电芯堆叠装置及方法与流程

本发明属于电芯模组生产技术领域，涉及一种电芯堆叠装置及方法。

背景技术：

对于锂电池的应用，通常需要将电芯组装成电池模组。以软包电池模组为例，在将电芯组装成电池模组的过程中，需要将多个电芯进行堆叠。

在软包电芯的堆叠的过程中，根据工艺要求需要将竖立着的软包电芯进行堆叠，由于竖立着的软包电芯容易倾倒，因此传统人工堆叠电芯时需要一直扶着已经堆叠好的电芯，这种人工堆叠的方式在堆叠电芯时的效率比较低，无法满足电池模组自动化生产线的需求。

技术实现要素：

为了解决相关技术中人工堆叠电芯时效率较低，无法满足电池模组自动化生产线的需求的问题，本申请提供了一种电芯堆叠装置及方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种电芯堆叠装置，该电芯堆叠装置包括第一扣合部和第二扣合部，第一扣合部包括第一驱动装置和扣合装置，扣合装置和第二扣合部之间盛放堆叠的电芯，第一驱动装置带动扣合装置将至少一个电芯推向靠紧至第二扣合部。

通过利用第一扣合部和第二扣合部的配合，将电芯进行依次堆叠，完成了电芯的自动堆叠，提高了堆叠电芯的效率。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该电芯堆叠装置还包括电芯堆叠板，电芯堆叠板为镂空设置，或电芯堆叠板的宽度小于电芯被放置于电芯堆叠板时与电芯堆叠板接触的边的边长。

通过电芯堆叠板的镂空设置，或者宽度小于电芯被放置于电芯堆叠板时与电芯堆叠板接触的边的边长的设置，可以与前道电芯放置装置配合，将电芯放置于电芯堆叠板上，避免对电芯堆叠板的损坏，也避免对放置后电芯的磨损。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，扣合装置包括设置在电芯堆叠板两侧的两个扣合组件，每个扣合组件包括底座和扣合头，扣合头安装在底座上，底座安装在第一滑轨上，第一驱动装置带动底座在对应的第一滑轨上移动，第一滑轨的延伸方向与电芯堆叠板的延伸方向相同，每个扣合组件的扣合头设置有向另一个扣合组件的扣合头延伸的凸起。

通过在扣合装置上设置两个扣合组件，实现两个扣合头向第二扣合部勾拉电芯的动作，通过将扣合组件设置在第一滑轨上，节省了扣合头勾拉时的动力，且避免已堆叠好的电芯散开。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，每个扣合组件还包括夹合动力装置和水平方向延伸的第二滑轨，扣合头安装在第二滑轨上，第二滑轨安装在底座上，第二滑轨垂直于第一滑轨，每个扣合组件的夹合动力装置带动扣合组件的扣合头在第二滑轨上移动，以控制两个扣合头靠近或远离。

通过将两个扣合组件设置可以相对靠近和远离，以适应不同尺寸的电芯。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第三种可能的实现方式中的任一种，在第一方面的第四种可能的实现方式中，每个扣合组件还包括限位块，限位块位于第二滑轨的侧边，以对两个扣合头相对靠近后的最小距离进行限定。

通过设置限位块，限定两个扣合头相对靠近的最小距离，以避免对电芯的损伤。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第四种可能的实现方式中的任一种，在第一方面的第五种可能的实现方式中，第二扣合部包括第二驱动装置和推顶装置，第二驱动装置的驱动端与推顶装置连接，第二驱动装置带动推顶装置向靠近扣合装置的方向运动。

通过第二驱动装置带动推顶装置向扣合装置运动，使得在电芯堆叠完成后，将堆叠的电芯压靠紧，以便后续的盖壳操作。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第五种可能的实现方式中的任一种，在第一方面的第六种可能的实现方式中，电芯堆叠装置还包括电芯翻转装置，电芯翻转将电芯从水平方向翻转为竖直方向后放置于电芯堆叠板上。

