电芯下料设备及方法与流程

1.本发明涉及电池制造技术领域，特别是涉及电芯下料设备及方法。


背景技术：

2.节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，动力电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
3.目前，电池在生产制造过程中，主要通过卷绕机卷绕正负极片和隔离膜形成电芯，电芯在卷针上卷绕完成后，通常用夹紧机构下料。现有的下料夹紧机构通常包括两个夹爪，每个夹爪包括内夹针和外夹针，通过内夹针和外夹针夹住电芯后，两个夹爪将电芯撑开一端距离，电芯由初始形态的圆形变为撑终形态的椭圆形，然后对电芯进行预压定型，预压定型后的电芯呈扁平状结构，卷针抽回，实现下料。
4.在电芯的下料过程中，夹爪撑开电芯的距离一般凭借工人经验判断，撑开距离不够准确，容易使得极片受外力开裂，影响电芯的下料质量。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本技术提供一种电芯下料设备及方法，能够缓解电芯下料过程中极片受外力容易开裂问题。
6.第一方面，本技术提供了一种电芯下料设备，用于将卷针卷绕的电芯下料，包括：
7.撑开组件，用于将电芯由初始形态撑开至撑终形态，所述撑开组件包括撑开驱动件及两个夹爪，两个所述夹爪沿所述电芯的撑开方向相对设置，所述撑开驱动件配置为两个所述夹爪提供撑开驱动力，所述撑开组件设置有控制器，所述控制器与所述撑开驱动件连接；
8.其中，各所述夹爪包括分别夹持于所述电芯内圈与外圈的内夹针与外夹针；定义所述电芯处于所述初始形态时，所述内夹针位于初始位置；所述电芯处于所述撑终形态时，所述内夹针位于撑终位置；
9.所述内夹针运动至所述撑终位置时，控制器控制两个所述夹爪停止撑开运动，所述电芯处于所述撑终形态。
10.本技术实施例的技术方案中，两个夹爪能够对电芯进行夹取，撑开驱动件能够带动夹爪相互远离，将电芯撑开，在撑开电芯的过程中，当内夹针运动至撑终位置时，控制器将夹爪停止撑开运动，电芯处于撑终形态，相比于传统技术中，夹爪撑开电芯时内夹针的最终位置凭借工人经验判断，本技术的内夹针的最终位置做出设定，内夹针的位置由控制器控制，更加准确，避免内夹针的撑开距离过大造成电芯的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯内圈极片之间的间隙过大，提高内夹针位置的准确度，提高电芯的下料质量。
11.在一些实施例中，所述初始位置与所述撑终位置之间的距离为d，所述卷针的周长
为a，所述内夹针的直径为b，所述内夹针的周长为c，所述c＝πb，所述d满足：d＝a/2-c/2-b。通过定义并设计内夹针在撑开电芯时移动的距离d，避免撑开距离过大造成电芯的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯内圈极片之间的间隙过大，提高电芯被撑开后的质量。当生产不同尺寸型号的电芯时，和/或采用不同尺寸型号的卷针、内夹针时，可以根据具体生产的电芯、具体使用的卷针和内夹针，定义并计算出准确的初始位置与撑终位置之间的距离为d，使得电芯下料设备的撑开距离更加准确，进一步的减少撑开距离过大造成电芯的极片受外力开裂的情况产生，提升电芯的下料质量，同时，能够生产不同尺寸型号的电芯，也可以使用不同尺寸型号的生产设备，使得电芯下料设备具有更高的适用性。
12.在一些实施例中，所述初始位置与所述撑终位置之间设置有降速位置，所述降速位置与所述初始位置之间的距离为h，所述h满足：h＝d-1mm，所述夹持驱动件驱动所述内夹针移动至所述降速位置后，所述内夹针的移动速度下降。如此，内夹针由初始位置移动至降速位置的过程中，电芯已经被逐渐撑开，由初始形态的圆形向椭圆形变形，达到降速位置后，此时电芯已经完成大部分变形，将内夹针的移动速度下降，避免内夹针在后续的移动过程中移动速度过快，将电芯的极片撑裂。
13.在一些实施例中，所述内夹针设置有力矩传感器，所述力传感器采集所述内夹针与所述电芯内圈极片之间的力矩信号为e，所述夹持驱动件与所述控制器连接，所述力矩传感器与所述控制器信号传输连接，所述控制器设置有预设力矩f，所述f满足：e≥f时，所述控制器控制所述撑开驱动件驱动夹爪停止运动。力矩传感器对于内夹针的力矩进行采集，当力矩信号e大于预设力矩f时，将夹持驱动件停止，停止内夹针的移动，避免内夹针将电芯的极片撑裂。
