电池抽真空夹具、电池抽真空机及其上料方法
【专利摘要】本发明公开一种电池抽真空夹具，包括基座、夹持板、导杆、压缩弹簧及限位件，所述基座的表面向上延伸出固定板，所述导杆垂直地固定于所述固定板，所述夹持板滑动地套接于所述导杆且内侧与所述固定板的内侧相对形成夹持电池的夹持间隙，所述压缩弹簧抵触于所述夹持板的外侧与所述导杆的端部之间；所述限位件固定于所述固定板的上方，且所述限位件的边缘向所述夹持板的方向水平延伸出限位凸沿。本发明电池抽真空夹具无需使用传统的抽真空装置即可自动且持续地对锂电池内部加压并排气。本发明还公开一种电池抽真空机及电池抽气上料方法。
【专利说明】电池抽真空夹具、电池抽真空机及其上料方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池抽真空设备，尤其涉及一种电池抽真空夹具、电池抽真空机及其上料方法。
【背景技术】
[0002]随着科技术的进步及电子设备的应用，锂电池已应用于生活中的各个方面。片状的锂电池的生产制造过程一般包括以下工序:搅拌、涂布、冷压、裁片、卷绕(或者叠片)、注液、化成、容量等。而在电池化成后，为了使电池的性能更好，一般还需要对电池内部进行抽真空。
[0003]传统的抽真空工序一般是通过将电池放置于夹具上进行定位，然后通过管道连接抽真空泵,利用抽真空泵对电池内部进行抽气；但是，由于在抽真空的过程中需要等待一段时间，这种方式抽真空方式抽真空速度较慢,会影响生产效率。然而,使用传统的真空泵抽真空都无法解决此缺陷。
[0004]因此，需要一种无需使用传统的抽真空装置即可自动且持续地对锂电池内部加压并排气，有效提高生产效率的电池抽真空夹具。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种无需使用传统的抽真空装置即可自动且持续地对锂电池内部加压并排气的电池抽真空夹具。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种自动对锂电池内部加压并排气的电池抽真空机。
[0007]本发明的又一目的在于提供一种在对锂电池内部抽气前进行自动上料到电池抽空真夹具上的上料方法。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供的电池抽真空夹具包括基座、夹持板、导杆、压缩弹簧及限位件，所述基座的表面向上延伸出固定板，所述导杆垂直地固定于所述固定板，所述夹持板滑动地套接于所述导杆且内侧与所述固定板的内侧相对形成夹持电池的夹持间隙，所述压缩弹簧抵触于所述夹持板的外侧与所述导杆的端部之间；所述限位件固定于所述固定板的上方，且所述限位件的边缘向所述夹持板的方向水平延伸出限位凸沿。
[0009]与现有技术相比，由于本发明通过在所述基座上延伸出固定板，并且设置一与所述固定板相对的夹持板，利用导杆使所述夹持板能相对所述固定板滑动，从而可靠近或远离所述夹持板；并且，通过在所述夹持板与所述导杆的端部之间设置压缩弹簧，从而使所述夹持板能自动夹持电池并且利用所述压缩弹簧的弹性力对电池自动加压，进而将电池内部的气体排出；另外，又通过在所述固定板的上方设置限位件，所述限位件对所述电池在安装于所述夹持间隙的过程中起到定位及限位的作用，使电池的安装位置更准确，保证电池能完全被夹持板夹持，从而使电池内部排气更充分。
[0010]较佳地，所述电池抽真空夹具还包括一对橡胶板，所述橡胶板分别设置于所述夹持板及所述固定板的内侧，且所述橡胶板的表面积大于或等于所述电池的表面积。由于所述夹持板与所述固定板之间的压力是由所述压缩弹簧提供，因此，在所述固定板与所述夹持板之间设置所述橡胶板，利用所述橡胶板具有缓冲的作用，从而防止因压力过大而压坏电池。
[0011]具体地，所述限位凸沿的长度大于所述橡胶板的宽度且小于所述橡胶板的宽度与所述电池的厚度之和。由于所述电池的具有电池气袋，当电池放置于夹持间隙内时，电池气袋需要伸出于电池抽真空夹具以供抓取，因此，当所述夹持板与所述固定板相互夹持时，所述限位凸沿与夹持板之间能留出一定的空隙，从而方便电池气袋伸出。