利用电芯翻转装置将电芯翻转之后放置于电芯堆叠板上，便于电芯的堆叠，且堆叠完成后，后续需要盖壳工序，为了避免盖壳时旋转堆叠的多个电芯而散落，因此在电芯堆叠时按照竖向方向进行堆叠，以便后续直接在堆叠后各电芯的上端部进行盖壳。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第六种可能的实现方式中的任一种，在第一方面的第七种可能的实现方式中，电芯翻转装置包括电芯作业组件和翻转驱动装置，电芯作业组件安装在翻转驱动装置上，翻转驱动装置带动电芯作业组件翻转90°，电芯作业组件用于承载电芯。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第七种可能的实现方式中的任一种，在第一方面的第八种可能的实现方式中，电芯作业组件包括电芯承载板、设置于电芯板周边的夹紧装置和规整部，规整部对电芯承载板上放置的电芯进行规整，夹紧装置对电芯承载板上的电芯进行加紧。

通过设置夹紧装置和规整部，使电芯在翻转时不易滑落，且在堆叠时，可以堆叠整齐，保证后续盖壳的成功率。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第八种可能的实现方式中的任一种，在第一方面的第九种可能的实现方式中，电芯承载板通过第三滑轨安装在翻转驱动装置的驱动端上，翻转驱动装置还包括带动电芯承载板在第三滑轨上滑动的动力装置，在电芯承载板和第三滑轨被翻转为竖直方向后，动力装置带动电芯承载板沿着第三滑轨下降。

通过设置第三滑轨，使电芯在翻转后可以稳定地下落至电芯堆叠工位，适用于电芯作业组件与电芯堆叠工位之间不同的高度差。

第二方面，还提供了一种电芯堆叠方法，应用于如第一方面各种可选方式中提供的电芯堆叠装置中，该电芯堆叠方法包括：第一驱动装置带动位于初始位置的扣合装置向靠近第二扣合部的方向运动，以将堆叠的电芯扣合靠紧至第二扣合部，然后第一驱动装置带动扣合装置回位至初始位置，完成一次电芯扣合动作，依次循环，直至完成预定数量电芯的堆叠扣合。

通过利用第一扣合部和第二扣合部的配合，将电芯进行依次堆叠，完成了电芯的自动堆叠，提高了堆叠电芯的效率。

可选的，应用于如第一方面第六种可能的实现方式至第九种可能的方式中的任一种提供的电芯堆叠装置中，该电芯堆叠方法包括：电芯翻转装置将电芯从水平方向翻转为竖直方向后放置于电芯堆叠板上，第一驱动装置带动位于初始位置的扣合装置向靠近第二扣合部的方向运动，以将放置的电芯堆叠扣合靠紧至第二扣合部，然后第一驱动装置带动扣合装置回位至初始位置，完成一次电芯翻转堆叠扣合动作，依次循环，直至完成预定数量电芯的翻转堆叠扣合。

通过先将电芯翻转为竖直方向，然后将竖直方向的电芯进行堆叠，由于堆叠完成后，后续需要盖壳工序，为了避免盖壳时旋转堆叠的多个电芯而散落，因此在电芯堆叠时按照竖向方向进行堆叠，以便后续直接在堆叠后各电芯的上端部进行盖壳。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本申请一个实施例中提供的电芯堆叠装置的结构示意图；

图2a是本申请一个实施例中提供的扣合装置的结构示意图；

图2b是本申请另一个实施例中提供的扣合装置的结构示意图；

图3是本申请另一个实施例中提供的电芯堆叠装置的结构示意图；

图4a是本申请一个实施例中提供的电芯翻转装置的结构示意图；

图4b是本申请另一个实施例中提供的电芯翻转装置的结构示意图；

图4c是本申请再一个实施例中提供的电芯翻转装置的结构示意图。

其中，附图标记如下：

10、第一扣合部；11、第一驱动装置；12、扣合组件；13、底座；14、扣合头；15、第一滑轨；16、夹合动力装置；17、第二滑轨；18、限位块；20、第二扣合部；21、第二驱动装置；22、推顶装置；30、电芯堆叠板；40、电芯翻转装置；41、电芯作业组件；411、电芯承载板；412、夹紧装置；413、规整部；4131、规整板；4132、驱动部；414、第三滑轨；415、动力装置；42、翻转驱动装置；50、电芯。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本发明一个实施例中提供的电芯堆叠装置的结构示意图，该电芯堆叠装置包括：第一扣合部10和第二扣合部20，第一扣合部10包括第一驱动装置11和扣合装置，扣合装置和第二扣合部20之间盛放堆叠的电芯，第一驱动装置11带动扣合装置将至少一个电芯推向靠紧至第二扣合部20。

