专利名称：一种电池极芯整形装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池极芯整形装置，特别是一种锂电池极芯的冷压整 形装置。
背景技术：
锂电池巻绕后电池芯的厚度、形状、松紧程度等，会影响到电池制作过程 中的后续工序(如套壳、沉底、注液工序等)的作业执行，对电池内阻、容量 等电性能也有比较大的影响。因此，电池极芯厚度是电池制作过程中一个比较 重要的控制参数，会影响到电池后续工序如注液等工序执行，对电池成品外观 尺寸尤其厚度有比较重大影响。目前国内外锂电池制造对电池极芯整形方式比 较多， 一般采用平板直压式冷压整形装置对电池极芯进行整形。然而，这种设 备较笨重，效率也较低。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单且易于控制的电池 极芯整形装置。本实用新型是这样实现的， 一种电池极芯整形装置，其包括驱动机构、整形机构及出料机构；所述驱动机构包括安装在一块底板上的电机、与所述电机 连接的主轴，以及固定在所述主轴上的第一转盘；所述整形机构包括安装在所 述第一转盘上的至少一套电池夹具、加力元件和安装在所述底板上的凸轮；所 述加力元件包括可与所述第一转盘同步转动的至少一个支撑轴，以及可与所述 第一转盘同步转动并可以所述支撑轴为转轴旋转的至少一个加力杆；所述加力 杆的 一端与所述电池夹具对应设置，而所述加力杆的另 一端滑动地设于所述凸轮上。与现有技术相比，上述电池极芯整形装置中令加力杆以支撑轴为转轴旋转， 使其组成一个杠杆结构，同时令杠杆结构的阻力臂和动力臂(即加力杆的两端) 分別与电池夹具和凸轮对应设置。这样，该电池极芯整形装置同时采用凸轮和 杠杆结构对电池极芯施加压力，使整体结构紧凑、结构简单且易于控制。此外， 上述电池极芯整形装置中将凸轮与旋转的第一转盘配合使用，可连续地对不同 的电池极芯进行整形，极大地提高了生产效率。
图1是本实用新型一较佳实施例的电池极芯整形装置的结构示意图。图2为图1的俯^L示意图。图3为图1中电池极芯整形装置的整形机构及其关联元件的放大示意图。图4为图3中电池夹具与加力头的A向局部剖视放大示意图。图5为图1中电池极芯整形装置的出料机构及其关联元件的放大示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进4亍进一步详细说明。应当理解'，此处 所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图l及图2所示为本实用新型一较佳实施例的电池极芯整形装置的结构示 意图，该电池极芯整形装置包括驱动机构100、整形才几构200、出料机构300 和电气控制系统。为便于理解，附图中用虚线框将相关结构圏起表示。其中，该电气控制系统主要是利用PLC智能控制该驱动机构100、出料机 构300的动作，实现对电池极芯的挤压整形和整形后的出料。此外，该电气控 制系统还可对挤压间隙和电池极芯厚度等数据分析，检测被测物件(锂电池极 芯)整形厚度是否符合设计要求。该驱动机构IOO在电气控制系统下带动整形机构200运作令整形机构200对电池极芯进行冷压整形；经过整形机构200整 形后，整形好的电池极芯通过出料机构300送出设备下料。以下针对该电池极 芯整形装置的各部件作进一 步说明。该驱动机构100包括安装在一块底板110上的电机120、主轴130以及固 定在主轴130上的第一转盘140。该电机120对主轴130施加旋转力，使主轴 130带动第一转盘140旋转。其中，该底板110通过螺钉固定在一个机架150 上，该电机120通过若干电机安装支撑杆122固定于底板110上，进而固定在 机架150上。该底板IIO上设有法兰132,该主轴130通过法兰132与底板110 连接，其中主轴130与法兰132之间通过轴承134连接，且主轴130可在轴承 134内自由旋转。上述第一转盘140通过螺4丁固定在主轴130上，而主轴130 进一步通过上联轴器136、下联轴器138与电机120连接。这样，电机120旋 转时会带动主轴130和第一转盘140 —起旋转。此外，电机120旋转时也会带 动上述整形机构200运作。 .请一并参阅图3及图4，该整形机构200包括若干电池夹具220、加力元件 240和凸津仑260,该凸4仑260通过一个支架与底板110固定，该支架包括顶板 262以及顶板支撑板264，顶板支撑板264竖立于底板110上，其一端固定在底 板110上，而另一端则用于固定顶^1262。