使用电池单元移动装置的电池组制造过程的制作方法

专利名称：使用电池单元移动装置的电池组制造过程的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用电池单元转移装置制造电池组的方法，更具体 来说，涉及一种使用电池单元转移装置、通过连续的操作、由多个电池
单元制造电池组的方法，此制造方法包括在将绝缘底盖安装到各个电 池单元的底端表面的同时，将电池单元装进电池单元转移装置的运载架
(carrier jig);在将金属包层定位于对应的电池单元的顶端表面后， 用焊接方法使金属包层结合到各个电池单元的顶端表面；在绝缘安装构 件的底端表面或电池单元的顶端表面施加粘合剂，将绝缘安装构件定位 于对应的电池单元的顶端表面，用压迫装置压迫各个绝缘安装构件的顶 端，以使绝缘安装构件结合到各个电池单元的顶端表面；在将每个保护 电路模块定位于对应的绝缘安装构件的顶端表面后，用焊接装置将保护 电路模块焊接到各个电池单元，从而使保护电路模块电连接到各个电池 单元；在保护电路模块的顶端表面或在绝缘顶盖的内表面施加粘合剂， 将绝缘顶盖定位于各个保护电路模块的上部，然后用压迫装置压迫各个 绝缘顶盖的顶端，以使绝缘顶盖结合到各个电池单元；从运载架中抽出 电池组；以及将每个电池组的外表面包裹在外表面印有条形码的套膜
(sheathing film)中；其中该电池单元转移装置包括一个其中的一侧 的外侧形成有沟槽的运载架，和一个包括弹性压迫构件和弹性结合构件 的夹具(jig)。
背景技术：
随着移动设备的高速发展以及对此种移动设备的需求的增长，对二 次电池的需求亦急剧增长。在二次电池中，有一种锂二次电池，其具有 高能量密度和工作电压以及卓越的保存和使用寿命特征，被广泛地用作 用于各种电子产品和移动设备的能源。
但是，锂二次电池中含有各种易燃物质。结果是，存在锂二次电池 由于过量充电、过量电流或者外部物理影响而过热甚至爆炸的危险。也 就是说，锂二次电池的安全性低。因此，正温度系数(PTC)元件和保护电 路模块(PCM),作为有效控制锂二次电池异常状态(例如过量充电或过量电流)的安全元件，PTC元件和PCM在被连接到锂二次电池的一个电池单 元的同时，被安装于锂二次电池中。
一般来说，PCM是用焊接方式经由导电的镍板连接到电池单元的。也 就是，镍板通过焊接连接到相应的PCM电极接头(electrode tab),然 后该镍板通过焊接连接到对应的电池单元的电极端子。用此种方法，PCM 4皮连接到电池单元从而制造电池组。
使安全元件(包括PCM)与电池单元的电极端子维持电连接，同时与该 电池单元的其他部分电绝缘，是必要的。
与此同时，使部件——包括保护电路构件诸如PCM——结合到电池单 元的顶端的工序在电池组装配线上被执行。此种装配线的构造可以按需 求进行改动。 一般来说，装配线被构建为按顺序执行安装金属包层、安 装绝缘安装构件、安装保护电路模块和安装绝缘顶盖这一 系列工序。
但是，现今这些工序的大部分都由手动完成，因此需要大量工人， 以至于电池生产成本增加。因此，需要一种改进的方法，以将多个电池 单元安装于预定装置中，并将此装置转移至焊接装置，以对电池单元施 行焊接工序。
但是，为了对安装在装置里的电池单元连续地执行焊接工序，就需 要工人以规则间隔转移装有电池单元的装置，这需要熟练的技术，其结 果就是大大限制了电池组制造过程的自动化。另一方面，可以考虑使用 步进电机将电池单元自动地依序转移到焊接装置。但是此种情况下必须 为自动化提供昂贵的装置。
而且，通过施加粘合剂使绝缘安装构件连接到电池单元的顶端表面 的工序，以及使绝缘顶盖连接到电池单元的工序，对于提高电池组装配 质量非常重要。然而，这些工序是手动执行的，这就导致由于工人间的 技能差异而产生大量的装配缺陷。
因此，迫切需要一种能够通过构建简易电池组装配线来大大提高电 池组制造的可加工性和生产率的技术，以解决上述问题。
发明概述
所以，为解决上述问题以及其他尚待解决的问题而做出本发明。 具体来说，本发明一个目的是提供一种能够通过使粘合剂施加工序、 套膜附着工序、压迫工序自动化来提高电池组装配质量的电池组制造方法。
本发明的另 一个目的是提供一种使用特别地构建有运载架和夹具的 电池单元转移装置来执行预定连续操作从而制造电池组的方法。
根据本发明的一个方面，通过提供一种使用电池单元转移装置、通 过连续操作、由多个电池单元制造电池组的方法，可以达到上述以及其
他目的，此制造方法包括(a)在各个电池单元的底端表面安装绝缘底盖 的同时，将电池单元装进电池单元转移装置的运载架；(b)在将金属包层 定位于对应的电池单元的顶端表面后，用焊接方法使金属包层结合到各 个电池单元的顶端表面；(c)在绝缘安装构件的底端表面或电池单元的顶 端表面施加粘合剂，将绝缘安装构件定位于对应的电池单元的顶端表面， 用压迫装置压迫各个绝缘安装构件的顶端，以使绝缘安装构件结合到各 个电池单元的顶端表面；(d)在将每块保护电路模块定位于相应的绝缘安 装构件的顶端表面后，用焊接装置将保护电路模块焊接到各个电池单元， 从而使保护电路模块电连接到各个电池单元；(e)在保护电路模块的顶端 表面或在绝缘顶盖的内表面施加粘合剂，将绝缘顶盖定位于各个保护电 路模块的上部，然后用压迫装置压迫各个绝缘顶盖的顶端，以使绝缘顶 盖结合到各个电池单元；(f)从运载架中抽出电池组；以及(g)将每个电 池组的外表面包裹在外表面印有条形码的套膜中；其中该电池单元转移 装置包括一个矩形构造且上部打开的运载架，该运载架内安装有安装沟 槽，以使得能够在每个电池单元的电极端子都向上暴露的状态下，使多 个电池单元以规则间隔竖直安装，该运载架的其中的 一侧的外侧设有以 电池单元安装间隔形成的沟槽，该电池单元转移装置还包括一个夹具， 其包括弹性压迫构件和弹性结合构件，弹性压迫构件用于弹性地压迫运 载架的、与形成有沟槽的外侧对立的一側，弹性结合构件在对应于运载 架沟槽的一侧形成有一系列结合沟槽，使结合沟槽与运载架的各个沟槽 弹性衔接。
