电芯的流转夹具、设备及方法与流程

[0001]
本申请涉及储能器件的加工工装技术领域，尤其涉及一种电芯的流转夹具、设备及方法。


背景技术：

[0002]
随着新能源技术的发展，二次电池越来越得到广泛的应用。二次电池包括电池壳体和容纳于电池壳体内的电芯和电解液，通过电化学反应输出电能。
[0003]
电芯的结构分为卷绕式电芯和叠片式电芯，具体而言，电芯包括负极极片、隔离膜与正极极片。负极极片、隔离膜与正极极片三者顺序堆叠并卷绕，即为卷绕式电芯。负极极片、隔离膜与正极极片三者顺序堆叠，即为堆叠式电芯。
[0004]
对于卷绕式电芯和堆叠式电芯，现有技术的流转夹具均会出现在热压或冷压工序中，容易损坏电芯的问题。


技术实现要素：

[0005]
本申请提供了一种电芯的流转夹具、设备及方法，以解决现有技术中的问题，保证电芯在流转过程中不受损。
[0006]
本申请的第一方面提供了一种电芯的流转夹具，包括：相对设置的第一夹板和第二夹板；
[0007]
所述第一夹板和所述第二夹板之间具有用于容纳电芯的夹持空间；
[0008]
所述第一夹板设置有第一吸附件；
[0009]
所述第二夹板设置有第二吸附件；所述第一吸附件位于所述第一夹板的一侧或两侧；
[0010]
所述第二吸附件至少部分与所述第一吸附件对应；所述第一吸附件和所述第二吸附件用于在所述第一夹板和所述第二夹板之间产生吸附力。
[0011]
在一种可能的实施方式中，所述第一吸附件和所述第二吸附件至少包括磁性元件。
[0012]
在一种可能的实施方式中，所述第一吸附件和所述第二吸附件还包括铁磁性金属。
[0013]
在一种可能的实施方式中，所述第一夹板朝向所述第二夹板的一侧设置有第一对正部；
[0014]
所述第二夹板朝向所述第一夹板的一侧设置有第二对正部；
[0015]
所述第一对正部与所述第二对正部相互对正。
[0016]
在一种可能的实施方式中，所述第一对正部和所述第二对正部中，一者为v形凹槽，另一者为v形凸起。
[0017]
在一种可能的实施方式中，所述第一对正部和所述第二对正部均为两个；
[0018]
所述夹持空间设置于两个第一对正部和两个第二对正部之间。
[0019]
在一种可能的实施方式中，第一夹板和/或第二夹板上设置夹爪槽。
[0020]
本申请第二方面提供了一种电芯的流转设备，所述流转设备还包括上述任一项所述的流转夹具。
[0021]
在一种可能的实施方式中，所述第一夹板和所述第二夹板中，与所述流转设备的设备本体配合的一者的厚度，大于另一者的厚度。
[0022]
在一种可能的实施方式中，所述第一夹板和所述第二夹板中，未与所述设备本体配合的一者设置有透气孔。
[0023]
在一种可能的实施方式中，所述流转设备还包括清洁部件，用于对所述第一夹板和/或所述第二夹板进行清洁。
[0024]
本申请第三方面提供了一种电芯的夹持方法，包括：
[0025]
将电芯放置于第一夹板和第二夹板中与流转设备的设备本体配合的一者；
[0026]
将所述第一夹板和所述第二夹板中的另一者盖于所述电芯，以使所述电芯位于所述夹持空间；
[0027]
将所述第一夹板的第一吸附件和所述第二夹板的第二吸附件配合，使所述第一夹板和所述第二夹板夹紧所述电芯。
[0028]
本申请第四方面提供了一种电芯的转运方法，包括上述的夹持方法，所述转运方法还包括：
[0029]
将夹持所述电芯的所述第一夹板和所述第二夹板转运到设定位置。
[0030]
在一种可能的实施方式中，将夹持所述电芯的第一夹板和第二夹板转运到设定位置包括：
[0031]
利用夹爪夹紧所述第一夹板和所述第二夹板；
[0032]
控制所述夹爪带动夹持所述电芯的所述第一夹板和所述第二夹板转运到设定位置。
[0033]
本申请第五方面提供了一种电芯的热冷压方法，包括上述的夹持方法，所述热冷压方法还包括：
[0034]
对夹持所述电芯的所述第一夹板和所述第二夹板进行热冷压。
[0035]
在一种可能的实施方式中，所述热冷压方法还包括：
[0036]
对盖于所述电芯的所述第一夹板或所述第二夹板的透气孔吹气，以使所述电芯脱落。
[0037]
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
[0038]
