锂离子电池点胶整形夹具及电池涂胶机的制作方法

本实用新型属于锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池点胶夹具及使用该点胶夹具的涂胶机。

背景技术：

锂离子电池的电芯一般由正、负极片和隔膜叠放在一起后，采用卷绕或叠片工艺制成，电芯中的正、负极片由隔膜隔开。隔膜的宽度一般大于极片的宽度，因此隔膜的两端会伸出于电芯的两端。电池在使用过程中难免会发生跌落的情况，跌落所带来的撞击可能会使电池的内部结构发生松动，并可能造成隔膜翻折。由于隔膜在电池中起着隔离电池正、负极片的作用，隔膜翻折移位可能会造成电池的正、负极片相接触，从而形成短路。为了防止隔膜翻折，目前的解决手段是采用胶纸将隔膜伸出于电芯端部的部分贴在一起，但如果胶纸将隔膜全部贴住，在后续的工序中可能会影响电解液进入电芯内部，进而影响电解液的浸润效果；如果胶纸只将部分隔膜进行粘贴约束，没有被胶纸固定的隔膜仍存在翻折移位的隐患。而且采用胶纸来粘贴隔膜的方式，不同规格的电芯需采用不同尺寸的胶纸，也存在换型麻烦、不利于柔性作业的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电芯点胶整形夹具，可对伸出于电芯端部的隔膜进行整形，以方便点胶。

本实用新型的另一目的是提供一种电池点胶机，可对电芯端部的隔膜进行点胶，实现隔膜端部的固定。

为了实现上述第一目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

锂离子电池点胶整形夹具，包括：电芯放置板，所述电芯放置板的后端部设置有间隔布置的齿形凸部，所述齿形凸部突出于所述电芯放置板的内侧面，相邻的齿形凸部之间形成凹槽；通过转轴与所述电芯放置板铰接的电芯压板，所述电芯压板的后端部设置于间隔布置的齿形凸部，所述齿形凸部突出于所述电芯压板的内侧面，相邻的齿形凸部之间形成凹槽；所述电芯压板和所述电芯放置板可打开或闭合，闭合时位于所述电芯放置板上的齿形凸部和位于所述电芯压板上的齿形凸部相互错位。

进一步的，所述电芯压板通过第二转轴与所述电芯放置板相连。

进一步的，还包括夹具安装座，所述夹具安装座上设置有支架，所述电芯放置板通过第一转轴与所述支架相连，并可绕所述第一转轴翻转至水平或竖直状态。

进一步的，还包括夹具安装座，所述夹具安装座上设置有支架，所述电芯放置板通过第一转轴与所述支架相连，并可绕所述第一转轴翻转至水平或竖直状态；所述电芯压板通过第二转轴与所述电芯放置板相连，所述第二转轴的轴线垂直于所述第一转轴的轴线。

进一步的，所述夹具安装座上设置有限位支撑块，所述限位支撑块位于所述第一转轴的一侧，所述电芯放置板旋转至水平位置或旋转至竖直位置时，所述电芯放置板的背面抵靠于所述限位支撑块上。

进一步的，所述电芯放置板的内侧面和所述电芯压板的内侧面上设置有位置对应的磁铁。

由以上技术方案可知，本实用新型的点胶整形夹具能够将露出于电芯的隔膜收拢在一起，以便于在隔膜端面上涂覆胶水，从而将电芯所有隔膜的端部粘贴成一个整体，约束隔膜的移动，降低跌落过程中隔膜发生翻折的概率。

为了实现上述第二目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

电池涂胶机，包括：机台；设置于所述机台上的上料输送带和下料输送带；设置于所述机台上的上料机器人，所述上料机器人位于所述上料输送带的下料端；设置于所述机台上的下料机器人，所述下料机器人位于所述下料输送带的上料端；设置于所述机台上的点胶整形夹具，所述点胶整形夹具位于所述上料输送带和所述下料输送带之间，所述点胶整形夹具为前述点胶整形夹具；设置于所述机台上的点胶组件，所述点胶组件包括设置于所述机台上的涂胶机固定架、可沿竖直方向上下移动地设置于所述涂胶机固定架上的滑座、设置于所述滑座上的涂胶机；所述涂胶机和所述点胶整形夹具之间可沿前后方向和左右方向发生相对移动。

进一步的，所述点胶整形夹具设置于一十字滑台上，所述十字滑台设置于所述机台上。

进一步的，所述上料机器人和所述下料机器人为四轴机器人。

进一步的，在所述上料机器人的头部设置有用于对位于上料机器人的升降杆下方的电芯进行拍照的CCD拍照组件，所述CCD拍照组件位于所述上料机器人的升降杆的前方。

由以上技术方案可知，本实用新型涂胶机采用点胶整形夹具将露出于电芯的隔膜收拢在一起，以便于涂胶机在隔膜端面上涂覆胶水，从而将电芯所有隔膜的端部粘贴成一个整体，约束隔膜的移动，降低跌落过程中隔膜发生翻折的概率。而且采用胶线的形式来粘贴隔膜端部，不会影响电解液穿过隔膜端部进入电芯内部。本实用新型不仅能提高设备涂胶容错能力，降低涂胶精度，便于涂胶工艺的实现，还能针对不同规格的电芯通过更换涂胶嘴实现快速换型，提升设备稼动率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例上料机器人的结构示意图；