因此，在根据本发明的制造电池组的方法中，绝缘安装构件和对应 的电池单元的顶端表面之间的结合，以及绝缘顶盖和对应的电池单元之 间的结合，是通过向对应的构件施加粘合剂并用压迫装置压迫对应的构 件来实现的，由此获得了它们之间的更安全的结合，从而提高了电池组 的装配质量。
而且，根据本发明的电池单元转移装置能够使用运载架持续地执行焊接或机械结合，以使构件结合到各个电池单元的上部，由此实现了自 动或半自动的连续操作。特别地，根据本发明的电池单元转移装置优选 地用于制造这样的电池组一一其需要一以低投资成本构建的自动系统， 从而降低生产成本。
作为参考，用焊接方法将金属包层结合到对应的电池单元的顶端表
面的步骤(b)可以根据需要选择性地使用。因此步骤(b)可以从根据 本发明的制造电池组的方法中省略掉。
如前所述，在向绝缘安装构件和各个电池单元的顶端表面施加粘合 剂并压迫对应的构件以实现绝缘安装构件和对应电池单元的顶端表面之 间的结合的工序中，以及在向绝缘顶盖和各个电池单元施加粘合剂并压 迫对应构件以实现绝缘顶盖和各个电池单元之间的结合的工序中，可能 产生很多缺陷。为此，这些工序对于确保电池组的装配质量是重要的。 因此，优选的是对粘合剂施加工序和压迫工序进行自动化，由此确保电 池组的卓越质量。
在一个示例性实施例中，粘合剂可以-使用自动点胶才几(bonding dispenser)来施加。在这种情况下，可以准确且连续地执4于粘结操作， 由此通过自动化来提高生产率以及电池组的质量。在常规电池组生产线 上没有使用自动点胶机，其结果是很难使整个电池组生产过程自动化。
当粘合剂被施加到预定区域时，自动点胶机使得粘合剂能够被自动 地施加于多个区域。因此，自动点胶机在诸如电池组生产线等对精确度 和批量生产有要求的生产线中十分有效。
除此之外，当使用自动点胶机时，可以根据待被结合的构件的特征 来改变粘合剂施加方法，以加强粘附力。例如，在粘结绝缘安装构件的 工序中粘合剂可以以点附着方式施加，在粘结绝缘顶盖的工序中粘合剂 可以以线附着方式施加。
如前所述，压迫工序和粘合剂施加工序一样，对提高电池组的装配 质量十分重要。即，当压迫工序执行的时间量少于根据电池组制造说明 书预先设定的时间量时，可能难以确保所需的结合力。另一方面，当压 迫工序执行的时间量多于根据电池组制造说明书预先设定的时间量时， 压迫的效率就会降低，并有可能发生粘合剂泄漏，因此是不可取的。因 此，压迫装置可以被构建为包括计时器，以执行预订时间量的压迫工序。
可以使用多个压迫装置对各个电池单元执行压迫工序。但是，优选的是使用单一个压迫装置对各个电池单元执行压迫工序，以缩短生产所 需时间。
例如，在绝缘安装构件的粘结和绝缘顶盖的粘结_一其对粘附和总 长度有影响——之后，可以设置最优压迫时间，继而可以安装压迫单元。 替代性地，压迫单元可以设有计时器，以使压迫单元执行压迫操作持续 一预定时间量，继而执行自动解除操作。
电池单元转移装置可以被构建为，在运载架被安装于夹具的弹性压 迫构件和弹性结合构件之间的状态下，当运载架在前进方向上被压迫时，
在运载架被夹具的弹性压迫构件压迫的同时，运载架沿着弹性结合构件 被转移一步，所述一步对应于沟槽形成间隔，借此对安装于运载架中的 电池单元连续地执行预定的操作。
因为电池单元转移装置被构建为，在电池单元被安装于运载架中的 状态下，在前进方向上连续地转移电池单元一步，从而使得可以以比使 用诸如步进电机之类的自动转移装置更低的成本，容易地构建自动生产 线，从而大大降低电池的生产成本。
例如，运载架可以;故构建成此种结构运载架四侧中的至少一侧可 拆卸地连接到该运载架的其余部分，使电池单元易于被安装于运载架中。
此种结构下，在运载架的一侧与该运载架的其余部分分离的状态下， 电池单元以横向方向被安装于运载架的各个安装沟槽中，由此与将电池
减少了安装时间。 "' 3
而且，根据运载架的可拆卸式连接结构，运载架可以被用在根据需 要选择性地打开或闭合其一侧的情况下，因此，为了促进运载架内部的 维修，运载架的此种可拆卸式连接结构是优选的。
在上述结构中，运载架可以包括一个其一侧打开的运载架主体，以 及一个可拆卸地连接到运载架主体的打开侧的连结及拆卸构件 (attachment and detachment member)。
因此，运载架的连结及拆卸区域可以设有》兹性构件诸如磁铁，这样 可以更容易地使运载架的至少一侧与运载架的其余侧分离及结合。
与此同时，弹性压迫构件可以设有压迫弹簧，以对运载架提供弹性 压力，并防止被安装于弹性压迫构件和弹性结合构件之间的运载架因诸 如震动之类的外力而错位。作为另一个实施例，运载架可以被自动、半自动或者手动地在前进 方向上移动，以执行连续操作。而且，其运动模式可以根据需求选择性 地设置。
也就是说，运载架可以被构建为使其能被柱体压迫并移动，以使运 载架可以自动或半自动地在前进方向上移动。上述柱体可以是空气柱或 者依据所用液体类型而分类的液压柱。 一般来说，空气柱没有液压柱昂 贵，因此优选使用空气柱。
例如，当空气柱在前进方向上将预定压力施加于运载架时，如前所 述，在物理相互作用——诸如弹性压迫构件的弹性压力、沟槽和其对应 的结合沟槽之间的界面摩擦力、以及空气柱的压力一一下，运载架在前 进方向上沿着弹性结合构件被移动一步，所述一步对应于沟槽形成间隔。