14.在一些实施例中，所述内夹针运动至所述降速位置后，所述力矩传感器开始将所述力矩信号e传输给所述控制器。内夹针到达降速位置后，力矩传感器才开始传输力矩信号e，使得力矩传感器不用一直启动。
15.在一些实施例中，所述电芯下料设备还包括预压装置，所述预压装置用于对处于所述撑终形态的所述电芯进行预压。预压装置在电芯卷绕下料过程中进行预压，能够便于下一生产制造工序的使用，不用单独设立预压设备，减少一次预压的上料和下料工作，提升生产效率。
16.在一些实施例中，所述预压装置包括：
17.下预压板，所述下预压板用于放置所述电芯；
18.上预压板，所述上预压板连接有预压驱动件，所述预压驱动件配置为驱动所述下预压板沿与所述撑开方向垂直的方向靠近所述下预压板。下预压板用于承接电芯，上预压板在预压驱动件的驱动下，逐渐向下预压板靠近，靠近过程中对电芯进行预压。
19.在一些实施例中，所述下预压板朝向所述电芯的表面的至少部分被配置为平面；所述上预压板朝向所述电芯的表面至少部分被配置为平面。如此，使得下预压板对电芯具有较好的预压效果，使得上预压板对电芯具有较好的预压效果，提升预压装置的预压效果及电芯被预压后的预压质量。
20.在一些实施例中，所述撑开组件连接有跟随驱动件，所述跟随驱动件配置为驱动所述撑开组件沿与所述撑开方向垂直的方向靠近所述下预压板。如此，在预压的过程中，撑
开组件能够跟随下预压板的下压运动一起运动，在预压组件对电芯的预压刚刚开始的阶段，撑开组件对电芯具有一定的定位作用，提高电芯的预压质量。
21.在一些实施例中，所述撑开组件连接有拔针驱动件，所述拔针驱动件配置为驱动所述撑开组件沿所述电芯轴向由所述电芯拔出。在预压的过程中，上预压板和下预压板对电芯也有夹持作用，上预压板和下预压将电芯夹持住后，便于内夹针由电芯内抽出，完成内夹针的拔针工作。
22.第二方面，本技术提供了一种电芯下料方法，包括以下步骤：
23.s1、采用撑开组件中至少两个夹爪夹住电芯的内圈和外圈；
24.s2、卷针退针；
25.s3、设定内夹针的撑终位置；
26.s4、两个所述夹爪将所述电芯撑开，当所述内夹针运动至所述撑终位置时，控制两个所述夹爪停止撑开运动。两个夹爪能够对电芯进行夹取，撑开驱动件能够带动夹爪相互远离，将电芯撑开，在撑开电芯的过程中，当内夹针运动至撑终位置时，控制器将夹爪停止撑开运动，电芯处于撑终形态，相比于传统技术中，夹爪撑开电芯时内夹针的最终位置凭借工人经验判断，本技术的内夹针的最终位置做出设定，内夹针的位置由控制器控制，更加准确，避免撑开距离过大造成电芯的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯内圈极片之间的间隙过大，提高电芯的下料质量。
27.在一些实施例中，所述步骤s3具体包括：
28.s31、定义所述电芯处于所述初始形态时，所述内夹针位于初始位置；所述电芯处于所述撑终形态时，所述内夹针位于所述撑终位置；
29.s32、所述初始位置与所述撑终位置之间的距离为d，所述卷针的周长为a，所述内夹针的直径为b，所述内夹针的周长为c，所述c＝πb，所述d满足：d＝a/2-c/2-b。通过定义并设计内夹针在撑开电芯时移动的距离d，避免撑开距离过大造成电芯的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯内圈极片之间的间隙过大，提高电芯被撑开后的质量。当生产不同尺寸型号的电芯时，和/或采用不同尺寸型号的卷针、内夹针时，可以根据具体生产的电芯、具体使用的卷针和内夹针，定义并计算出准确的初始位置与撑终位置之间的距离为d，使得撑开距离更加准确，进一步的减少撑开距离过大造成电芯的极片受外力开裂的情况产生，提升电芯的下料质量，同时，能够生产不同尺寸型号的电芯，也可以使用不同尺寸型号的生产设备。
30.在一些实施例中，所述步骤s4具体包括：
31.s41、所述内夹针设置有力矩传感器，所述力传感器采集所述内夹针与所述电芯内圈极片之间的力矩信号为e；
32.s42、设置所述内夹针有预设力矩f；
33.s43、所述f满足：e≥f时，控制两个所述夹爪停止撑开运动。力矩传感器对于内夹针的力矩进行采集，当力矩信号e大于预设力矩f时，将夹持驱动件停止，停止内夹针的移动，避免内夹针将电芯的极片撑裂。