[0012]一种电池抽真空机，包括第一平台、垂直驱动机构、气动手指、电磁铁、第一水平驱动机构及权利要求1至3任一项所述的电池抽真空夹具；所述气动手指滑动地设置于所述第一平台，所述垂直驱动机构安装于所述第一平台且输出端向下伸缩地驱动所述气动手指上下滑动；所述电池抽真空夹具设置于所述气动手指的下方，且所述气动手指对准所述夹持间隙，所述夹持板位于靠近所述电池抽真空机的一侧；所述电磁铁正对所述夹持板并在通电时吸附所述夹持板，所述第一水平驱动机构驱动所述电磁铁沿与所述夹持板受到的弹性力相反的方向移动。
[0013]与现有技术相比，由于本发明设置电磁铁，所述电磁铁在通电时产生磁场，再通过第一水平驱动机构驱动所述电磁铁，从而使所述电磁铁能吸附所述电池抽真空夹具的夹持板，使所述夹持板与所述固定板相互远离而打开夹持间隙；再利用垂直驱动机构驱动气动手指，使所述气动手指在抓取电池后能向下移动，从而使电池能放置于位于其下方的电池抽真夹具；当所述电磁铁断电后，利用电池抽真空夹具中的压缩弹簧使所述夹持板与所述固定板夹持电池，进而将电池内部的气体充分地排出，从而无需使用传统的抽真空机即可对电池抽真空，有效提高了抽真空的速度，提高了生产效率。
[0014]较佳地，所述电池抽真空机还包括第二水平驱动机构及第二平台，所述第一平台沿垂直于所述夹持板的内侧的方向水平滑动地设置于所述第二平台上，所述第二水平驱动机构驱动所述第一平台滑动。所述第二水平驱动机构能驱动所述垂直驱动机构及所述气动手指沿水平方向移动，使所述气动手指在实现上下移动的同时能具有水平方向的调整，从而使电池能准确地放置于所述电池抽真空夹具中。
[0015]较佳地，所述电池抽真空机还包括滑动座，所述滑动座滑动地设置于所述第一平台且与所述气动手指连接，所述垂直驱动机构驱动所述滑动座上下滑动。
[0016]具体地，所述电池抽真空机还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端固定于所述滑动座，另一端固定于所述气动手指。由于所述电池抽真空夹具上设置有限位件，当所述气动手指驱动电池抵顶于所述限位凸沿时，所述缓冲弹簧可以在所述气动手指与电池之间起在到缓冲的作用，防止气动手指过渡的拉扯而损坏电池。
[0017]较佳地，所述电池抽真空机还包括底座、定位气缸及可插入于所述夹持间隙内的定位销，所述定位销与所述定位气缸的输出端固定，所述定位气缸固定于所述底座且位于所述电池抽真空夹具的两端。所述定位气缸可以预先对所述电池抽真空夹具进行定位，并且在所述电磁铁吸附所述夹持板时能抵顶所述固定板，从而对打开电池抽真空夹具起到辅助的作用。
[0018]较佳地，所述气动手指的两手指的内侧分别枢接有转动块。由于所述气动手指在放置电池的过程中需要将电池抵顶于所述限位件，以达到定位的作用，在此过程中，电池的上边缘通常不是完全与所述限位件的限位凸沿贴合，这样使定位不准确，而通过在所述气动手指上设置所述转动块，所述转动块能在限位件抵触电池时自动调整电池的姿势，从而确保电池的上边缘完全与所述限位件的限位凸沿贴合。
[0019]一种电池抽气上料方法，包括以下步骤:对权利要求4的电池抽真空机的电磁铁通电，使所述电磁铁吸附所述夹持板，并驱动所述电磁铁移动使所述夹持板远离所述固定板；驱动气动手指抓取电池的气袋，将所述电池的电池实体完全放置于所述夹持及所述固定板之间；驱动所述电池水平移动，使其靠近所述固定板；驱动所述电池竖直向上移动，使所述电池实体的上边缘与所述限位件抵触；使所述电磁铁断电，所述压缩弹簧驱动所述夹持板靠近所述固定板进而对电池加压。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明电池抽真空夹具的结构示意图。
[0021]图2是本发明电池抽真空夹具的剖视图。