本申请所提供的电芯的流转夹具、设备及方法中，通过设置与电芯接触的第一夹板和第二夹板，在与电芯接触流转过程中，不会发生如夹爪直接夹持电芯导致的电芯损伤。另外，利用第一夹板上的第一吸附件和第二夹板上的第二吸附件之间产生吸附力，使第一夹板和第二夹板能全程提供压力给电芯，电芯的极片之间不会容易发生位移，保证了装配质量。
[0039]
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，并不能限制本申请。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
图1为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具的结构分解图；
[0042]
图2为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第一夹板的结构示意图；
[0043]
图3为图2中的b处放大图；
[0044]
图4为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第二夹板的结构示意图；
[0045]
图5为图4中的c处放大图；
[0046]
图6为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第一夹板的侧视图；
[0047]
图7为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第二夹板的侧视图；
[0048]
图8为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第二夹板的另一种结构的局部示意图；
[0049]
图9为图1中的a处放大图。
[0050]
附图标记：
[0051]
100-流转夹具；
[0052]
1-第一夹板；
[0053]
11-第一吸附件；
[0054]
12-第一对正部；
[0055]
2-第二夹板；
[0056]
21-第二吸附件；
[0057]
22-第二对正部；
[0058]
23-透气孔；
[0059]
24-金属板；
[0060]
3-夹持空间。
[0061]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
[0062]
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0063]
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0064]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0065]
需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
[0066]
本申请实施例提供了一种流转夹具和设备，用于转运电芯。现有技术中的电芯包括卷绕式电芯和叠片式电芯。电芯包括正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜。对于卷绕式电芯，其两端较软，在进入热冷压工序后，经常由于电芯定位问题而导致电芯被压伤、压破等电芯损伤问题；而对于叠片式电芯，由于电芯的极片之间现对于隔膜均是自由状态，所以在搬运过程中会使原先很精准的极片相对位置发生偏移，影响装配质量。
[0067]
本申请提供的电芯的流转夹具100和流转设备，能够解决上述技术问题。
[0068]
图1为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具的结构分解图；图2为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第一夹板的结构示意图；图3为图2中的b处放大图；图4为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第二夹板的结构示意图；图5为图4中的c处放大图；图6为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第一夹板的侧视图；图7为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第二夹板的侧视图；图8为本申请实施例所提供的电芯的流转夹具中第二夹板的另一种结构的局部示意图；图9为图1中的a处放大图。