与此同时，这种连续操作可以选自由以下操作组成的组为了将金 属包层连接到各个电池单元的顶端表面的焊接操作、为了使绝缘安装构 件结合到对应的电池单元的电极端子的粘结和压迫操作、为了在绝缘安 装构件被结合到各个电池单元的顶端的状态下使保护电路模块电连接到 各个电池单元的焊接操作、以及为了在保护电路模块被结合到位于各个 电池单元的顶端的绝缘安装构件的状态下使绝缘顶盖结合到各个保护电 路模块的粘结和压迫操作。
也就是说，该连续操作不被特別限定，只要该连续操作是针对电池 单元进行的，并且该连续操作可以包括各种操作。例如，该连续操作可 以是几种将部件结合到每个电池单元的上部的操作之一。该结合可以使 用诸如粘结、配合(fitting)、紧固(fastening)、焊接等多种方法
完成o
在一个具体实施例中，步骤(a)可以包括(al)在运载架的对应的安 装沟槽中为每个电池单元安装绝缘底盖；(a2)将双面胶带贴附到每个电 池单元的底端表面；(a3)在每个电池单元的电极端子从每个电池单元的 顶端向上暴露的状态下，将电池单元装进运载架中，以使每个绝缘底盖 结合到其对应的一个电池单元的底端表面；以及(a4)使运载架向前(或向 后)移动一步，并重复执行步骤(al)到(a3)。
也就是说，每个电池单元的绝缘底盖被安装在运载架的对应的安装 沟槽中，双面胶带被贴附到每个电池单元的底端表面，在电极端子从每 个电池单元的顶端向上暴露的状态下，将电池单元装进运载架中，以使每个绝缘底盖结合到其对应的一个电池单元的底端表面，然后在前进方 向移动运载架一步，由此连续地获得绝缘底盖和对应的电池单元的底端 表面之间的结合。
在一个具体实施例中，步骤(b)可以包括(bl)将其中形成有多个通 孔的金属包层装盖(loading cover)安装到运载架的上端；(b2)通过金 属包层装盖的通孔，将金属包层定位在各个电池单元的电极端子处；(b3) 用焊接装置由上而下焊接金属包层，以使金属包层结合到各个电池单元 的电极端子；以及(b4)向前(或向后)移动运载架一步，并重复执行步骤 (b3)。
也就是说，在焊接金属包层的过程中，金属包层装盖可以进一步被 安装于运载架的上部，通孔——装在各个电池单元的顶端的金属包层的 上端焊接区域通过所述通孔向焊接装置暴露一一可以被形成于金属包层 装盖中。
具体来说，其中形成有多个通孔的金属包层装盖被安装于运载架的 上端，金属包层通过金属包层装盖的通孔被定位于各个电池单元的电极 端子的顶端表面，使用焊接装置将金属包层自上而下焊接，以将金属包 层结合到各个电池单元的电极端子，然后在前进方向上移动运载架一步， 由此连续地实现金属包层和对应的电池单元的电极端子之间的焊接。
因此，在如上所述的、金属包层装盖中形成有通孔的结构中，可使 用焊接装置、通过通孔、从金属包层装盖上方来焊接金属包层的上端焊 接区域，以准确地将焊接装置引导到金属包层的上端焊接区域，并从根 本上防止其他区域在电池单元的电极端子和对应的金属包层之间进行焊 接的过程中被破坏。例如，金属包层和位于对应的电池单元的顶端表面 的电极端子之间的结合可以通过点焊接来完成。
在一个具体实施例中，步骤(c)可以包括(cl)从运载架移除金属包 层装盖，并将具有多个通孔的绝缘安装构件装盖安装到运载架的上部， 每个通孔对应于每个绝》彖安装构件的外周(outer circumference )的形 状；(c2)在每个电池单元的顶端表面或者每个绝缘安装构件的底端表面 以点附着方式施加粘合剂；(c3)将绝缘安装构件定位在绝缘安装构件装 盖的对应的通孔中；(c4)使用压迫装置向下压迫各个绝缘安装构件，从 而使绝缘安装构件结合到各个电池单元的顶端；以及(c5)向前(或向后) 移动运载架一步，并重复执行步骤(c4)。在以上步骤中，绝缘安装构件装盖可以进一步被安装于运载架的上 部，并且通孔——每个所述通孔对应于每个绝缘安装构件的外周的形状 一 一可以被形成在绝缘安装构件装盖中。
具体来说，金属包层装盖被从运载架移除，绝缘安装构件装盖被安 装于运载架的上端，并且粘合剂被以点附着方式施加到每个电池单元的 顶端表面或每个绝缘安装构件的底端表面。随后，绝缘安装构件被插入 绝缘安装构件装盖的对应的通孔中，并且使用压迫装置向下压迫各个绝 缘安装构件的上部，以确保将绝缘安装构件结合到各个电池单元的顶端。 随后，在前进方向上移动运载架一步。结果是，可以连续地实现电池单 元的顶端表面和对的绝缘安装构件的底端表面之间的连接。
因为在此结构中每个通孔都被配置为对应于每个绝缘安装构件的外 周的形状，所以更能防止绝缘安装构件的错位，此种错位可能发生在绝 缘安装构件和对应的电池单元的顶端之间的结合过程中。
并且，将绝缘安装构件的底端表面结合到对应的电池单元的顶端表 面的步骤可以基于粘结方法选择性地应用。优选以点附着方式施加粘合 剂。从而，可以既准确又安全地实现将绝缘安装构件结合到对应的电池 单元的顶端表面的工序，以提高粘合剂的可应用性，并以加强的粘附力 实现结合。
在一个具体实施例中，步骤(d)可以包括(dl)从运载架移除绝缘安 装构件装盖，并将其中形成有多个通孔的保护电路模块装盖安装到运载 架的上部，每个通孔对应于每个保护电路模块的外周的形状；(d2)通过 保护电路模块装盖的通孔，将保护电路模块定位于各个绝缘安装构件的 上部；(d3)使用焊接装置，将各个电池单元的、通过形成于各个绝缘安 装构件中的通孔暴露出的电极端子焊接到各个保护电路模块的连接端 子；以及(d4)向前(或向后)移动运载架一步，并重复执行步骤(d3)。