34.在一些实施例中，还包括步骤s5，所述s5具体包括将所述电芯进行预压。电芯下料过程中进行预压，能够便于下一生产制造工序的使用，不用单独设立预压设备，减少一次预
压的上料和下料工作，提升生产效率。
35.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
36.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
37.图1位本技术一些实施例的电池的分解结构示意图；
38.图2为本技术一些实施例的电池单体的分解结构示意图；
39.图3为本技术一些实施例中电芯下料设备的结构示意图；
40.图4为本技术一些实施例中电芯下料设备中内夹针位于初始位置时的结构示意图；
41.图5为本技术一些实施例中电芯下料设备中内夹针位于撑终位置时的结构示意图；
42.图6为本技术一些实施例中电芯下料设备中预压装置工作时的结构示意图；
43.图7为本技术一些实施例中电芯下料设备中体现h的示意图；
44.图8为本技术一些实施例中电芯下料设备中体现预压装置的结构示意图。
45.具体实施方式中的附图标号如下：
46.100、电池；10、箱体；11、第一部分；12、第二部分；20、电池单体；21、端盖；21a、电极端子；22、壳体；23、电芯；23a、极耳；
47.200、电芯下料设备；210、撑开组件；211、夹爪；2111、内夹针；2112、外夹针；220、力矩传感器；230、预压装置；231、下预压板；232、上预压板；300、卷针；310、卷槽。
具体实施方式
48.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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。
50.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
51.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
54.目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
55.发明人注意到，电池在生产制造过程中，主要通过卷绕机卷绕正负极片和隔离膜形成电芯，电芯在卷针上卷绕完成后，通常用夹紧机构下料。现有的下料夹紧机构通常包括两个夹爪，每个夹爪包括内夹针和外夹针，通过内夹针和外夹针夹住电芯后，两个夹爪将电芯撑开一端距离，电芯由初始形态的圆形变为撑终形态的椭圆形，然后对电芯进行预压定型，预压定型后的电芯呈扁平状结构，卷针抽回，实现下料。在电芯的下料过程中，夹爪撑开电芯时内夹针的最终位置凭借工人经验判断，本技术的内夹针的最终位置做出设定，内夹针的位置由控制器控制，更加准确。
56.基于上述考虑，经深入研究，设计了一种电芯下料设备，在电芯处于初始形态时，内夹针位于初始位置；而当电芯处于撑终形态时，内夹针位于撑终位置，内夹针运动至撑终位置时，控制器控制两个所述夹爪停止撑开运动，电芯处于所述撑终形态。
57.在这样的电芯下料设备中，通过定义并设计内夹针的撑终位置，相比于依靠人工经验判断，避免撑开距离过大造成电芯的极片受外力开裂的情况产生，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯内圈极片之间的间隙过大的问题，提高电芯的生产质量。
58.本技术实施例公开的电芯下料设备可以应用于电池的制程过程，制作完成的电芯生产制作出电池，生产制作出的电池可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中，可以使用具备本技术公开的电芯下料设备制作出的电池组成该用电装置的电源系统。这样，有利于缓解电芯的极片受外力开裂的问题，提高电芯的生产质量，提升电池性能的稳定性和电池寿命。
59.本技术实施例提供的用电装置，可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动
式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。在本技术的一些实施例中，电池不仅可以作为用电装置的操作电源，还可以作为用电装置的驱动电源，为用电装置提供驱动动力。