[0069]
如图1所示，本申请提供了一种电芯的流转夹具100，包括相对设置的第一夹板1和第二夹板2。
[0070]
其中，第一夹板1和第二夹板2之间具有用于容纳电芯的夹持空间3，在夹持电芯时，电芯位于该夹持空间3。第一夹板1和第二夹板2中，对应于夹持空间3夹持电芯的位置是非金属材质。具体地，对应于电芯的位置，第一夹板1和第二夹板2可以是金属材质外包覆非金属，也可以是第一夹板1和第二夹板2的该位置直接由非金属制成。
[0071]
第一夹板1设置有第一吸附件11，该第一吸附件11可以设置于第一夹板1，也可以与第一夹板1为一体成型。
[0072]
第二夹板2设置有第二吸附件21，该第二吸附件21可以设置于第二夹板2，也可以与第二夹板2为一体成型。
[0073]
第一吸附件11位于第一夹板1的一侧或两侧，第二吸附件21至少部分与第一吸附件11对应。第一吸附件11和第二吸附件21用于在第一夹板1和第二夹板2之间产生吸附力。
[0074]
上述第一夹板1和第二夹板2中，一者可以放置于流转设备的设备本体，也可以连接于流转设备的设备本体。本实施例中，以第一夹板1放置于设备本体为例进行说明，在对电芯进行转运的过程中，先将电芯放置于第一夹板，再将第二夹板2放置于电芯上。由于第一夹板1和第二夹板2之间具有吸附力，因此可以将电芯夹持在夹持空间3。这样，在转运流转的过程中，第一夹板1和第二夹板2之间具有吸引力，随着夹具的夹爪一起运转时，全程均可以提供压力给电芯，保证电芯在夹持空间内没有位置移动。
[0075]
相对于现有技术，与电芯接触的第一夹板1和第二夹板2与电芯接触面积大，夹爪直接抓取夹板，不会发生如夹爪直接夹持电芯导致的电芯损伤。另外，由于第一夹板1和第二夹板2全程提供压力给电芯，电芯的极片之间不容易发生位移，保证了装配质量。
[0076]
由于电芯中的隔膜经常会在双面均涂有陶瓷粉，在转运中可能会发生陶瓷粉掉落污染设备的情况，本申请实施例提供的流转夹具通过第一夹板1和第二夹板2对电芯进行夹
持，清理掉落的陶瓷粉变得容易。在电芯流转的过程中，可以在不影响转运节奏的同时，利用流转设备的清洁部件自动或手动地对第一夹板1和/或第二夹板2进行清洁，提高设备的工作效率。
[0077]
本实施例中，第一吸附件11和第二吸附件21至少包括磁性元件。
[0078]
一种可能实现方式是，第一吸附件11包括磁性元件，第二吸附件21与第二夹板2为一体成型形成金属板24，如图8所示，且第二吸附件21位于第二夹板2的边侧，对应于夹持空间3的一侧或两侧。这样，作为第一吸附件11的磁性元件能够吸附金属板，使第一夹板1和第二夹板2夹紧电芯。
[0079]
另一种可能的实现方式是，第二吸附件21包括磁性元件，第一吸附件11可以与第一夹板1为一体成型形成金属板，且第一吸附件11位于第一夹板1的边侧，对应于夹持空间3的一侧或两侧。这样，作为第二吸附件21的磁性元件能够吸附金属板，使第一夹板1和第二夹板2夹紧电芯。
[0080]
上述的磁性元件为带有磁性的元件，例如磁铁。本领域技术人员可以理解的是，第一吸附件11和第二吸附件21也可以均是磁性元件，二者的极性相反，从而能够产生吸附力。
[0081]
本实施例中，第一吸附件11和第二吸附件21还包括铁磁性金属。
[0082]
一种可能的实现方式是，第一吸附件11为磁性元件，例如可以是磁铁，第二吸附件21为铁磁性金属，例如是铁扣，铁扣设置于第二夹板2。这样，磁性元件与铁扣之间产生吸附力，使第一夹板1和第二夹板2能够夹紧电芯。
[0083]
另一种可能的实现方式是，第一吸附件11为铁磁性金属，例如可以是铁扣，第二吸附件21为磁性元件，例如可以是磁铁。这样，铁扣和磁性元件之间产生吸附力，使第一夹板1和第二夹板2能够夹紧电芯。如图6和图7所示，第一吸附件11可以多个磁铁，均匀地布置于第一夹板1的两侧，第一吸附件11也可以是长条状的磁块，在此不作进一步限定。第二吸附件21可以是多个铁扣，与第一吸附件11的数量一一对应。可以理解的是，第二吸附件21也可以是长条状的铁块，在此不作进一步限定。
[0084]