在将绝缘安装构件结合到对应的保护电路模块的过程中，保护电路 模块装盖可以进一步被安装于运载架的上部，并且通孔——每个所述通 孔对应于每个保护电路模块的外周的形状一一可以被形成在保护电路模 块装盖中。
具体来说，绝缘安装构件装盖被从运载架移除，保护电路模块装盖 被安装于运载架的上端，保护电路模块被插入保护电路模块装盖的通孔被焊接到各个保护电路模块的连接端子，由此容易地实现绝缘安装构件 和对应保护电路模块之间的结合。并且，在前进方向上移动运载架一步， 以连续地实现绝缘安装构件和对应的保护电路模块之间的结合。
因为在此结构下每个通孔都被配置为对应于每个保护电路模块的外 周的形状，所以最能防止保护电路模块的错位，此错位可能发生在绝缘 安装构件和对应的保护电路模块之间的结合过程中。
在一个具体实施例中，步骤(e)可以包括(el)从运载架移除保护电 路模块装盖，并将其中形成有多个通孔的绝缘顶盖装盖安装到运载架的 上端，所述通孔对应于每个绝缘顶盖的外周的形状；(e2)在每个保护电
路模块的顶端表面或每个绝缘顶盖的内侧表面以线附着方式施加粘合 剂；(e3)通过绝缘顶盖装盖的通孔，将绝缘顶盖定位于各个保护电路模 块的上部；(e4)使用压迫装置向下压迫各个绝缘顶盖，以使绝缘顶盖结 合到各个电池单元的上部；以及(e5)向前(或向后)移动运载架一步，并 重复执行步骤(e4)。
在以上步骤中，绝缘顶盖装盖可以进一步被安装于运载架的上部， 并且通孔——每个所述通孔对应于每个绝缘顶盖的外周的形状——可以 被形成在绝缘顶盖装盖中。
具体来说，保护电路模块装盖被从运载架移除，绝缘顶盖装盖被安 装到对应的保护电路模块的上部，并且粘合剂以线附着方式被施加到每 个保护电路模块的顶端表面或每个绝缘顶盖的内表面。随后，将绝缘顶 盖插入绝缘顶盖装盖中，然后使用压迫装置向下压迫各绝缘顶盖的上部 从而容易地使绝缘顶盖结合到以下区域从对应的保护电路模块的区域 到对应的电池单元的上部的外周的一部分的区域。并且，在前进方向上 移动运载架一步，以连续地实现保护电路模块和对应绝缘顶盖之间的结 合。
因为在此结构中由于每个通孔都被配置为对应于每个绝缘顶盖的外 周的形状，所以最能防止保护电路模块的错位，此错位可能发生在保护 电路模块和对应的绝缘顶盖之间的结合过程中。
并且，将绝缘顶盖结合到对应的保护电路模块的步骤可以基于粘结 方法选择性地应用。例如，当以线附着方式施加粘合剂时，可以可靠地 完成保护电路模块和对应的绝缘顶盖之间的粘结。
在步骤(f)中，电池组——该电池组已通过步骤(a)至(e)完成了电学
15和机械上的结合——被从运栽架中抽出。抽出电池组意思是从运载架中 拉出电池组从而使电池组与运载架分离。
生产信息_一诸如制造公司、制造日期、以及电池组种类——被输 入条形码，所述条形码在步骤(g)被印在包裹每个电池组的套膜上。
在一个示例性实施例中，根据本发明的制造电池组的方法还可以包
括(h)使用电池组测试装置测试电池组性能，并将测试数据(A)传输到 数据服务器；(i)使用条形码读取器测试套膜的条形码，并将测试数据(B) 传输到数据服务器；(j)使用传感器测量每个电池组的尺寸，并将测量数 据(C)传输到数据服务器。步骤(h)、 (i)和(j)都在步骤(g)后执行。
也就是说，为了收集与电池组相关的信息，并将所收集的信息作为 基础信息加以利用从而提高电池组的质量，在步骤(g)后可以进一步包括 以下步骤使用电池组测试装置测试每个电池组的性能，并将测试数据 (A)传输到数据服务器；使用条形码读取器测试套膜的条形码，并将测试 数据(B)传输到数据服务器；使用传感器测量每个电池组的尺寸，并将测 量数据(C)传输到数据服务器。
因此，与生产以及质量相关的信息——诸如电池组性能、条形码和 电池组大小一一在电池组装配线上被收集。所收集的信息可以被自动存 储、分析并构建到数据库中，以使这些信息可以容易地与其他系统(生产 控制系统和质量管理系统)连接。并且，还可以保存并调节生产和质量信 息，并实时追踪产品和监控产品质量，由此防止产品缺陷。
此种情况下，测试数据(A)可以是一条或多条信息，其选自由以下信 息组成的组每个电池组的开路电压、电流和电阻，以及每个电池IE的 保护电路模块的函数。
测试数据(B)可以是一条或多条信息，其选自由以下信息组成的组 条形码印刷质量，以及与条形码指示的电池序列号相关的比较信息。
测量数据(C)可以是一条或多条信息，其选自由以下信息组成的组 每个电池组的长度、宽度、厚度和重量。
与此同时，数据服务器可以被操作性地连接到用于自动控制每个电 池组质量的装置("质量控制装置")，并且该质量控制装置可以被构建 为基于测试数据(A)至测量数据(C)执行以下至少一个步骤(i)确^人电池 组是否有缺陷；(ii)确认在操作过程中对电池组制造工序进行监控和改 进是否必要；以及(i i i)分类并存储每个电池组的产品信息。因为数据服务器被操作性地连接到质量控制装置，所以质量控制装置可以收集诸如测试数据(A)至测量数据(C)之类的信息，并利用所收集 的信息、通过诸如统计分析之类的定量分析法来改进工序或产品。这大 大提高了生产率以及产品质量，因此是非常可取的。例如，质量控制装置可以包括数据服务器，其用于储存信息("标准 信息")以基于每个电池组的种类(规格)来设置对应于测试数据(A)和测 量数据(C)的优化范围，质量控制装置还可以包括中央处理单元，其用于 将储存在数据服务器中的测试数据(A)和测量数据(C)与储存在数据服务 器中的标准信息进行比较和处理。