一种电芯预压成型装置的制作方法

本发明涉及锂电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯预压成型装置。

背景技术：

目前，在动力锂电池的生产过程中，对电芯进行预压成型是不可或缺的重要步骤，电芯成型过程中预压力的大小和稳定性的控制直接影响电芯的质量，进而影响电池产品的质量和合格率。现在，电芯预压成型一般都采用压板施压的方式进行，在预压成型完成后，电芯会通过传动带输送而进入下一个工序，实现自动化流程。但是，在预压成型过程中，负责输送电芯的传动带同样会受到预压力，不可避免的导致传动带周期性的损坏和更换。

有鉴于此，设计制造出一种能够快速换带的电芯预压成型装置特别是在电芯生产中显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电芯预压成型装置，能够快速实现皮带输送机构的拆卸和安装，以便于进行换带，换带效率高，节约人力和时间成本。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种电芯预压成型装置，包括机架、皮带输送机构和承压机构，机架包括底板，承压机构包括两个垫板，皮带输送机构安装于两个垫板之间，垫板与底板可拆卸连接，垫板内设置有球头柱塞，球头柱塞与底板抵持，球头柱塞能够在垫板与底板拆卸后利用自身弹力带动垫板朝远离底板的方向运动，以便于通过承压机构将皮带输送机构拉出或者推入机架。

进一步地，球头柱塞包括壳套、弹性件和球体，垫板开设有容置槽，壳套设置于容置槽内，弹性件安装于壳套内，且与球体连接，球体伸出壳套，且与底板抵持。

进一步地，底板开设有限位槽，球体滚动设置于限位槽内，限位槽能够对球体的滚动方向进行限定，从而限定承压机构的推拉方向。

进一步地，垫板开设有通孔，底板开设有螺纹孔，通孔的位置与螺纹孔的位置相对应，通孔用于供螺钉穿过，螺钉能够与螺纹孔配合，以使垫板与底板贴合，并且固定垫板与底板的相对位置。

进一步地，承压机构还包括把手、第一固定板和第二固定板，两个垫板均设置于第一固定板和第二固定板之间，第一固定板与一个垫板固定连接，第二固定板与另一个垫板固定连接，把手固定连接于第一固定板远离垫板的一侧，第一固定板和第二固定板均与底板间隔设置。

进一步地，底板上设置有定位销，定位销能够与第二固定板抵持，以限定承压机构推入机架的极限位置。

进一步地，皮带输送机构包括第一支架、第二支架、第一驱动件、主动轮、从动轮和传动带，第一驱动件安装于第一支架上，且与主动轮连接，主动轮与第一支架转动连接，第一支架的一端与第一固定板固定连接，另一端与第二固定板固定连接，从动轮与第二支架转动连接，第二支架的一端与第一固定板固定连接，另一端与第二固定板固定连接，第一支架和第二支架相对设置于垫板的两端，传动带套设于主动轮和从动轮外，且形成一容置空腔。

进一步地，承压机构还包括承压板，承压板的一端固定连接于一个垫板上，另一端固定连接于另一个垫板上，承压板设置于容置空腔内。

进一步地，电芯预压成型装置还包括驱动机构和施压板，机架还包括与底板平行间隔设置的顶板，驱动机构安装于顶板上，且与施压板固定连接，施压板的位置与皮带输送机构的位置相对应。

进一步地，电芯预压成型装置还包括气泵，施压板相对设置有第一侧面和第二侧面，第一侧面开设有气路通道，第二侧面开设有多个气孔，多个气孔均与气路通道连通，气路通道与气泵连通。

本发明提供的电芯预压成型装置具有以下有益效果：

本发明提供的电芯预压成型装置，机架包括底板，承压机构包括两个垫板，皮带输送机构安装于两个垫板之间，垫板与底板可拆卸连接，垫板内设置有球头柱塞，球头柱塞与底板抵持，球头柱塞能够在垫板与底板拆卸后利用自身弹力带动垫板朝远离底板的方向运动，以便于通过承压机构将皮带输送机构拉出或者推入机架。与现有技术相比，本发明提供的电芯预压成型装置由于采用了安装于两个垫板之间的皮带输送机构以及设置有球头柱塞的垫板，所以能够快速实现皮带输送机构的拆卸和安装，以便于进行换带，换带效率高，节约人力和时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电芯预压成型装置一个视角的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电芯预压成型装置另一个视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电芯预压成型装置中承压机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电芯预压成型装置中承压机构与底板连接的一个视角的剖视图；

图5为本发明实施例提供的电芯预压成型装置中承压机构与底板连接的另一个视角的剖视图；

图6为图5中vi的局部放大图；

图7为图2中底板的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的电芯预压成型装置中皮带输送机构与承压机构连接的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的电芯预压成型装置中施压板一个视角的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的电芯预压成型装置中施压板另一个视角的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的电芯预压成型装置的剖视图。