[0022]图3是图2中A部分的放大图。
[0023]图4是本发明电池抽真空机的结构示意图。
[0024]图5是本发明电池抽真空机的另一结构示意图。
[0025]图6是本发明电池抽真空机的侧视图。
【具体实施方式】
[0026]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0027]如图1、图2所示，本发明电池抽真空夹具100包括基座11、夹持板12、导杆13、压缩弹簧14、限位件15及一对橡胶板16 ;基座11的表面向上延伸出固定板111,导杆13垂直地固定于固定板111，夹持板12滑动地套接于导杆13且内侧与固定板111的内侧相对形成夹持电池300的夹持间隙101。压缩弹簧14抵触于夹持板12的外侧与导杆13的端部之间，并提供使夹持板12向固定板111靠近的弹性力；由于电池300排气所需要的压力是由压缩弹簧14的弹力所提供，因此，可以根据电池300需要压力而选用不同的压缩弹簧14。限位件15固定于固定板111的上方，且限位件15的边缘向夹持板12的方向水平延伸出限位凸沿151。橡胶板16分别设置于夹持板12及固定板111的内侧，且橡胶板16的表面积大于或等于电池300的表面积。由于夹持板12与固定板111之间的压力是由压缩弹簧14提供，因此，在固定板111与夹持板12之间设置橡胶板16，利用橡胶板16具有缓冲的作用，从而防止因压力过大而压坏电池。具体地，限位凸沿151的长度大于橡胶板16的宽度且小于橡胶板16的宽度与电池300的厚度之和。由于电池300的具有电池气袋301，电池气袋301包裹电池实体302，当电池300放置于夹持间隙101内时，电池气袋301需要伸出于电池抽真空夹具100以供抓取，因此，当夹持板12与固定板111相互夹持时，限位凸沿151与夹持板12之间能留出一定的空隙，从而方便电池气袋301伸出。
[0028]与现有技术相比，由于在基座11上延伸出固定板111，并且设置一与固定板111相对的夹持板12，利用导杆13使夹持板12能相对固定板111滑动，从而可靠近或远离夹持板12 ;并且，通过在夹持板12与导杆13的端部之间设置压缩弹簧14，从而使夹持板12能自动夹持电池300并且利用压缩弹簧14的弹性力对电池300自动加压，进而将电池300内部的气体排出；另外，又通过在固定板111的上方设置限位件15，限位件15对电池在安装于夹持间隙101的过程中起到定位及限位的作用，使电池300的安装位置更准确，保证电池300能完全被夹持板12夹持，从而使电池300内部排气更充分。
[0029]请参阅图4及图5，本发明的电池抽真空机200包括第一平台21、垂直驱动机构22、气动手指23、电磁铁24、第一水平驱动机构25、第二水平驱动机构26、第二平台27、滑动座28、缓冲弹簧29、底座30、定位气缸31、定位销32及上述公开的电池抽真空夹具100。
[0030]结合图4及图5，请参阅图6，气动手指23通过滑轨滑动地设置于第一平台21，垂直驱动机构22安装于第一平台21且输出端向下伸缩地设置；滑动座28滑动地设置于第一平台21，缓冲弹簧29的一端固定于滑动座28，另一端固定于气动手指23。垂直驱动机构22驱动滑动座28上下滑动进而可驱动气动手指23上下滑动。由于电池抽真空夹具100上设置有限位件15，当气动手指23驱动电池300抵顶于限位凸沿151时，缓冲弹簧29可以起到缓冲的作用，防止气动手指23过渡的拉扯而损坏电池300。电池抽真空夹具100设置于气动手指23的下方，且气动手指23对准夹持间隙101，夹持板12位于靠近电池抽真空机200的一侧；电磁铁24正对夹持板12并在通电时吸附夹持板12，第一水平驱动机构25驱动电磁铁24沿与夹持板12受到的弹性力相反的方向移动。