60.以下实施例为了方便说明，从本技术实施例的一种电池为例进行说明。
61.请参考图1，图1位本技术一些实施例提供的电池100的爆炸图；电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
62.在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。
63.其中，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
64.请参照图2，图2为本技术一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电芯23以及其他的功能性部件。
65.端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电芯23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
66.壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电芯23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。壳体22可
以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体22的形状可以根据电芯23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。
67.电芯23是电池单体100中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电芯23。传统技术中，电芯23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。本技术的电芯主要由正极片和负极片卷绕形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳23a。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳23a连接电极端子以形成电流回路。
68.根据本技术的一些实施例，参照图3，并请进一步参照图4-图8，图3为根据本技术一些实施例中电芯下料设备的结构示意图，图4为根据本技术一些实施例中电芯下料设备中内夹针位于初始位置时的结构示意图，图5为根据本技术一些实施例中电芯下料设备中内夹针位于撑终位置时的，图6为根据本技术一些实施例中电芯下料设备中预压装置工作时的结构示意图，图7为根据本技术一些实施例中电芯下料设备中体现h的示意图，图8为根据本技术一些实施例中电芯下料设备中体现预压装置的结构示意图。
69.本技术提供了一种电芯下料设备，用于将卷针300卷绕的电芯23下料，包括撑开组件210，用于将电芯23由初始形态撑开至撑终形态。其中，撑开组件210包括撑开驱动件及两个夹爪211，两个夹爪211沿电芯23的撑开方向相对设置，撑开驱动件配置为两个夹爪211作撑开运动时提供驱动力。撑开组件设置有控制器，控制器与撑开驱动件连接。
70.具体地，夹爪211包括内夹针2111、外夹针2112及夹持驱动件，内夹针2111用于与电芯23内圈抵接，外夹针2112用于与电芯23外圈抵接，夹持驱动件配置为驱动内夹针2111和外夹针2112相互靠近以将电芯23夹持。
71.需要说明的是，电芯23处于初始形态时，内夹针2111位于初始位置；电芯23处于撑终形态时，内夹针2111位于撑终位置。内夹针2111运动至撑终位置时，控制器控制两个夹爪211停止撑开运动，电芯23处于所述撑终形态。
72.如图3和图4中所示，图中x方向为电芯23的撑开方向；y方向为电芯23的预压方向；z方向为电芯23的轴向。其中，x方向、y方向和z方向两两相互垂直。
73.其中，卷针300被配置为卷绕正负极片和隔离膜，隔离膜为绝缘体，位于正负极片之间。正负极片和隔离膜在卷针300上完成卷绕后形成电芯23，刚刚卷绕完毕后的电芯23为初始形态。本技术中的电芯下料设备200，能够将卷针300上的电芯23取下，以完成电芯23的下料。内夹针2111撑开电芯23，以使得极片和隔离膜复合连接，从而隔离膜不再处于自由状态，而是受到极片的约束。使用电芯下料设备200下料后，隔离膜受到约束，不易发生回缩，从而降低因隔离膜发生回缩而带动极片移动，导致电芯23靠近内圈部分的极片之间的间隙过大的可能性，进而有降低出现析锂问题的可能性。