上述电池夹具220按照预定间距对称地安装在第一转盘140上，每一个电 池夹具220包括下夹具222、上夹具224、导杆226和复位弹簧228。其中，该 下夹具222通过螺钉固定于第一转盘140上，该导杆226穿设于下夹具222和 上夹具224中，且上夹具224可在导杆226导向下相对下夹具222上下移动。 该复位弹簧228安装在下夹具222和上夹具224之间，主要用于使下夹具222 和上夹具224之间趋于保持一定的间隙，以便可以方便地将电池极芯放入下夹 具222与上夹具224之间，或从下夹具222与上夹具224之间取出。此外，当 上夹具224在向下的挤压力作用下沿着导杆226向下夹具222滑动时，该复位 弹簧228将被压缩，且上夹具224与下夹具222之间的间隙逐渐减小，从而对位于二者间的电池才及芯挤压整形。对上述电池夹具220施加向下的^V玉力的零件是该加力元件240。该加力 元件240包括第二转盘242，以及与上述电池夹具220——对应的若干加力杆 244。其中，该第二转盘242通过支撑杆2422与第一转盘140固定，如此，该 第一转盘140可带动第二转盘242转动且两者为同步转动，以确保上述电池夹 具220与加力4干244 —一对应。每一个加力杆244通过一块加力支撑板246用螺钉固定在第二转盘242上， 于每一个第二转盘242上设有一个支撑轴248，每一个加力杆244可以以支撑 轴248为转轴自由旋转。每一个加力杆244临近凸轮260的一端滑动地设于凸 轮260的凸轮面上，而加力杆244的另一端临近相应的电池夹具220。每一个 加力杆244临近电池夹具220的一端设有一加力头249，该加力头249主要用 于对上夹具224施加向下的压力，从而对位于电池夹具220之间的电池极芯挤 压整形。为更好地达到l^压整形的技术参数，可在每一个加力头249端部安装可对 上夹具224施力的挤压螺杆2492和锁紧螺母2494。通过调整锁紧螺母2494， 可调节挤压螺杆2492伸出加力头249的长度，从而可以调整挤压电池极芯时上 夹具224与下夹具222之间的间隙，达到挤压整形的技术参数。在利用该整形才几构200对位于电池夹具220之间的电池^l芯进^^齐压整形 时，第一转盘140在主轴130的驱动下旋转，并带动第二转盘242同步旋转。 与此同时，该第二转盘242上的加力杆244沿着凸轮260的凸轮面旋转当凸 轮260对加力杆244的施力面上升时，加力杆244临近凸轮260的一端将上升， 而加力杆244临近电池夹具220的一端将以支撑轴280为支点下降，4吏得加力 杆244上的加力头249向相应的上夹具224运动并对上夹具224施加向下的压 力，从而对位于电池夹具220之间的电池极芯挤压整形；当已经挤压好的电池 极芯所在的电池夹具220到达设定出料位置时，凸轮260对加力杆244的施力 面下降以撤除对加力杆244施加的力，使得电池夹具220中的复位弹簧228伸长导致上夹具224与下夹具222之间的间隙增大，从而可方便地通过出料机构 300将电池极芯从电池夹具220取出。请一并参阅图5,该出料机构300包括与电池夹具220——对应的若干组 出料单元，每一个出料单元包括出料推块310、出料连接杆320、出料导轨330、 出料导槽340、出料拉动槽350和气缸360。该出料推块310、出料连接杆320、 出料导轨330固定在第一转盘140上并跟随电池夹具220 —起绕主轴130旋转。 其中，出料导轨330通过螺钉固定在第一转盘140上，于出料导轨330上设有 一块可移动的滑块3302，出料推块310是以出料连接杆320作中间件固定在出 料导轨330的滑块3302上。该出料导槽340、出料拉动槽350和气缸360安装在底板110上，形成用 于控制出料推块310沿着出料导轨330运动的控制结构。其中，出料拉动槽350 固定在气缸360顶端，出料拉动槽350在气缸360伸出状态时和出料导槽 组成一个封闭、环形的U型导槽。出料连接杆320下端与该环形的U型导槽配 合，且主轴130旋转时出料连接杆320下端可以在该环形的U型导槽中运动。 当电池极芯500整形完毕到达出料位置400时(如图2所示)，气缸360动作 令出料拉动槽350与出料导槽340分离，出料拉动槽350拖动出料连接杆320 沿出料导轨运动，固定在出料连接杆320顶端的出料推块310将整形好的电池 极芯500从电池夹具220中推出，完成出料动作。