驅使端圓桿伸長并繞著套筒轉動，從而將位于鋰離子電池端部的大側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部，并排空絕緣膜中的空氣，使粘貼的更牢固；本步驟中也不限定兩個端面貼膜氣缸運動的先后順序。

7、端面貼膜機構回位后，端夾持裝置再夾持住鋰離子電池的兩端，然后側夾持機構松開、回位，最后由端夾持裝置將鋰離子電池送到下料傳送帶上，完成一個電池的包膜工作。

然后夾持裝置恢復初始狀態并沿著環形循環鏈進行循環作業。

如圖1所示，本發明的包膜方法，鋰離子電池1的上、下大側面首先接觸絕緣膜2帶有粘性的一側，然后依次進行小側面貼膜、端面折角，最后再進行端面貼膜，從而完成整個包膜流程。

一種鋰離子電池的快速包膜方法，其包括以下步驟：

（1）將待包膜的鋰離子電池1放到進料傳送帶3上，設置在環形循環鏈11上端夾持裝置10依次將鋰離子電池1的兩端部夾持住并送入大側面貼膜機構4中；

（2）大側面貼膜機構4將絕緣膜卷芯12上的絕緣膜2連續地粘貼到鋰離子電池1的大側面；

（3）環形循環鏈11繼續前進，端夾持裝置10帶動鋰離子電池1經過激光切割器5時，激光切割器5對兩兩電池之間的絕緣膜進行切割，使電池的上、下大側面上的絕緣膜為等距片段狀態；

（4）端夾持裝置10帶動鋰離子電池1到達小側面貼膜機構6，其將切割后位于鋰離子電池小側面兩側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池的小側面上；

（5）端夾持裝置10帶動鋰離子電池1到達折角機構7，其將位于鋰離子電池端部的小側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（6）端夾持裝置10帶動鋰離子電池1到達端面貼膜機構8，側夾持機構9先夾持住鋰離子電池1的兩小側面，端夾持裝置10松開電池后，端面貼膜機構8將位于鋰離子電池端部的大側面側的絕緣膜向中間折后粘貼在電池端部；

（7）端面貼膜機構8回位后，端夾持裝置10夾持住鋰離子電池1的兩端，側夾持機構9松開，最后由端夾持裝置10將鋰離子電池1送到下料傳送帶13上，完成一個電池的包膜工作。

本發明能夠方便的實現電池連續、高效包膜，無需機械式的往復拉膜運動，而且各工位銜接緊密，夾持裝置可循環利用，因此不會產生包膜等待時間，大大提高了生產效率，并具有良好的操作性、安全性。

以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。