74.在一些实施例中，撑开驱动件和夹持驱动件分别被配置为气缸，当然也可以使用其他驱动件，此处不再赘述。内夹针2111和外夹针2112的截面均设置为圆形，圆形截面的内夹针2111和外夹针2112在于电芯23接触的过程中，减少其对电芯23的损伤可能性。可以理解的是，内夹针2111和外夹针2112的截面也可以设置为矩形、椭圆形等其他形状。
75.本技术实施例的技术方案中，内夹针2111伸入卷针300的卷槽310内，两个夹爪211能够对电芯23进行夹取，撑开驱动件能够带动两个夹爪211相互远离，将电芯23撑开，在撑开电芯23的过程中，当内夹针2111运动至撑终位置时，控制器将夹爪211停止撑开运动，电芯23处于撑终形态，相比于传统技术中，夹爪211撑开电芯23的距离凭借工人经验判断，本技术的撑开距离由控制器控制，更加准确，避免撑开距离过大造成电芯23的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯23拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯23内圈极片之间的间隙过大，提高电芯23的下料质量
76.在一些实施例中，初始位置与撑终位置之间的距离为d，卷针300的周长为a，内夹针2111的直径为b，内夹针2111的周长为c，c＝πb，d满足：d＝a/2-c/2-b。
77.通过定义并设计内夹针2111在撑开电芯23时移动的距离d，避免撑开距离过大造成电芯23的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯23拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯23内圈极片之间的间隙过大，提高电芯23被撑开后的质量。当生产不同尺寸型号的电芯23时，和/或采用不同尺寸型号的卷针300、内夹针2111时，可以根据具体生产的电芯23、具体使用的卷针300和内夹针2111，定义并计算出准确的初始位置与撑终位置之间的距离为d，使得电芯23下料设备的撑开距离更加准确，进一步的减少撑开距离过大造成电芯23的极片受外力开裂的情况产生，提升电芯23的下料质量，同时，能够生产不同尺寸型号的电芯23，也可以使用不同尺寸型号的生产设备，使得电芯23下料设备具有更高的适用性。
78.在一些实施例中，初始位置与撑终位置之间设置有降速位置，降速位置与初始位置之间的距离为h，h满足：h＝d-1mm，夹持驱动件驱动内夹针2111移动至降速位置后，内夹针2111的移动速度下降。
79.内夹针2111由初始位置移动至降速位置的过程中，电芯23已经被逐渐撑开，由初始形态的圆形向椭圆形变形，达到降速位置后，此时电芯23已经完成大部分变形，将内夹针2111的移动速度下降，避免内夹针2111在后续的移动过程中移动速度过快，将电芯23的极片撑裂。
80.在一些实施例中，内夹针2111设置有力矩传感器220，力传感器采集内夹针2111与电芯23内圈极片之间的力矩信号为e，夹持驱动件与控制器连接，力矩传感器220与控制器信号传输连接，控制器设置有预设力矩f，f满足：e≥f时，控制器控制撑开驱动件驱动夹爪211停止运动。
81.力矩传感器220对于内夹针2111的力矩进行采集，当力矩信号e大于预设力矩f时，将夹持驱动件停止，停止内夹针2111的移动，通过位移加力矩下料的模式，避免内夹针2111继续移动将电芯23的极片撑裂。
82.在一些实施例中，内夹针2111运动至降速位置后，力矩传感器220开始将力矩信号e传输给控制器。内夹针2111到达降速位置后，力矩传感器220才开始传输力矩信号e，使得力矩传感器220不用一直启动。
83.在一些实施例中，电芯下料设备200设置有plc控制面板，plc控制面板与控制器连接。
84.plc控制面板便于操作人员进行操作，针对不同型号的电芯23设定或改变撑开距离d和预设力矩f，提高电芯下料设备200的智能化和可操作性。
85.在一些实施例中，电芯下料设备200还包括预压装置230，预压装置230用于对处于撑终形态的电芯23进行预压。