[0031]再请参阅图5，第一平台21通过滑轨沿垂直于夹持板12的内侧的方向水平滑动地设置于第二平台27上，第二水平驱动机构26安装于第二平台27上并驱动第一平台21滑动，第二平台27安装于底座30上。第二水平驱动机构26能驱动垂直驱动机构22及气动手指23沿水平方向移动，使气动手指23在实现上下移动的同时能具有水平方向的调整，从而使电池300能准确地放置于电池抽真空夹具100中。
[0032]再请参阅图5定位销32与定位气缸31的输出端固定，定位气缸31固定于底座30且位于电池抽真空夹具100的两端。定位销32在定位气缸31的驱动下可插入于夹持间隙101内，定位销32可以预先对电池抽真空夹具100进行定位，并且在电磁铁24吸附夹持板12时能抵顶固定板111，从而对打开电池抽真空夹具100起到辅助的作用。
[0033]如图3及图4所示，气动手指23的两手指的内侧分别枢接有转动块231。由于气动手指23在放置电池300的过程中需要将电池实体302抵顶于限位件15，以达到定位的作用，在此过程中，电池实体302的上边缘通常不是完全与限位件15的限位凸沿151贴合，这样使定位不准确，而通过在气动手指23上设置转动块231，转动块231能在限位件15抵触电池时自动调整电池300的姿势，从而确保电池实体302的上边缘完全与限位件15的限位凸沿151贴合。
[0034]电池抽真空机200是用于将电池300放置于电池抽真空夹具100内，因此，本发明还提供一种电池抽气上料方法，包括以下步骤:1.对权利要求4的电池抽真空机200的电磁铁24通电，使电磁铁24吸附夹持板12，并驱动电磁铁24移动使夹持板12远离固定板111 ；2.驱动气动手指23抓取电池300的电池气袋301，将电池300的电池实体302完全放置于夹持板12及固定板111之间；3.驱动电池300水平移动，使其靠近固定板111 ；4.驱动电池300竖直向上移动，使电池实体302的上边缘与限位件15抵触；5.使电磁铁24断电，压缩弹簧14驱动夹持板12靠近固定板111进而对电池300加压。
[0035]综合上述，并结合图2、图3及图6，下面对本发明电池抽真空机200的工作原理进行详细描述，如下:
[0036]当需要将电池300进行抽真空时，驱动第一水平驱动机构25，使其推动电磁铁24水平朝向夹持板12方向运动，同时，电磁铁24通电产生磁场；当电磁铁24到达夹持板12的侧面时，在电磁的作用下，夹持板12吸附于电磁铁24，此时，第一水平驱动机构25驱动电磁铁24向反方向移动，从而使夹持板12远离固定板111，夹持间隙101增大。然后，气动手指23的两手指张开，并夹持电池气袋301，电池气袋301夹持于两转动块231之间；电池实体302挂载于下方。再驱动垂直移动机构22，使其驱动气动手指23向下移动，这时，电池300向下移动并进入夹持间隙101。当电池实体302完体进入夹持间隙101后，垂直驱动机构22停止驱动，第二水平驱动机构26启动并驱动第一平台21移动，第一平台21带动气动手指23向内移动，使电池实体302向限位件151的一侧移动；然后，第二水平驱动机构26停止驱动，垂直驱动机构22再驱动气动手指23向上移动，使电池300向上移动，直到电池实体302的上边缘抵顶于限位凸沿151为止；最后，启动第一水平驱动机构25，使其通过电磁铁24驱动夹持板12靠近固定板111，并使电磁铁24断电，这时，夹持板12与电磁铁24分离，在压缩弹簧14的作用下，夹持板12与固定板111共同夹持电池300，使电池300内的气体完全排出。
[0037]与现有技术相比，由于本发明设置电磁铁24，电磁铁24在通电时产生磁场，再通过第一水平驱动机构25驱动电磁铁24，从而使电磁铁24能吸附电池抽真空夹具100的夹持板12，使夹持板12与固定板111相互远离而打开夹持间隙101 ;再利用垂直驱动机构22驱动气动手指23，使气动手指23在抓取电池300后能向下移动，从而使电池300能放置于位于其下方的电池抽真空夹具100 ;当电磁铁24断电后，利用电池抽真空夹具100中的压缩弹簧14使夹持板12与固定板111夹持电池，进而将电池300内部的气体充分地排出，从而无需使用传统的抽真空机即可对电池300抽真空，有效提高了抽真空的速度，提高了生产效率。