图3为本实用新型实施例点胶整形夹具的结构示意图；

图4为点胶整形夹具闭合时的示意图；

图5为图3中A部分的局部放大示意图；

图6为点胶整形夹具闭合时后端部的示意图；

图7为十字滑台的结构示意图；

图8为本实用新型实施例点胶组件的结构示意图；

图9为点胶整形夹具闭合时的侧视图；

图10为点胶后电池尾端的示意图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的电池涂胶机包括机台1，机台1上设置有上料输送带2、上料机器人3、点胶整形夹具4、点胶组件5、上料机器人6和下料输送带7。本实施例的上料输送带2和下料输送带7采用常规的皮带输送机，上料输送带2和下料输送带7用于运送电芯。上料机器人3设置于上料输送带2的下料端，下料机器人6设置于下料输送带7的上料端。本实施例的上料机器人3和下料机器人6均采用常规的四轴机器人。

上料输送带2用于将电芯从上一个工序的工位向上料机器人3移动，当电芯随上料输送带2移动至上料输送带2的出料端后，上料机器人3将电芯抓取，并移至点胶整形夹具4上。下料机器人6将点胶整形夹具4上的电芯抓取后，移动至下料输送带7的上料端，由下料输送带7将电芯移动至下一工序的工位。图2为上料机器人3的结构示意图，下料机器人6的结构与上料机器人3的结构相同，下面以上料机器人为例对机器人的结构进行说明。在上料机器人3的升降杆3a的底部设置有吸盘安装架8，吸盘安装架8上设置有吸盘9，升降杆3a除了可沿z轴上下移动外，还可绕自身的轴线转动，从而带动吸盘9移动，以实现上料机器人3在其有效行程内将抓取的电芯在任意空间范围内移动，并在水平方向上旋转电芯。

为了保证电芯可以被准确地放置到点胶整形夹具4上，作为本实用新型的一个优选实施方式，在上料机器人3上还设置有CCD拍照组件10。CCD拍照组件10固定在上料机器人3的头部，位于吸盘9的前上方，CCD照相组件10可随上料机器人3移动。当电芯移动至上料输送带2的出料端后，在被上料机器人3的吸盘9抓取之前，CCD拍照组件10先对电芯进行拍照，记录电芯的位置，并将记录的位置信息(电芯相对于点胶整形夹具的位置)发送给控制系统(未图示)，用于为上料机器人3提供位置参考信息，以指引上料机器人3抓取电芯后，对电芯的位置进行纠正，将电芯按照预定位置移动至点胶整形夹具4上。

图3和图4分别为点胶整形夹具打开和闭合时的示意图。参照图3和图4，点胶整形夹具4包括夹具安装座4-1、支架4-2、电芯放置板4-3以及电芯压板4-4。电芯放置板4-3通过第一转轴4-5与支架4-2相连，并可绕第一转轴4-5转动。本实施例的支架4-2位于电芯放置板4-3的两侧，电芯放置板4-3通过一对第一转轴4-5安装于支架4-2上，并可绕第一转轴4-5的轴线翻转。电芯压板4-4通过第二转轴4-6与电芯放置板4-3相连，并可绕第二转轴4-6转动，从而使点胶整形夹具打开或闭合。本实施例的第一转轴4-5的轴线和第二转轴4-6的轴线相互垂直。为了便于取放电芯，在夹具安装座4-1上还设置有限位支撑块4-7，限位支撑块4-7位于第一转轴4-5的一侧，限位支撑块4-7的高度与电芯放置板4-3旋转至水平位置时，电芯放置板4-3底面的高度对应，从而当电芯放置板4-3旋转至水平时，可正好被限位支撑块4-7支撑，方便将电芯100放置于电芯放置板4-3上或将电芯从电芯放置板4-3上取出。当电芯放置板4-3旋转至竖直位置时，电芯放置板4-3的背面抵靠在限位支撑块4-7上，辅助电芯放置板4-3处于竖直状态。进一步优选的，在电芯放置板4-3上和电芯压板4-4上分别设置有位置对应的磁铁11，磁铁11分别位于电芯放置板4-3的与电芯压板4-4相对的侧面以及电芯压板4-4的与电芯放置板4-3相对的侧面上，当点胶整形夹具4闭合时，即电芯压板4-4旋转至叠放在电芯放置板4-3上时，可通过磁铁11使两者保持闭合状态，并压紧电芯。