86.与未预压或正负极片单方面预压对比，电芯23卷绕后的全预压电池100提高了大倍率测试条件下的恒流充电容量和放电容量。预压改善了电极与隔膜界面，有利于形成稳定份sei膜，交流阻抗测试表明全预压电池100界面电阻和电池100整体内阻斗更小，循环性能也更加稳定，电芯23预压有利于改善极片与隔膜界面，提升电池100性能。
87.预压装置230在电芯23卷绕下料过程中进行预压，能够便于下一生产制造工序的使用，不用单独设立预压设备，减少一次预压的上料和下料工作，提升生产效率。
88.在一些实施例中，预压装置230包括上预压板232和下预压板231，下预压板231用于放置电芯23，上预压板232连接有预压驱动件，预压驱动件配置为驱动下预压板231沿与所述撑开方向垂直的方向靠近下预压板231，第二方向平行于电芯23的另一个径向，且与第一方向相互垂直。
89.与所述撑开方向垂直的方向即为电芯23的预压方向。其中，下预压板231用于承接电芯23，上预压板232在预压驱动件的驱动下，沿预压方向逐渐向下预压板231靠近，靠近过程中对电芯23进行预压。
90.在一些实施例中，下预压板231朝向电芯23的表面的至少部分被配置为平面，上预压板232朝向电芯23的表面至少部分被配置为平面。
91.下预压板231在对电芯23进行预压时与电芯23接触的表面至少部分为平面，使得下预压板231对电芯23具有较好的预压效果，上预压板232在对电芯23进行预压时与电芯23接触的表面至少部分为平面，使得上预压板232对电芯23具有较好的预压效果，上预压板232和下预压板231的结构提升预压装置230的预压效果及电芯23被预压后的预压质量。
92.在一些实施例中，撑开组件210连接有跟随驱动件，跟随驱动件配置为驱动撑开组件210沿第二方向靠近下预压板231。其中，跟随驱动件可配置为气缸，气缸第二方向设置，可以理解的是，跟随驱动件也可选择其他动力驱动源。
93.在预压的过程中，下预压板231在对电芯23进行预压时，将电芯23由撑终形态压至呈扁平状态，撑开组件210能够跟随下预压板231的下压运动一起运动，在预压组件对电芯23的预压刚刚开始的阶段，撑开组件210对电芯23具有一定的定位作用，避免电芯23在预压过程中的随意移动，提高预压工作的稳定性，提高电芯23的预压质量。
94.在一些实施例中，撑开组件210连接有拔针驱动件，拔针驱动件配置为驱动撑开组件210沿电芯23轴向由电芯23拔出。其中，跟拔针驱动件可配置为气缸，气缸第二方向设置，可以理解的是，拔针驱动件也可选择其他动力驱动源。
95.在预压的过程中，上预压板232和下预压板231对电芯23也有夹持作用，上预压板232和下预压将电芯23夹持住后，便于内夹针2111由电芯23内抽出，完成内夹针2111的拔针工作。
96.在一些实施例中，本技术提供了一种电芯下料方法，包括以下步骤：
97.s1、采用撑开组件210中至少两个夹爪211夹住电芯23的内圈和外圈；
98.s2、卷针300退针；
99.s3、设定内夹针2111的撑终位置；
100.s4、两个夹爪211将电芯23撑开，当内夹针2111运动至撑终位置时，控制两个夹爪
211停止撑开运动。
101.两个夹爪211能够对电芯23进行夹取，撑开驱动件能够带动夹爪211相互远离，将电芯23撑开，在撑开电芯23的过程中，当内夹针2111运动至撑终位置时，控制器将夹爪211停止撑开运动，电芯23处于撑终形态，相比于传统技术中，夹爪211撑开电芯23时，内夹针2111的最终位置凭借工人经验判断，本技术中内夹针2111的最终位置由控制器控制，更加准确，避免撑开距离过大造成电芯23的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯23拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯23内圈极片之间的间隙过大，提高电芯23的下料质量。
102.在一些实施例中，步骤s3具体包括：
103.s31、定义电芯23处于初始形态时，内夹针2111位于初始位置；电芯23处于撑终形态时，内夹针2111位于撑终位置；
104.s32、初始位置与撑终位置之间的距离为d，卷针300的周长为a，内夹针2111的直径为b，内夹针2111的周长为c，c＝πb，d满足：d＝a/2-c/2-b。