图标：100-电芯预压成型装置；110-机架；111-顶板；112-底板；113-支撑板；114-导向柱；115-导向孔；116-限位槽；117-螺纹孔；118-定位销；120-皮带输送机构；121-第一支架；122-第二支架；123-第一驱动件；124-主动轮；125-从动轮；126-传动带；127-容置空腔；130-承压机构；131-承压板；132-把手；133-第一固定板；134-第二固定板；135-垫板；136-球头柱塞；1361-壳套；1362-弹性件；1363-球体；137-容置槽；138-通孔；140-驱动机构；141-第二驱动件；142-连接头；143-压力传感器；144-连接板；150-施压板；151-第一侧面；152-第二侧面；153-气路通道；154-气孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参照图1，本发明实施例提供了一种电芯预压成型装置100，用于对电芯进行预压成型。其能够快速实现皮带输送机构120的拆卸和安装，以便于进行换带，换带效率高，节约人力和时间成本。

需要说明的是，在电芯卷绕成型工艺中，电芯预压成型装置100决定了最终成型电芯的厚度，不同的预压力会使得电芯中极片与隔膜之间的间隙不同，从而得到不同的电芯厚度，进而影响后续电池生产工艺的顺利进行。

电芯预压成型装置100包括机架110、皮带输送机构120、承压机构130、驱动机构140、施压板150和气泵(图未示)。其中，承压机构130和驱动机构140均安装于机架110上，皮带输送机构120安装于承压机构130上，驱动机构140与施压板150固定连接，施压板150的位置与皮带输送机构120的位置相对应，施压板150设置于皮带输送机构120的上方。驱动机构140能够带动施压板150朝靠近皮带输送机构120的方向运动，以将电芯压持于施压板150和皮带输送机构120之间，从而实现电芯的预压成型，在此过程中，承压机构130能够对皮带输送机构120进行支撑，即施压板150向下施加的压力通过皮带输送机构120传递至承压机构130上，以保证预压工作稳定进行，皮带输送机构120用于在预压完成后带动电芯发生位移，以使电芯进入下一个工序。气泵与施压板150连接，气泵用于在预压完成后通过施压板150向电芯输出正压气流，以保证电芯与施压板150可靠地脱开，防止电芯粘连在施压板150上而导致电芯拉伤的情况发生。

请参照图2，机架110包括顶板111、底板112、支撑板113和导向柱114。顶板111通过支撑板113与底板112固定连接，顶板111与底板112平行间隔设置，顶板111设置于底板112的上方，顶板111和底板112均位于水平面上。驱动机构140安装于顶板111上，承压机构130安装于底板112上，驱动机构140能够带动施压板150靠近或者远离承压机构130。顶板111上开设有导向孔115，导向柱114滑动设置于导向孔115内，且与施压板150固定连接，施压板150能够带动导向柱114在导向孔115内滑动，导向柱114能够对施压板150的运动方向进行限位，以使施压板150只能够沿竖直方向上升或者下降。

请结合参照图3、图4、图5、图6和图7，承压机构130包括承压板131、把手132、第一固定板133、第二固定板134和两个垫板135。两个垫板135平行间隔设置，且均垂直于底板112设置，皮带输送机构120安装于两个垫板135之间，垫板135与底板112贴合设置，垫板135与底板112可拆卸连接。两个垫板135均设置于第一固定板133和第二固定板134之间，第一固定板133与一个垫板135贴合设置，且固定连接，第二固定板134与另一个垫板135贴合设置，且固定连接。本实施例中，第一固定板133和第二固定板134的横截面均呈u形，一个垫板135设置于第一固定板133的内侧，另一个垫板135设置于第二固定板134的内侧。

进一步地，把手132固定连接于第一固定板133远离垫板135的一侧，把手132用于供工作人员手持，以便于将整个承压机构130拉出或者推入机架110。第一固定板133和第二固定板134均与底板112间隔设置，以减小承压机构130与底板112的摩擦阻力，便于将承压机构130拉出或者推入机架110。承压板131的一端固定连接于一个垫板135上，另一端固定连接于另一个垫板135上，承压板131伸入皮带输送机构120内，电芯压持于施压板150和承压板131之间，承压板131用于与施压板150配合，以实现对电芯的预压成型作业，两个垫板135能够同时对承压板131进行支撑，承压板131承受的压力通过垫板135传递至底板112上，以防止承压板131受压发生变形。

需要说明的是，垫板135内设置有球头柱塞136，球头柱塞136与底板112抵持，球头柱塞136能够在垫板135与底板112拆卸后利用自身弹力带动垫板135朝远离底板112的方向运动，以便于通过承压机构130将皮带输送机构120拉出或者推入机架110，从而实现了皮带输送机构120的快速拆装，进而提高了皮带输送机构120的换带效率，增加了电芯预压成型装置100的易维护性，保证了电芯预压成型装置100的生产效率。