也就是说，质量控制装置可以包括数据服务器(包括数据库)，其用 于储存标准信息以基于每个电池组的种类(规格)来设置对应于测试数据 (A)和测量数据(C)的优化范围，质量控制装置还可以包括中央处理单元， 其用于将储存在数据服务器中的测试数据(A)和测量数据(C)与储存在数 据服务器中的标准信息进行比较和处理。与此同时，确认电池组是否有缺陷的步骤可以包括基于标准信息 来确认电池组的测试数据(A)或测量数据(C)是否在容许的缺陷误差范围 内。也就是说，当电池组的测试数据(A)或测量数据(C)不在容许的缺陷 误差范围内时，就判定此电池组有缺陷。另一方面，当电池组的测试数 据(A)或测量数据(C)在容许的缺陷误差范围内时，就判定此电池组良好。确认对电池组制造工序进行监控和改进是否必要的步骤可以包括 基于标准信息来确认电池组的测试数据(A)或测量数据(C)的平均值是否 在容许的处理误差范围内。具体来说，当电池组的测试数据(A)或测量数据(C)的平均值不在容 许的处理误差范围内时，其指示电池组质量的恶化，此时可以执行对电 池组制造工序进行监控和改进的步骤。与此同时，每个电池单元都不被特别限定，只要每个电池单元都有 向上暴露的电极端子。例如，每个电池单元可以是上端形成有阳极端子 和阴极端子的棱柱形二次电池。根据本发明的另 一个方面，提供了 一种由上述方法制造的棱柱形二 次电池。此棱柱形二次电池被构建为这样的结构阴极/隔板/阴极结构 的电极组件与电解液一起被安装在棱柱形电池盒中，诸如金属容器中。17棱柱形二次电池在本发明所属领域广为人知，因此，就不再给予详细描 述。基于上述构造，可以对使用根据本发明的电池单元转移装置来制造 电池组的方法进行多方面的修改，但是此种修改必须被解释为处于本发 明的范围内。


通过以下结合图片的详细描述，本发明的上述以及其他目的、特征和其他优点会被更清晰的理解，其中图1是典型地图示了根据本发明的一个实施方案的电池组制造方法的工序视图；图2是图示了电池单元转移装置的典型视图。图3是图示了步骤(a)将电池单元安装到运载架的典型视图。图4是图示了步骤(b)将金属包层焊接到对应的电池单元的顶端表面的典型视图。图5是图示了步骤(c)将绝缘安装构件结合到对应的电池单元的顶端 的典型视图。图6是图示了步骤(d)将保护电路模块定位于对应的绝缘安装构件的 顶端的典型视图。图7是图示了步骤(e)将绝缘顶盖结合到对应的电池单元的典型视图。图8是图示了步骤(f)从运载架中抽出电池组的典型视图。 图9是图示了使用图2的电池单元转移装置施加粘合剂的步骤的典 型视图。图IO是图示了装盖的绝缘安装构件的立体图。图11是图示了根据本发明的另一个实施方案的电池组制造方法的系 统构造视图。
具体实施方式
现在，将参照附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。但应 注意的是，本发明的范围不限于所举实施方案。图1是图示了根据本发明的一个实施方案的电池组制造方法的工序视图。参照图1,根据本发明的电池组制造方法包括以下步骤在将各个电 池单元的底端表面安装绝缘底盖的同时，将电池单元装进电池单元转移 装置的运载架(10);在将金属包层定位于对应的电池单元顶端表面后， 用焊接方法使金属包层结合到各个电池单元的上端表面(未显示)；在绝 缘安装构件的底端表面或电池单元的顶端表面施加粘合剂，将绝缘安装 构件定位于对应的电池单元的顶端表面，并用压迫装置压迫对应的绝缘 安装构件的顶端，以使绝缘安装构件结合到各个电池单元的顶端表面 (20);在将每块保护电路模块定位于对应的绝缘安装构件的顶端表面后， 用焊接装置将保护电路模块焊接到各个电池单元，以使保护电路模块电 连接到各个电池单元(30);在保护电路模块的顶端表面或在绝缘顶盖的 内表面施加粘合剂，将绝缘顶盖定位于各个保护电路模块的上部，并用 压迫装置压迫各个绝缘顶盖的顶端，以使绝缘顶盖结合到各个电池单元 (40);从运载架中抽出电池组(未显示)；将每个电池组的外表面包裹 在外表面印有条形码的套膜中(未显示)；使用电池组测试装置测试各个 电池组的性能，并将测试数据(A)传输至数据服务器(52);使用条形码读 取器测试套膜上的条形码，并将测试数据(B)传输至数据服务器(54);使 用传感器测量每个电池组的尺寸，并将测量数据(C)传输至数据服务器 (56)。并且，可以进一步包括其他产品制造步骤。图2是图示了电池单元转移装置的典型视图。参照图2，电池单元转移装置400包括运载架200和夹具。此夹具包 括弹性压迫构件100和弹性结合构件300。运载架200被构建成上部打开的长方形结构。在运载架200的内侧 形成有安装沟槽220和222，电池单元(未显示)被按规则间隔竖直安装在 此沟槽中。在运载架200的其中的一侧的外侧，以电池单元安装间隔d 形成有沟槽210。运载架200以弹性压迫方式^f皮安装于弹性压迫构件100 和弹性接合构件300之间。三个压缩弹簧110被安装到弹性压迫构件1GG。压缩弹簧110弹性地 压迫运载架200的、与形成有沟槽210的一侧对立的一侧212。一系列结合沟槽310以电池单元安装间隔d形成于弹性结合构件300 的对应于运载架200的沟槽210的一侧，^使结合沟槽310与运载架200 的各个沟槽210弹性衔接。因此，当运载架200在前进方向上被压迫时，在运载架200被弹性 压迫构件100的压缩弹簧110弹性压迫的同时，在前进方向上沿着弹性 结合构件300被转移一步，所述一步对应于沟槽形成间隔，从而对安装 于运载架200中的电池单元(未显示)执行预定的连续操作。此连续操作可以根据需要改变。