通过利用第一扣合部10和第二扣合部20的配合，将电芯进行依次堆叠，完成了电芯的自动堆叠，提高了堆叠电芯的效率。

在实际应用中，根据电芯堆叠方位的需要，扣合装置可以是水平移动以与第二扣合部20配合堆叠电芯，扣合装置也可以是竖直移动以与第二扣合部20配合堆叠电芯。

请参见图2a所示，其是本申请一个实施例中提供的扣着装置的结构示意图，该扣合装置包括设置在电芯堆叠板30两侧的两个扣合组件12，两个扣合组件12结构相同，且对称设置。每个扣合组件12包括底座13和扣合头14，扣合头14安装在底座13上，底座13安装在第一滑轨15上，第一驱动装置11带动底座13在对应的第一滑轨15上移动，第一滑轨15的延伸方向与电芯堆叠板30的延伸方向相同，每个扣合组件12的扣合头14设置有向另一个扣合组件12的扣合头14延伸的凸起。

通过在扣合装置上设置两个扣合组件12，实现两个扣合头14向第二扣合部20勾拉电芯的动作，通过将扣合组件12设置在第一滑轨15上，节省了扣合头14勾拉时的动力，且避免已堆叠好的电芯散开。

在实际应用中，根据电芯的尺寸不同，两个扣合组件12之间的间距要与电芯尺寸匹配，以能够实现将电芯向第二扣合部20的勾拉，因此在一种可能的实现中，每个扣合组件12还可以包括夹合动力装置41516和水平方向延伸的第二滑轨17，扣合头14安装在第二滑轨17上，第二滑轨17安装在底座13上，第二滑轨17垂直于第一滑轨15，每个扣合组件12的夹合动力装置41516带动扣合组件12的扣合头14在第二滑轨17上移动，以控制两个扣合头14靠近或远离。

在实际应用中，为了限定两个扣合头14相对靠近的最小距离，以避免两个扣合头14的安装部之间过窄造成对电芯的压伤，本申请中对两个扣合头14的最小距离进行了限位。请参见图2b所示，其是本申请另一个实施例中提供的扣合装置的结构示意图，每个扣合组件12还包括限位块18，限位块18位于第二滑轨17的侧边，以对两个扣合头14相对靠近后的最小距离进行限定。

在一种可能的实现方式中，在第一方面的第五种可能的实现方式中，第二扣合部20包括第二驱动装置21和推顶装置22，第二驱动装置21的驱动端与推顶装置22连接，第二驱动装置21带动推顶装置22向靠近扣合装置的方向运动。

通过第二驱动装置21带动推顶装置22向扣合装置运动，使得在电芯堆叠完成后，将堆叠的电芯压靠紧，以便后续的盖壳操作。

在电芯处理生产线上，该电芯堆叠装置还可以包括电芯堆叠板30，第二扣合部20设置于电芯堆叠板30的一端，扣合装置在电芯堆叠板30上方往复运动。

在一种可选的实现方式中，电芯堆叠板30可以为镂空设置，以便于与放置电芯的装置配合。在另一种可选的实现方式中，电芯堆叠板30的宽度小于电芯被放置于电芯堆叠板30时与电芯堆叠板30接触的边的边长。

本申请中通过电芯堆叠板30的镂空设置，或者宽度小于电芯被放置于电芯堆叠板30时与电芯堆叠板30接触的边的边长的设置，可以与前道电芯放置装置配合，将电芯放置于电芯堆叠板30上，避免对电芯堆叠板30的损坏，也避免对放置后电芯的磨损。

在电芯模组的生产线上，为了提高电芯模组的生产效率，请参见图3所示，其是本申请另一个实施例中提供的电芯堆叠装置的结构示意图，该电芯堆叠装置还可以包括电芯翻转装置40，电芯翻转将电芯从水平方向翻转为竖直方向后放置于电芯堆叠板30上，电芯堆叠板30上堆叠的电芯50如图3所示。