另外，加力杆244与凸轮260之间为存在摩擦，为减小加力杆2"与凸轮 260之间的旋转摩擦以延长设备的使用寿命，可在加力杆244与凸轮260接触 的一端安装一旋转套252，且旋转套252内设有轴承254,用以安装该加力杆 244。上述电池极芯整形装置中，令加力杆244以支撑轴248为转轴旋转，使其 组成一个杠杆结构，同时令杠杆结构的阻力臂和动力臂(即加力杆244的两端) 分别与电池夹具220和凸轮260对应设置。这样，该电池极芯整形装置同时采 用凸轮260和杠杆结构对电池极芯施加压力，使整体结构紧凑、结构筒单且易于控制。此外，上述电池极芯整形装置中将凸轮260与旋转的第一转盘l恥配 合使用，可连续地对不同的电池极芯进行整形，极大地提高了生产效率。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种电池极芯整形装置，其特征在于，其包括驱动机构、整形机构及出料机构；所述驱动机构包括安装在一块底板上的电机、与所述电机连接的主轴，以及固定在所述主轴上的第一转盘；所述整形机构包括安装在所述第一转盘上的至少一套电池夹具、加力元件和安装在所述底板上的凸轮；所述加力元件包括可与所述第一转盘同步转动的至少一个支撑轴，以及可与所述第一转盘同步转动并可以所述支撑轴为转轴旋转的至少一个加力杆；所述加力杆的一端与所述电池夹具对应设置，而所述加力杆的另一端滑动地设于所述凸轮上。
2、 如权利要求l所述的电池极芯整形装置，其特征在于，所述加力元件还 包括第二转盘，所述第二转盘通过支撑杆与所述第一转盘固定；所述加力杆通 过一块加力支撑板固定在第二转盘上；所述支撑轴设于所述第二转盘上。
3、 如权利要求2所述的电池极芯整形装置，其特征在于，所述加力杆与电 池夹具对应设置的一端-没有一个可对电池夹具施加压力的加力头。
4、 如权利要求3所述的电池极芯整形装置，其特征在于，所述加力杆还包 括一个设于所述加力头上的、并可对所述电池夹具施加压力的挤压螺杆，以及 一个可调节所述挤压螺杆伸出所述加力头长度的锁紧螺母。
5、 如权利要求1所述的电池极芯整形装置，其特征在于，所述电池夹具包 括固定于所述第一转盘上的下夹具、上夹具、穿设于所述下夹具和上夹具中并 可导引上夹具相对下夹具滑动的导杆，以及设于所述下夹具和上夹具之间的复 位弹簧。
6、 如权利要求1所述的电池极芯整形装置，其特征在于，所述出料机构包 括与电池夹具对应的至少 一组出料单元，每一个出料单元包括固定在第 一转盘 上并跟随电池夹具一起绕主轴旋转的出料推块、出料连接杆和出料导轨，其中， 所述出料导轨固定在第 一转盘上，而出料推块是以出料连接杆作中间件固定在 出料导轨上；所述出料机构还包括用于控制所述出料推块沿着出料导轨运动的 控制结构。
7、 如权利要求6所述的电池极芯整形装置，其特征在于，所述用于控制出 料推块沿着出料导轨运动的控制结构包括安装在所述底板上的出料导槽、出料 拉动槽和气缸，其中所述出料拉动槽固定在气缸顶端。
8、 如权利要求1至7中任何一项所述的电池极芯整形装置，其特征在于， 所述凸轮通过一个支架与所述底板固定，所述支架包括顶板以及顶板支撑板， 所述顶板支撑板竖立于所述底板上，其一端固定于底板，其另一端固定所述顶 板。
9、 如权利要求1至7中任何一项所述的电池极芯整形装置，其特征在于， 所述加力元件还包括一套设在所述加力杆与凸轮接触的一端上的旋转套，所述 旋转套内设有用以安装所述加力杆的轴承。
10、 如权利要求1所述的电池极芯整形装置，其特征在于，所述整形装置 还包括用于控制所述驱动机构和出料机构动作的电气控制系统。
专利摘要本实用新型提供一种电池极芯整形装置，包括驱动机构、整形机构及出料机构。该驱动机构包括安装在一块底板上的电机、与电机连接的主轴，以及固定在主轴上的第一转盘。该整形机构包括安装在第一转盘上的至少一套电池夹具、加力元件和安装在底板上的凸轮。该加力元件包括可与第一转盘同步转动的至少一个支撑轴及可与第一转盘同步转动并可以支撑轴为转轴旋转的至少一个加力杆。该加力杆的一端与电池夹具对应设置，而加力杆的另一端滑动地设于凸轮上。令加力杆以支撑轴为转轴旋转，使其组成杠杆结构，同时令杠杆结构的阻力臂和动力臂分别与电池夹具和凸轮对应设置，其整体结构紧凑、结构简单且易于控制。
文档编号H01M6/14GK201117737SQ200720171090
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者喆 汪, 肖刃非, 许教练 申请人:比亚迪股份有限公司