例如，此连续操作可以是将金属 包层连接到各个电池单元的顶端表面的焊接操作；将绝缘安装构件结合 到各个电池单元的电极端子的粘结和压迫操作；在绝缘安装构件被结合 到各个电池单元的顶端的状态下，将保护电路模块电连接到各个电池单 元的焊接操作；以及在保护电路模块被结合到各个电池单元的顶端的各 个绝缘安装构件的状态下，将绝缘顶盖结合到各个保护电路模块的粘结 和压迫操作。并且，运载架2G0包括运载架主体250和连结及拆卸构件260，连结 及拆卸构件260可拆卸地连接到运载架主体250的打开侧。图3是图示了将电池单元安装到运载架的步骤的典型视图。参照图3连同图2，首先，在运载架200的对应的安装沟槽222处为 每个电池单元800安装绝缘底盖830，并将双面胶带840贴附到每个电池 单元800的底端表面。随后，在电极端子810和820从每个电池单元800 的顶端向上暴露的状态下，将电池单元800装进运载架200，以使每个绝 缘底盖830都被结合到对应的电池单元800的底端表面。并且，在运载架主体250的连结及拆卸区域设有磁铁252，并且安装 沟槽220和222分别形成于运载架主体250的一侧的内表面和底端的内 表面。安装沟槽220和222被配置为具有每个电池单元800——其分别是 棱柱形二次电池——的对立侧面和底部的形状。在运载架200的一侧打开的结构中，可以容易地将绝缘底盖830和 电池单元800安装到运载架主体250，并在将电池单元800安装到形成于 运载架主体250内表面的安装沟槽220和222后，将连结及拆卸构件260 结合到运载架主体250.并且，在每个电池单元800的顶端表面形成有向上突出的阳极端子 810，以及与阳极端子810电绝》彖的阴极端子820.图4是图示了将金属包层焊接到对应的电池单元的上端表面的步骤 的典型视图。参照图4，首先，其上形成有多个通孔的金属包层装盖70被安装于20运载架200的上端，并且金属包层通过金属包层装盖70的通孔72被定 位于各个电池单元的电极端子的上表面。随后，使用焊接装置将金属包 层由上自下焊接，以使金属包层结合到各个电池单元的电极端子。图5是图示了将绝缘安装构件连接到对应的电池单元的顶端的步骤 的典型视图。参照图5连同图3和4，将金属包层装盖70从运载架200移除，并 将其上形成有多个通孔的绝缘安装构件装盖80安装于运载架200的上 端，上述每个通孔都对应于每个绝缘安装构件82的外周的形状。随后， 将粘合剂以点附着方式施加于每个电池单元800的顶端表面或每个绝缘 安装构件82的底端表面，绝缘安装构件82被定位于绝缘安装构件装盖 80的对应的通孔内，使用压迫装置向下压迫各个绝缘安装构件82，以使 绝缘安装构件82结合到各个电池单元800的顶端。图6是图示了将保护电路模块定位在对应的绝缘安装构件的顶端的 步骤的典型视图。参照图6连同图5，将绝缘安装模块装盖80从运载架200移除，并 将其上形成有多个通孔的保护电路模块装盖安装于运载架200的上端， 上述每个通孔都对应于每个保护电路模块92的外周的形状。随后，通过 保护电路模块装盖90的通孔将保护电路模块92安装于各个绝缘安装模 块82的上部，并使用焊接装置(未显示)将通过形成于各个绝缘安装构件 82中的通孔暴露出的各个电池单元的电极端子焊接到各个保护电路模块 92。图7是图示了将绝缘顶盖结合到对应的电池单元的步骤的典型视图。 参照图7连同图6，将保护电路装盖90从运载架200移除，并将其 上形成有多个通孔的绝缘顶盖装盖(未显示)安装到运载架200的上端， 上述每个通孔对应于每个绝缘顶盖94的外周的形状。随后，将粘合剂以 线附着方式施加于每个保护电路模块92的顶端表面或每个绝缘顶盖94 的内表面，通过绝缘顶盖装盖的通孔将绝缘顶盖94定位于各个保护电路 模块的上部，并使用压迫装置向下压迫各个绝缘顶盖94，以使绝缘顶盖 94结合到各个电池单元800的上部。图8是图示了将电池组从运栽架中抽出的步骤的典型视图。参照图 8,电池组96——在每一个电池组内按顺序安装有从绝桑彖底盖到绝缘顶盖 这些部件——被从运载架200中一个接一个地抽出。然后，每一个电池组96的外表面被包裹在其上印有条形码的套膜中。
图9是图示了使用图2的电池单元转移装置施加粘合剂的步骤的典 型视图，图IO是图示了绝缘安装构件装盖的立体图。
参照这些图连同图2、 3和5，电池单元800被以竖直方式安装于运 载架200的安装沟槽220和222中。绝缘安装构件装盖80通过磁铁252 和262产生的磁力被安装于运载架200的顶部，磁4失252和262分别被 设在运载架主体250的顶部和连结及拆卸构件260的顶部。
每个通孔84都形成于绝缘安装构件装盖80中，其形状对应于每个 绝缘安装构件82的外周，以使对应的电池单元800的顶端粘结区域通过 对应通孔84向上暴露。
并且，在绝缘安装构件装盖80的对立端形成有用于结合的通孔81， 而且在运载架主体250的上端表面的对立端形成有用于结合的突起。因 此，绝缘安装构件装盖80被定位于运载架主体250的顶部的适当位置， 并且防止了绝缘安装构件装盖80与运载架主体250的分离——即使当有 外力作用于绝缘安装构件装盖80时。
以下，将描述一种使用电池单元转移装置400通过粘结将绝缘安装
首先，将电池单元800装入运载架200，然后将其上具有多个通孔 84的绝缘安装构件装盖80定位于运载架200的上端。
随后，自动点胶机600的两个出胶口 610被从绝缘安装构件装盖80 的上方向下移动，直到出胶口 610被定位于每个电池单元800的顶端表 面的粘结区域。粘合剂通过出胶口 610被施加到每个电池单元800的顶 端表面的粘结区域，然后出胶口 610被向上移动。