如图3和图5所示，在一种可能的实现方式中，第一夹板1朝向第二夹板2的一侧设置有第一对正部12，第二夹板2朝向第一夹板1的一侧设置有第二对正部22，第一对正部12与第二对正部22相互对正。
[0085]
在电芯的流转过程中，先将电芯放置于与设备本体配合的第一夹板1或第二夹板2上，本实施例中，将电芯放置于第一夹板1上，再在电芯上放置第二夹板2。通过设置第一对正部12和第二对正部22，能够保证第一夹板1与第二夹板2的对正，从而进一步保证电芯的装配质量。
[0086]
具体地，可以在流转设备上设置监测装置，以感应第一对正部12和第二对正部22是否对齐，还可以在第一对正部12和第二对正部22没有对齐时进行报警。流转设备还可以包括控制装置，当监测装置监测到第一对正部12和第二对正部22没有对齐时，控制第一夹板1或第二夹板2动作，以使第一对正部12和第二对正部22对齐。第一对正部12和第二对正部22的设置能够便于监测第一夹板1和第二夹板2的对正关系，这样使电芯在被夹紧时，来自上方和下方的压力几乎没有角度，使极片和隔膜之间不会发生相对移动。
[0087]
在一种可能的实现方式中，第一对正部12为v形凹槽，第二对正部22为v形凸起。或者，第一对正部12为v形凸起，第二对正部22为v形凹槽。通过设置第一对正部12和第二对正
部22分别为v形凹槽和v形凸起，能够实现二者之间线与线的对正，这样对正的精度更高。
[0088]
具体地，第一对正部12和第二对正部22均为两个，夹持空间3设置于两个第一对正部12和两个第二对正部22之间。
[0089]
通过设置两个第一对正部12和两个第二对正部22能够进一步保证第一夹板1和第二夹板2对齐，从而保证电芯的装配质量。
[0090]
在一种可能的实现方式中，第一夹板1和/或第二夹板2上设置夹爪槽。可以设置夹爪与该夹爪槽配合，以将第一夹板1和第二夹板2夹持。本申请实施例提供的流转夹具100，在进行热冷压时，第一夹板1和第二夹板2能够连同电芯一起承受压力，所以在利用夹爪夹取时，夹爪不会碰到电芯，流转时，只要用夹爪与夹爪槽配合夹取即可，这样能避免夹爪在电芯表面留下痕迹，影响电芯的表面质量。基于上述实施例，本申请实施例还提供了一种流转设备，包括本申请任意实施例提供的电芯的流转夹具100。
[0091]
其中，该流转设备包括设备本体，流转夹具100的第一夹板1或第二夹板2可以放置于设备本体，也可以连接于设备本体。
[0092]
对于卷绕式电芯，可以设置卷绕电芯在下料的时候，直接流出到位于下方的第一夹板1，随后夹爪带动流转夹具100运转。对于叠片式电芯，可设置位于下方的第一夹板1与叠片台为一体，在电芯的叠片操作完成之后，将位于上方的第二夹板2盖上，流出叠片工位，上述的第一夹板1和第二夹板2能够提供一定的压力压住电芯下料和流转，全程可通过第一吸附件11和第二吸附件21提供压力给到电芯，保证电芯在流转夹具100的夹持空间3内不发生位移。
[0093]
在一种可能的实现方式中，第一夹板1和第二夹板2中，与流转设备的设备本体配合的一者的厚度，大于另一者的厚度。与设备本体配合的第一夹板1或第二夹板2，也需要具有一定的承重能力，因此，设置第一夹板1和第二夹板2中，与设备本体配合的一者厚度较大，以满足对电芯的承重需求。
[0094]
本实施例中，第一夹板1放置或连接于设备本体，第二夹板2夹持于电芯上方。第一夹板1的厚度大于第二夹板2的厚度，一方面能适应电芯的重量，以便于承载电芯，另一方面能够节省材料。
[0095]
在一种可能的实现方式中，第一夹板1和第二夹板2中，未与设备本体配合的一者设置有透气孔23。本实施例中，第一夹1板放置或连接于设备本体，上述透气孔23设置于第二夹板2。
[0096]
在热冷压时，第一夹板1和第二夹板2之间为夹紧状态，这样在夹持空间3内，电芯与第一夹板1和第二夹板2之间为接近真空的状态，由此可能会导致热冷压结束后，电芯吸附在位于上方的第二夹板2(或第一夹板1)上，通过在第二夹板2(或第一夹板1)设置透气孔23，在热冷压结束后，可在透气孔23吹气，使电芯脱落，从而避免电芯被吸附在位于上方的第二夹板2，造成电芯被设备撞伤、压伤的问题。
[0097]
上述透气孔23可以是直径为0.5mm的通孔，当然，也可以根据实际需求设定。透气孔23可以为多个，均匀地排列于第二夹板21。
[0098]
在一种可能的实现方式中，上述流转设备还包括清洁部件，用于对第一夹板1和/或第二夹板2进行清洁。