本实施例中，球头柱塞136包括壳套1361、弹性件1362和球体1363。垫板135朝靠近底板112的方向开设有容置槽137，壳套1361设置于容置槽137内。弹性件1362安装于壳套1361内，且与球体1363连接，弹性件1362的一端与壳套1361的底壁抵持，另一端与球体1363抵持，弹性件1362能够向球体1363施加弹力。球体1363伸出壳套1361，且与底板112抵持，球体1363能够相对于底板112滚动，以进一步减小承压机构130与底板112的摩擦阻力，便于将承压机构130拉出或者推入机架110。具体地，弹性件1362为弹簧，但并不仅限于此，在其它实施例中，弹性件1362也可以为弹性橡胶，对弹性件1362的材质不作具体限定。

当电芯预压成型装置100处于工作状态时，垫板135与底板112贴合设置，且固定连接，此时球头柱塞136的弹性件1362处于压缩状态，且压缩形变较大；在垫板135与底板112拆卸完成后，弹性件1362在自身弹力作用下回弹，且朝远离底板112的方向伸长，从而带动垫板135朝远离底板112的方向运动，将垫板135顶离底板112，使得垫板135与底板112之间具有一间隙，此时球头柱塞136的弹性件1362依然处于压缩状态，但是压缩形变较小，并且由于垫板135与底板112间隔设置，而球体1363始终与底板112抵持，所以在垫板135与底板112拆卸完成后，整个承压机构130仅通过球体1363与底板112接触，球体1363能够通过相对于底板112滚动的方式带动承压机构130发生位移，以减小摩擦阻力，便于将承压机构130拉出或者推入机架110。

值得注意的是，底板112开设有限位槽116，球体1363滚动设置于限位槽116内，球体1363能够沿限位槽116的延伸方向滚动，限位槽116能够对球体1363的滚动方向进行限定，从而限定承压机构130的推拉方向，使得承压机构130的推拉方向即为限位槽116的延伸方向。具体地，限位槽116的横截面呈v字形，限位槽116的延伸方向垂直于垫板135设置，且平行于承压板131所在平面。

本实施例中，每个垫板135上开设容置槽137的数量为两个，球头柱塞136的数量为四个，每个球头柱塞136安装于一个容置槽137内。限位槽116的数量为两个，两个限位槽116平行间隔地设置于底板112上，每个垫板135上的两个球头柱塞136的球体1363均滚动设置于一个限位槽116内，以进一步地提高限位效果，保证承压机构130只能够沿限位槽116的延伸方向拉出或者推入机架110。但并不仅限于此，在其它实施例中，每个垫板135上开设容置槽137的数量也可以为三个，此时球头柱塞136的数量为六个，限位槽116的数量为三个，对容置槽137、球头柱塞136和限位槽116的数量不作具体限定。

需要说明的是，垫板135开设有通孔138，底板112开设有螺纹孔117，通孔138的位置与螺纹孔117的位置相对应。通孔138用于供螺钉(图未示)穿过，螺钉能够与螺纹孔117配合，且相对于螺纹孔117拧紧，以使垫板135与底板112贴合，并且固定垫板135与底板112的相对位置，防止垫板135相对于底板112发生位移。

本实施例中，每个垫板135上开设通孔138的数量为三个，螺钉的数量为六个，螺纹孔117的数量为六个，三个通孔138平行间隔地设置于一个垫板135上，每个容置槽137设置于相邻两个通孔138之间，每个通孔138的位置与一个螺纹孔117的位置相对应。但并不仅限于此，在其它实施例中，每个垫板135上开设通孔138的数量也可以为四个，此时螺纹孔117和螺钉的数量均为八个，对通孔138、螺纹孔117和螺钉的数量不作具体限定。

需要说明的是，底板112上设置有定位销118，定位销118位于限位槽116的一端，定位销118能够与第二固定板134抵持，以限定承压机构130推入机架110的极限位置。当承压机构130沿限位槽116的延伸方向运动至极限位置时，承压机构130的第二固定板134与定位销118抵持，此时垫板135上通孔138的位置与底板112上螺纹孔117的位置相对应，以便于利用螺钉将垫板135和底板112连接起来。

本实施例中，定位销118的数量为两个，两个定位销118平行间隔地设置于底板112上，两个定位销118均位于两个限位槽116之间，两个定位销118能够同时与第二固定板134抵持，以进一步地提高限位效果，保证承压机构130运动到位。但并不仅限于此，在其它实施例中，定位销118的数量可以为三个，也可以为四个，对定位销118的数量不作具体限定。