随后，绝缘安装构件(未显示)被插入绝缘安装构件装盖80的对应的 通孔84中，然后使用压迫装置(未显示)压迫绝缘安装构件，以将绝缘安 装构件82结合到对应的电池单元800的顶端。
随后，随着运载架被向前移动一步，上述粘结工序被重复执行，由 此连续地完成了电池单元和对应的绝缘安装构件82之间的结合。并且， 这使连续粘结工序的自动和半自动化成为可能。
图11是图示了根据本发明的另一个实施方案的电池组制造方法的系 统构造视图。
参照图ll连同图l，该电池组制造方法包括以下步骤在电池组装配线940上组装电池组；使用电池组测试装置910测试各个电池组的性 能，并将测试数据(A)传输到数据服务器950;使用条形码读取器920测 试套膜的条形码，并将测试数据(B)传输到数据服务器950;使用传感器 930测量每个电池组的尺寸，并将测量数据(C)传输到数据服务器950。
测试数据(A)是这样的信息，其包括电池组的开路电压、电流和阻抗， 以及电池组的保护电路模块的函数。测试数据(B)是这样的信息，其包括 条形码印刷质量，以及与条形码指示的电池组序列号相关的比较信息。 测量数据(C)是这样的信息，其包括电池组的长度、宽度、厚度和重量。
并且，质量控制装置包括数据服务器950，其用于储存信息("标准 信息，，)以基于每个电池组的种类(规格)来设置对应于测试数据(A)和测 量数据(C)的优化范围，还包括中央处理单元960,其用于将储存在数据 服务器95G中的测试数据(A)和测量数据(C)与储存在数据服务器950中 的标准信息进行比较和处理。
工业适用性
根据以上描述显而易见的是，根据本发明的使用电池单元转移装置 来制造电池组的方法能够使对电池组装配质量有很大影响的粘合剂施加 步骤、套膜连结步骤和压迫步骤自动化，并使得能够手动执行对电池组 装配质量无影响的转移步骤和装盖安装步骤，由此大大提高了电池组的 整个装配质量、实现了电池组的大批量生产、并大大提高了利润投资比。
并且，使用了其中以特定构造安装有运载架和夹具的电池单元转移 装置，因此，可以连续地执行预定的操作，其使低成本自动化成为可能， 由此大大提高电池组的生产率，并显著降低电池单元制造成本。
虽然已为说明目的公开了本发明的示例性实施例，但本领域技术人 员应意识到，在不脱离权利要求中所公开的本发明的范围和精神的前提 下，各种修改、附加和替换是可能的。
权利要求
1.一种使用电池单元转移装置、通过连续的操作、由多个电池单元制造电池组的方法，此制造方法包括(a)在将绝缘底盖安装到各个电池单元的底端表面的同时，将电池单元装进电池单元转移装置的运载架；(b)在将金属包层定位于对应的电池单元的顶端表面后，通过焊接使金属包层结合到各个电池单元的顶端表面；(c)在绝缘安装构件的底端表面或电池单元的顶端表面施加粘合剂，将绝缘安装构件定位于对应的电池单元的顶端表面，并用压迫装置压迫各个绝缘安装构件的顶端，以使绝缘安装构件结合到各个电池单元的顶端表面；(d)在将每个保护电路模块定位于对应的绝缘安装构件的顶端表面后，用焊接装置将保护电路模块焊接到各个电池单元，以使保护电路模块电连接到各个电池单元；(e)在保护电路模块的顶端表面或在绝缘顶盖的内表面施加粘合剂，将绝缘顶盖定位于各个保护电路模块的上部，并用压迫装置压迫各个绝缘顶盖的顶端，以使绝缘顶盖结合到各个电池单元；(f)从运载架中抽出电池组；以及(g)将每个电池组的外表面包裹在外表面印有条形码的套膜中，其中所述电池单元转移装置包括以矩形构建且上部敞开的运载架，该运载架内部设有安装沟槽，其用于在每个电池单元的电极端子都向上暴露的状态下允许多个电池单元以规则间隔以竖直方式安装，该运载架的其中的一侧的外侧设有以电池单元安装间隔形成的沟槽；以及夹具，该夹具包括弹性压迫构件和弹性结合构件，弹性压迫构件用于弹性地压迫运载架的、与形成有沟槽的外侧对立的一侧，弹性结合构件在对应于运载架的沟槽的一侧形成有一系列结合沟槽，以使结合沟槽能够与运载架的各个沟槽弹性衔接。
2. 根据权利要求1的制造方法，其中粘合剂通过自动点胶机施加。
3. 根据权利要求1的制造方法，其中压迫装置具有一个执行一预定时间量的压迫所需的计时器。
4. 根据权利要求1的制造方法，其中电池单元转移装置被构建为，当运载架在前进方向上被压迫时，在运载架被夹具的弹性压迫构件压迫的同时，运载架沿着弹性结合构件被转移一步，所述一步对应于沟槽形成间隔，借此对安装于运载架中的电池单元连续地执行预定的操作。
5. 根据权利要求1的制造方法，其中运载架被构建为这样的结构运载架的四侧中的至少一侧可拆卸地连接到运载架其余部分，以^吏电池单元可以容易地被安装到运载架中。
6. 根据权利要求5的制造方法，其中运载架包括其一侧打开的运载架主体，以及一个可拆卸地连接到运载架主体的打开侧的连结及拆卸构件。
7. 根据权利要求1的制造方法，其中弹性压迫构件设有用于提供弹性压力的压缩弹簧。
8. 根据权利要求1的制造方法，其中运载架自动、半自动或手动地在前进方向上移动，以执行连续操作。
9. 根据权利要求1的制造方法，其中连续操作选自由以下操作组成的组将包层金属板连接到各个电池单元的顶端表面的焊接操作；将绝缘安装构件结合到各个电池单元的电极端子的粘结和压迫操作；在绝缘安装构件被结合到各个电池单元的顶端的状态下，将保护电路模块电连接到各个电池单元的焊接操作；以及在保护电路模块被结合到各个电池单元的顶端的各个绝缘安装构件的状态下，将绝缘顶盖结合到各个保护电路模块的粘结和压迫操作。
10. 根据权利要求1的制造方法，其中步骤(a)包括(al)为每个电池单元在运载架的对应的安装凹槽中安装绝缘底盖；(a2)在每个电池单元的底端表面贴附双面胶带；(a3)在每个电池单元的电极端子向上暴露的状态下，将电池单元装进运载架中，以使每个绝缘底盖结合到对应的电池单元的底端表面；以及(a4)向前(或向后)移动运载架一步，并重复执行步骤(al)到(a3)。