[0038]本发明电池抽真空机200所涉及到的垂直驱动机构22、第一水平驱动机构25及第二水平驱动机构26的可以使用气缸或丝杆螺母机构等作为驱动元件，其结构均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。
[0039]以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种电池抽真空夹具，其特征在于:包括基座、夹持板、导杆、压缩弹簧及限位件，所述基座的表面向上延伸出固定板，所述导杆垂直地固定于所述固定板，所述夹持板滑动地套接于所述导杆且内侧与所述固定板的内侧相对形成夹持电池的夹持间隙，所述压缩弹簧抵触于所述夹持板的外侧与所述导杆的端部之间；所述限位件固定于所述固定板的上方，且所述限位件的边缘向所述夹持板的方向水平延伸出限位凸沿。
2.如权利要求1所述的电池抽真空夹具，其特征在于:所述电池抽真空夹具还包括一对橡胶板，所述橡胶板分别设置于所述夹持板及所述固定板的内侧，且所述橡胶板的表面积大于或等于所述电池的表面积。
3.如权利要求2所述的电池抽真空夹具，其特征在于:所述限位凸沿的长度大于所述橡胶板的宽度且小于所述橡胶板的宽度与所述电池的厚度之和。
4.一种电池抽真空机，其特征在于:包括第一平台、垂直驱动机构、气动手指、电磁铁、第一水平驱动机构及权利要求1至3任一项所述的电池抽真空夹具；所述气动手指滑动地设置于所述第一平台，所述垂直驱动机构安装于所述第一平台且输出端向下伸缩地驱动所述气动手指上下滑动；所述电池抽真空夹具设置于所述气动手指的下方，且所述气动手指对准所述夹持间隙，所述夹持板位于靠近所述电池抽真空机的一侧；所述电磁铁正对所述夹持板并在通电时吸附所述夹持板，所述第一水平驱动机构驱动所述电磁铁沿与所述夹持板受到的弹性力相反的方向移动。
5.如权利要求4所述的电池抽真空机，其特征在于:所述电池抽真空机还包括第二水平驱动机构及第二平台，所述第一平台沿垂直于所述夹持板的内侧的方向水平滑动地设置于所述第二平台上，所述第二水平驱动机构驱动所述第一平台滑动。
6.如权利要求4所述的电池抽真空机，其特征在于:所述电池抽真空机还包括滑动座，所述滑动座滑动地设置于所述第一平台且与所述气动手指连接，所述垂直驱动机构驱动所述滑动座上下滑动。
7.如权利要求6所述的电池抽真空机，其特征在于:所述电池抽真空机还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端固定于所述滑动座，另一端固定于所述气动手指。
8.如权利要求4所述的电池抽真空机，其特征在于:所述电池抽真空机还包括底座、定位气缸及可插入于所述夹持间隙内的定位销，所述定位销与所述定位气缸的输出端固定，所述定位气缸固定于所述底座且位于所述电池抽真空夹具的两端。
9.如权利要求4所述的电池抽真空机，其特征在于:所述气动手指的两手指的内侧分别枢接有转动块。
10.一种电池抽气上料方法，其特征在于，包括以下步骤: 对权利要求4的电池抽真空机的电磁铁通电，使所述电磁铁吸附所述夹持板,并驱动所述电磁铁移动使所述夹持板远离所述固定板； 驱动气动手指抓取电池的气袋，将所述电池的电池实体完全放置于所述夹持及所述固定板之间； 驱动所述电池水平移动，使其靠近所述固定板； 驱动所述电池竖直向上移动，使所述电池实体的上边缘与所述限位件抵触； 使所述电磁铁断电，所述压缩弹簧驱动所述夹持板靠近所述固定板进而对电池加压。
【文档编号】H01M2/12GK103794744SQ201410047856
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月11日 优先权日:2014年2月11日
【发明者】陶广, 马益金, 李正军, 谢鹏 申请人:东莞市德瑞精密设备有限公司