[0099]
本申请实施例还提供了一种电芯的夹持方法，包括如下步骤：
[0100]
s1，将电芯放置于第一夹板1和第二夹板2中与流转设备的设备本体配合的一者。
[0101]
具体地，第一夹板1和第二夹板2中的一者可以放置于设备本体，也可以连接于设备本体。本实施例中，可以设置第一夹板1连接于设备本体，位于下方。
[0102]
s2，将第一夹板1和第二夹板2中的另一者盖于电芯，以使电芯位于所述夹持空间3。
[0103]
具体地，本实施例中，第二夹板2位于电芯的上方，将第二夹板2盖于电芯的上方。
[0104]
s3，将第一夹板1的第一吸附件11和第二夹板2的第二吸附件21配合，使第一夹板1和第二夹板2夹紧电芯。
[0105]
在该步骤中，第一吸附件11和第二吸附件21之间产生吸附力，从而使第一夹板1和第二夹板2能够夹紧电芯。
[0106]
本申请实施例提供的电芯的夹持方法，利用第一夹板1上的第一吸附件11和第二夹板2上的第二吸附件21之间产生吸附力，使第一夹板1和第二夹板2能全程提供压力给电芯，电芯的极片之间不会容易发生位移，保证了装配质量。
[0107]
在一种具体的实施方式中，上述步骤s2中，将第一夹板1和第二夹板2中的另一者盖合于电芯之前，该夹持方法还可以包括：将第一夹板1的第一对正部12与第二夹板2的第二对正部22对正。
[0108]
通过将第一对正部12和第二对正部22对正，能够保证第一夹板1与第二夹板2的对正，从而进一步保证电芯的装配质量。
[0109]
本申请实施例又提供了一种电芯的转运方法，包括本申请任意实施例提供的夹持方法。
[0110]
该转运方法还包括：将夹持电芯的第一夹板1和第二夹板2转运到设定位置。
[0111]
具体地，本申请实施例提供的电芯的转运方法，包括如下步骤：
[0112]
s10，将电芯放置于第一夹板1和第二夹板2中与流转设备的设备本体配合的一者。
[0113]
s20，将第一夹板1和第二夹板2中的另一者盖于电芯，以使电芯位于所述夹持空间3。
[0114]
s30，将第一夹板1的第一吸附件11和第二夹板2的第二吸附件21配合，使第一夹板1和第二夹板2夹紧电芯。
[0115]
s40，将夹持电芯的第一夹板1和第二夹板2转运到设定位置。
[0116]
本实施例中，可以将夹持电芯的第一夹板1和第二夹板2转运到下一工位进行电池的装配。
[0117]
在一种具体的实施方式中，上述步骤s40中，将夹持所述电芯的所述第一夹板1和所述第二夹板2转运到设定位置包括：
[0118]
s41，利用夹爪夹紧第一夹板1和第二夹板2。
[0119]
具体地，第一夹板1和第二夹板2可以设置夹爪槽，利用夹爪与夹爪槽配合。
[0120]
s42，控制夹爪带动夹持电芯的第一夹板1和第二夹板2转运到设定位置。
[0121]
移动上述夹爪，带动第一夹板1、第二夹板2和电芯流转到设定的工位。
[0122]
在另一种具体的实施方式中，还可以通过转运皮带对夹持电芯的第一夹板1和第二夹板2进行转运。
[0123]
本申请实施例再提供了一种热冷压方法，包括本申请任意实施例提供的夹持方
法。
[0124]
该热冷压方法还包括：对夹持电芯的第一夹板1和第二夹板2进行热冷压。
[0125]
具体地，本申请实施例提供的电芯的冷热压方法，包括如下步骤：
[0126]
s100，将电芯放置于第一夹板1和第二夹板2中与流转设备的设备本体配合的一者。
[0127]
s200，将第一夹板1和第二夹板2中的另一者盖于电芯，以使电芯位于所述夹持空间3。
[0128]
s300，将第一夹板1的第一吸附件11和第二夹板2的第二吸附件21配合，使第一夹板1和第二夹板2夹紧电芯。
[0129]
s400，对夹持电芯的第一夹板1和第二夹板2进行热冷压。
[0130]
通过上述方法，对电芯进行热冷压。
[0131]
在一种可能的实施方式中，上述热冷压方法还包括：
[0132]
s500，对盖于述电芯的第一夹板1或第二夹板2的透气孔23吹气，以使电芯脱落。
[0133]
热冷压结束后，可对透气孔23吹气，使电芯脱落，从而避免电芯被吸附在位于上方的第二夹板2或第一夹板1，造成电芯被设备撞伤、压伤的问题。
[0134]
以上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。