为了便于描述，当电芯放置于电芯放置板4-3上后，将电芯放置板4-3及电芯压板4-4的与电芯极耳所在端同侧的端部定义为前端部，则另一端部为后端部。结合图3、图4、图5和图6所示，在电芯放置板4-3与电芯压板4-4相对的侧面(内侧面)上以及电芯压板4-4与电芯放置板4-3相对的侧面(内侧面)上分别对应设置有间隔布置的齿形凸部12，齿形凸部12突出于电芯放置板(电芯压板)的内侧面(图9)，相邻的齿形凸部12之间形成向内凹陷的凹槽12a，齿形凸部12位于电芯放置板4-3的后端部和电芯压板4-4的后端部。电芯放置板4-3上的齿形凸部12与电芯压板4-4上的齿形凸部12相互错位，齿形凸部12错位布置以及凹槽部12a可以避开外渗的胶水，防止转折处的胶水将隔膜和夹具粘贴在一起。齿形凸部12用于对电芯的隔膜端部进行整形，当点胶整形夹具4闭合时，齿形凸部12可帮助电芯的隔膜收拢在一起，方便点胶机构进行点胶。

本实施例的点胶整形夹具4设置于一十字滑台13上，如图7所示，十字滑台13包括x轴直线滑台13-1和y轴直线滑台13-2，点胶整形夹具4通过夹具安装架13-3固定在y轴直线滑台13-2上，在十字滑台13的带动下，点胶整形夹具4可沿x轴(左右方向)和y轴(前后方向)移动。

参照图8，本实施例的点胶组件5包括涂胶机固定架5-1、涂胶机5-2以及滑座5-3。涂胶机固定架5-1固定在机台1上，滑座5-3可沿竖直方向往复移动地设置于涂胶机固定架5-1上，涂胶机5-2设置于滑座5-3上，可随滑座5-3一起沿竖直方向移动。滑座5-3的移动可通过电机或气缸控制。涂胶机5-2的底部设置有涂胶嘴5-2a，胶水经涂胶嘴5-2a流出，涂覆在电芯尾端的隔膜上，可采用电磁阀控制涂胶嘴5-2a的通/断。涂胶机可采用市售产品，本实施例的涂胶机采用的是台湾亿赫热熔胶机有限公司生产的型号为G40的涂胶机。可根据不同胶线直径要求，更换相应规格胶嘴。优选的，涂胶嘴5-2a可在竖直方向上移动，从而可以保证涂胶嘴5-2a与电芯端部之间的距离不变。

下面对本实用新型涂胶机的工作过程作进一步的说明：

完成上一工序的电芯依次放到上料输送带2上，由上料输送带2承载向后移动，当电芯移动至上料输送带2的下料端后，上料机器人3将吸盘9移动至电芯上方，CCD拍照组件10拍照记录位置，上料机器人3抓取电芯后根据电芯的位置信息对电芯进行位置纠偏，然后放置打开的点胶整形夹具4上；

点胶整形夹具4闭合，电芯放置板4-3和电芯压板4-4上的齿形凸部12先接触隔膜，将电芯尾部(无极耳的一端)的隔膜压紧，使隔膜向中间收拢(图9)，然后闭合的电芯整形夹具4翻转至竖直状态，使电芯的尾部向上；

点胶整形夹具4在十字滑台13的控制下移动至涂胶机5-2的下方，移动到位后，涂胶机5-2的涂胶嘴5-2a向电芯尾部的隔膜表面涂覆胶水，涂覆过程中点胶整形夹具4沿x轴和y轴按预定轨迹移动，使涂胶嘴5-2a流出的胶水沿着齿形凸部12之间的凹槽12a进行波浪轨迹涂胶；点胶整形夹具4的运动轨迹可以是波浪线(图10)，也可以是折线，或者间断的平行线，从而在隔膜端部上形成不同的胶线；

涂胶完成后，点胶整形夹具4翻转至水平状态并在十字滑台13的控制下继续向后移动，移至下料机器人6对应位置时，点胶整形夹具4打开，下料机器人6将点胶整形夹具4上的电芯抓取并放置下料输送带7上，由下料输送带7将电芯继续向下一工序的工位移动。

采用本实用新型的涂胶机在电芯尾部的隔膜端面上涂胶后，可将被点胶整形夹具收拢后的隔膜端部粘贴在一起，从而防止隔膜发生翻折，避免电芯短路，而且所涂覆的胶水是沿特定轨迹来粘贴隔膜端部，胶水轨迹为线条形，所形成的胶线不会完全覆盖隔膜端部，而是具有一定的间隙，因此不会将端部隔膜全部密封粘贴，电解液仍然能够自由地从电芯外部通过端部隔膜缝隙流入电芯内部。

当然，本实用新型的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本实用新型的构思得到许多不同的具体方案，例如，点胶整形夹具可采用人工操作的方式打开或闭合，也可设置电机或气缸来控制点胶整形夹具的开/合；同样的点胶整形夹具的翻转可以采用人工操作，也可以采用电机或气缸控制实现自动化；前述实施例中是采用点胶整形夹具移动的方式来实现所涂覆的胶线形状的控制，但也可以使点胶整形夹具移动到位后保持不动，涂胶机沿x轴和y轴移动的方式来实现所涂覆的胶线形状的控制；诸如此等改变以及等效变换均应包含在本实用新型所述的范围之内。