请参照图8，皮带输送机构120包括第一支架121、第二支架122、第一驱动件123、主动轮124、从动轮125和传动带126。第一驱动件123安装于第一支架121上，且与主动轮124连接，主动轮124与第一支架121转动连接，第一支架121的一端与第一固定板133固定连接，另一端与第二固定板134固定连接。从动轮125与第二支架122转动连接，第二支架122的一端与第一固定板133固定连接，另一端与第二固定板134固定连接，第一支架121和第二支架122相对设置于垫板135的两端，传动带126套设于主动轮124和从动轮125外，且形成一容置空腔127。第一驱动件123能够带动主动轮124转动，主动轮124能够通过传动带126带动从动轮125转动，电芯放置于传动带126上，以实现皮带输送机构120带动电芯运动的功能。本实施例中，传动带126为防静电皮带，以避免传动带126与电芯的隔膜之间产生静电吸附而导致隔膜撕裂或者受损的情况发生。

具体地，承压板131设置于容置空腔127内，且靠近上侧的传动带126设置，承压板131与上侧的传动带126之间具有一间隙，以避免承压板131对传动带126的运动产生摩擦干涉。在对电芯进行预压成型的过程中，电芯放置于传动带126上，驱动机构140带动施压板150向下运动，将电芯压持于传动带126上，此时传动带126发生弹性形变，且抵持于承压板131上，以实现电芯的预压作业。预压作业完成后，驱动机构140带动施压板150向上复位，不再通过电芯对传动带126施压，传动带126在自身弹力作用下回弹，且与承压板131之间形成间隙，第一驱动件123通过主动轮124带动传动带126转动，以带动预压后的电芯运动至下一个工序。

进一步地，由于每次电芯预压成型的过程中传动带126都会同时受到预压力，时间一长，不可避免的会造成传动带126损坏，因此，需要周期性地对传动带126进行更换。本实施例中，采用球体1363相对于底板112滚动的方式将承压机构130拉出机架110，从而将皮带输送机构120带出机架110，以便于对皮带输送机构120上的传动带126进行更换，换带效率高，保证电芯预压成型装置100的生产效率。

请结合参照图9和图10，需要说明的是，施压板150相对设置有第一侧面151和第二侧面152，第一侧面151用于与驱动机构140连接，第二侧面152用于对电芯进行预压。第一侧面151开设有气路通道153，第二侧面152开设有多个气孔154，多个气孔154均与气路通道153连通，气路通道153与气泵连通。预压作业完成后，气泵向气路通道153内输出正压气流，该气流通过气路通道153分别进入多个气孔154，以保证第二侧面152与电芯可靠地分离，防止电芯粘连在第二侧面152上，提高成型电芯的质量，提高成型电芯的尺寸一致性。

本实施例中，施压板150由聚甲醛材料制成，以进一步地防止电芯粘连。另外，气孔154的直径范围为0.5毫米至1毫米，以防止气孔154在预压过程中在电芯表面压出圆形按压印记而损伤电芯。

请参照图11，驱动机构140包括第二驱动件141、连接头142、压力传感器143和连接板144。第二驱动件141固定安装于顶板111上，且与连接头142连接，连接头142通过压力传感器143与连接板144固定连接，连接板144与施压板150贴合设置，且固定连接。第二驱动件141能够通过连接头142和压力传感器143带动连接板144上下发生位移，从而带动施压板150向上或者向下运动，进而实现对电芯的预压作业。

具体地，压力传感器143与第二驱动件141电连接，压力传感器143用于在预压过程中实时检测压力数据，且将该压力数据输送至第二驱动件141，压力传感器143与第二驱动件141共同作业，以实现预压动作的准确执行和预压力的闭环控制，达到对100千克至7吨之间的电芯预压力大小的稳定控制，提高预压效果。

本实施例中，第一驱动件123为电机，第二驱动件141为电缸，但并不仅限于此，在其它实施例中，第一驱动件123可以为液压马达或者气压马达，第二驱动件141可以为气缸或者液压缸，对第一驱动件123和第二驱动件141的类型不作具体限定。

本发明实施例提供的电芯预压成型装置100，机架110包括底板112，承压机构130包括两个垫板135，皮带输送机构120安装于两个垫板135之间，垫板135与底板112可拆卸连接，垫板135内设置有球头柱塞136，球头柱塞136与底板112抵持，球头柱塞136能够在垫板135与底板112拆卸后利用自身弹力带动垫板135朝远离底板112的方向运动，以便于通过承压机构130将皮带输送机构120拉出或者推入机架110。与现有技术相比，本发明提供的电芯预压成型装置100由于采用了安装于两个垫板135之间的皮带输送机构120以及设置有球头柱塞136的垫板135，所以能够快速实现皮带输送机构120的拆卸和安装，以便于进行换带，换带效率高，节约人力和时间成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。