利用电芯翻转装置40将电芯翻转之后放置于电芯堆叠板30上，便于电芯的堆叠，且堆叠完成后，后续需要盖壳工序，为了避免盖壳时旋转堆叠的多个电芯而散落，因此在电芯堆叠时按照竖向方向进行堆叠，以便后续直接在堆叠后各电芯的上端部进行盖壳。

请参见图4a所示，其是本申请一个实施例中提供的电芯翻转装置40的结构示意图，该电芯翻转装置40包括电芯作业组件41和翻转驱动装置42，电芯作业组件41安装在翻转驱动装置42上，翻转驱动装置42带动电芯作业组件41翻转90°，电芯作业组件41用于承载电芯。

可选的，电芯作业组件41可以包括电芯承载板411、设置于电芯板周边的夹紧装置412和规整部413，规整部413对电芯承载板411上放置的电芯进行规整，夹紧装置412对电芯承载板411上的电芯进行加紧。

通过设置夹紧装置412和规整部413，使电芯在翻转时不易滑落，且在堆叠时，可以堆叠整齐，保证后续盖壳的成功率。

请参见图4b所示，其是本申请另一个实施例中提供的电芯翻转装置40的结构示意图，规整部413包括规整板4131以及带动规整板4131移动的驱动部4132，各规整部413的驱动部4132带动对应的规整板4131进行移动，实现规整部413对电芯的规整。

请参见图4c所示，其是本申请再一个实施例中提供的电芯翻转装置40的结构示意图，该电芯承载板411通过第三滑轨414安装在翻转驱动装置42的驱动端上，翻转驱动装置42还包括带动电芯承载板411在第三滑轨414上滑动的动力装置415，在电芯承载板411和第三滑轨414被翻转为竖直方向后，动力装置415带动电芯承载板411沿着第三滑轨414下降。

通过设置第三滑轨414，使电芯在翻转后可以稳定地下落至电芯堆叠工位，适用于电芯作业组件41与电芯堆叠工位之间不同的高度差。

需要注意的是，上述各个技术特征可以根据实际应用进行组合以形成不同的实施例，本申请不对各个技术特征的组合进行过多限定。

综上所述，本申请提供的电芯堆叠装置，通过利用第一扣合部和第二扣合部的配合，将电芯进行依次堆叠，完成了电芯的自动堆叠，提高了堆叠电芯的效率。

另外，利用电芯翻转装置将电芯翻转之后放置于电芯堆叠板上，便于电芯的堆叠，且堆叠完成后，后续需要盖壳工序，为了避免盖壳时旋转堆叠的多个电芯而散落，因此在电芯堆叠时按照竖向方向进行堆叠，以便后续直接在堆叠后各电芯的上端部进行盖壳。

第二方面，还提供了一种电芯堆叠方法，应用于如图1-图4c所示的电芯堆叠装置中，该电芯堆叠方法包括：第一驱动装置带动位于初始位置的扣合装置向靠近第二扣合部的方向运动，以将堆叠的电芯扣合靠紧至第二扣合部，然后第一驱动装置带动扣合装置回位至初始位置，完成一次电芯扣合动作，依次循环，直至完成预定数量电芯的堆叠扣合。

可选的，应用于图1-图4c所示提供的电芯堆叠装置中，该电芯堆叠方法包括：电芯翻转装置将电芯从水平方向翻转为竖直方向后放置于电芯堆叠板上，第一驱动装置带动位于初始位置的扣合装置向靠近第二扣合部的方向运动，以将放置的电芯堆叠扣合靠紧至第二扣合部，然后第一驱动装置带动扣合装置回位至初始位置，完成一次电芯翻转堆叠扣合动作，依次循环，直至完成预定数量电芯的翻转堆叠扣合。

综上所述，本申请提供的电芯堆叠方法，通过利用第一扣合部和第二扣合部的配合，将电芯进行依次堆叠，完成了电芯的自动堆叠，提高了堆叠电芯的效率。

另外，通过先将电芯翻转为竖直方向，然后将竖直方向的电芯进行堆叠，由于堆叠完成后，后续需要盖壳工序，为了避免盖壳时旋转堆叠的多个电芯而散落，因此在电芯堆叠时按照竖向方向进行堆叠，以便后续直接在堆叠后各电芯的上端部进行盖壳。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。