11. 根据权利要求1所示的制造方法，其中步骤(b)包括(bl)将其中形成有多个通孔的金属包层装盖安装到运载架的上端；(b2)通过金属包层装盖中的通孔，将金属包层定位于各个电池单元的电极端子的顶端表面；(b3)用焊接装置由上而下焊接金属包层，以使金属包层结合到各个电池单元的电极端子；以及(b4)向前(或向后)移动运载架一步，并重复执行步骤(b3)。
12. 根据权利要求1的制造方法，其中步骤(c)包括(cl)从运载架移除金属包层装盖，并在运载架的上端安装具有多个通孔的绝缘安装构件装盖，所述每个通孔对应于每个绝缘安装构件的外周的形状；(c2)在每个电池单元的顶端表面或者每个绝缘安装构件的底端表面以点附着方式施加粘合剂；(c3)将绝缘安装构件定位于绝缘安装构件装盖的对应的通孔中；(c4)使用压迫装置向下压迫各个绝缘安装构件，以^使绝缘安装构件结合到各个电池单元的顶端；以及(c5)向前(或向后)移动运载架一步，并重复执行步骤(c4)。
13. 根据权利要求1的制造方法，其中步骤(d)包括(dl)将绝缘安装构件装盖从运载架移除，并在运载架的上部安装其中形成有多个通孔的保护电路模块装盖，所述每个通孔对应于每个保护电路模块的外周的形状；(d2)通过保护电路模块装盖的通孔，将保护电路模块定位于各个绝缘安装构件的上部；(d3)使用焊接装置将通过形成于各个绝缘安装构件上的孔暴露出的电极端子焊接到各个保护电路模块的连接端子；以及(d4)向前(或向后)移动运栽架一步，并重复执行步骤(d3)。
14. 根据权利要求1的制造方法，其中步骤(e)包括(el)从运载架移除保护电路模块装盖，并在运栽架的上部安装其中形成有多个通孔的绝缘顶盖装盖，所述每个通孔对应于每个绝缘顶盖的外周的形状；(e2)在每个保护电路模块的顶端表面或每个绝缘顶盖的内表面以线附着方式施加粘合剂；(e3)通过绝缘顶盖装盖的通孔，将绝缘顶盖定位于各个保护电路模块的上部；(e4)使用压迫装置向下压迫各个绝缘顶盖，以使绝缘顶盖结合到各个电池单元的上部；以及(e5)向前(或向后)移动运栽架一步，并重复执行步骤(e4)。
15. 根据权利要求1的制造方法，还包括(h) 使用电池组测试装置测试每个电池组的性能，并将数据(A)传输到数据服务器；(i) 使用条形码读取器测试套膜的条形码，并将数据(B)传输到数据服务器；以及(j)使用传感器测量每个电池组的尺寸，并将测量数据(C)传输到数据服务器，其中步骤(h)、 (i)和(j)于步骤(g)后执行。
16. 根据权利要求15的制造方法，其中测试数据(A)是一条或多条信息，其选自由以下信息组成的组每个电池组的开路电压、电流和电阻，以及每个电池组的保护电路模块的函数。
17. 根据权利要求15的制造方法，其中测试数据(B)是一条或多条信息，其选自由以下信息组成的组条形码印刷质量，以及与条形码指示的电池序列号相关的比较信息。
18. 根据权利要求15的制造方法，其中测试数据(C)是一条或多条信息，其选自由以下信息组成的组每个电池组的长度、宽度、厚度和重量。
19. 根据权利要求1的制造方法，其中数据服务器操作性地连接到用于自动地控制每个电池組的质量的装置("质量控制装置")上，并且该质量控制装置基于测试数据(A)至测量数据(C)执行至少 一个以下步骤(i)确认电池组是否有缺陷；(i i)确认在操作过程中对电池组生产工序进行监控和改进是否必要；以及(i i i)分类并储存每个电池组的产品信息。
20. 根据权利要求19的制造方法，其中质量控制装置包括数据服务器，其用于储存信息("标准信息，，)，以基于每个电池组的种类(规格)来设置对应于测试数据(A)和测量数据(C)的优化范围；以及中央处理单元，其用于将储存在数据服务器中的测试数据(A)和测量数据(c)与储存在数据服务器中的标准信息进行比较和处理。
21. 根据权利要求19或20的制造方法，其中确认电池是否有缺陷的步骤包括基于标准信息来确认电池组的测试数据(A)或测量数据(C)是否在容许的缺陷误差范围内。
22. 根据权利要求19或20的制造方法，其中确认操作过程中对电池组生产工序进行监控和改进是否必要的步骤包括基于标准信息来确认电池组的测试数据(A)或测量数据(C)的平均值是否在容许的处理误差范围内。
23. 根据权利要求1的制造方法，其中每个电池单元是棱柱形二次电池。
24. 通过根据权利要求1的制造方法制造的棱柱形电池组。
全文摘要
本发明涉及一种制造电池组的方法，包括(a)对各个电池单元安装绝缘底盖，并将其装进转移装置的运载架；(b)通过焊接使金属包层结合到各个电池单元的顶端表面；(c)通过粘合剂和压迫装置将绝缘安装构件定位并结合于相应的电池单元的顶端表面；(d)用焊接装置将保护电路模块焊接到各个电池单元，使彼此电连接；(e)通过粘合剂和压迫装置将绝缘顶盖定位并结合于各个保护电路模块的上部；(f)从运载架中抽出电池组；以及(g)将每个电池组的外表面包裹在外表面印有条形码的套膜中；其中该电池单元转移装置包括一个其中的一侧的外侧形成有沟槽的运载架，和一个包括弹性压迫构件和弹性结合构件的夹具。
文档编号H01M10/04GK101645516SQ200910161579
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月4日 优先权日2008年8月6日
发明者南相权, 河晶皓, 白周桓, 金祯焕, 金秀铃 申请人:株式会社Lg化学