105.通过定义并设计内夹针2111在撑开电芯23时移动的距离d，避免撑开距离过大造成电芯23的极片受外力开裂的情况产生，尤其改善电芯23拐角处的开裂情况，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯23内圈极片之间的间隙过大，提高电芯23被撑开后的质量。当生产不同尺寸型号的电芯23时，和/或采用不同尺寸型号的卷针300、内夹针2111时，可以根据具体生产的电芯23、具体使用的卷针300和内夹针2111，定义并计算出准确的初始位置与撑终位置之间的距离为d，使得撑开距离更加准确，进一步的减少撑开距离过大造成电芯23的极片受外力开裂的情况产生，提升电芯23的下料质量，同时，能够生产不同尺寸型号的电芯23，也可以使用不同尺寸型号的生产设备。
106.在一些实施例中，步骤s4具体包括：
107.s41、内夹针2111设置有力矩传感器220，力传感器采集内夹针2111与电芯23内圈极片之间的力矩信号为e；
108.s42、设置内夹针2111有预设力矩f；
109.s43、f满足：e≥f时，控制两个夹爪211停止撑开运动。
110.通过上述步骤s4的具体设置，力矩传感器220对于内夹针2111的力矩进行采集，当力矩信号e大于预设力矩f时，将夹持驱动件停止，停止内夹针2111的移动，避免内夹针2111将电芯23的极片撑裂。
111.在一些实施例中，还包括步骤s5，s5具体包括将电芯23进行预压。
112.通过上述步骤s5，电芯23下料过程中进行预压，能够便于下一生产制造工序的使用，不用单独设立预压设备，减少一次预压的上料和下料工作，提升生产效率。
113.根据本技术的一些实施例，参见图3至图8，本技术提供了一种电芯下料设备200，包括撑开组件210，撑开组件210用于将电芯23由初始形态撑开至撑终形态，撑开组件210连接有跟随驱动件和拔针驱动件。撑开组件210包括撑开驱动件及两个夹爪211，撑开驱动件配置为驱动两个夹爪211相互远离，夹爪211包括内夹针2111、外夹针2112及夹持驱动件，内夹针2111用于与电芯23内圈抵接，外夹针2112用于与电芯23外圈抵接，夹持驱动件配置为驱动内夹针2111和外夹针2112沿撑开方向相互靠近以将电芯23夹持；电芯23处于初始形态时，内夹针2111位于初始位置，电芯23处于撑终形态时，内夹针2111位于撑终位置，定义初
始位置与撑终位置之间的距离为d，卷针300的周长为a，内夹针2111的直径为b，内夹针2111的周长为c，c＝πb，d满足：d＝a/2-c/2-b。
114.初始位置与撑终位置之间设置有降速位置，降速位置与初始位置之间的距离为h，h满足：h＝d-1mm，夹持驱动件驱动内夹针2111移动至降速位置后，内夹针2111的移动速度下降。内夹针2111设置有力矩传感器220，力传感器采集内夹针2111与电芯23内圈极片之间的力矩信号为e，夹持驱动件连接有控制器，力矩传感器220与控制器信号传输连接，控制器设置有预设力矩f，f满足：e≥f时，控制器控制撑开驱动件驱动夹爪211停止运动。内夹针2111运动至降速位置后，力矩传感器220开始将力矩信号e传输给控制器。电芯下料设备200还包括预压装置230。
115.电芯23在卷针300上，卷绕完成后，内夹爪211伸进电芯23内部夹住电芯23当夹爪211对中夹住卷绕电芯23后，卷针300退针后，依据卷针300周长a、内夹针2111的直径为b和内夹针2111周长c计算出夹针运动最大距离d以及夹针与极片之间的力矩上限f，设定在plc控制面板中；
116.内夹针2111先使用水平位移式形成逐渐向外张开将电芯23拉开，将电芯23由初始形态的圆形拉扁，张开距离达到h时，内夹针2111张开速度迅速下降，随着内夹针2111缓缓展开，内针与极片之间的力矩大小逐渐上升，内夹针2111张开速度迅速下降的同时，力矩传感器220开始将下料夹针与极片之间的力矩数据传输给控制器，当内针与极片之间的力矩达到预设力矩f时，内夹针2111停止运动，可防止内夹针2111撑开力度过大撑破极片；
117.将电芯23并放置在下预压板231上，此时下预压板231提供支撑，待电芯23放置稳定后，内夹针2111不退出的前提下，上预压板232逐渐移动，直至上预压板232与电芯23抵接，开始对电芯23进行挤压，跟随驱动件同步驱动夹爪211从上往下移动一定距离，然后拔针驱动件将撑开组件210的内夹针2111和外夹针2112拔针，上预压板232继续向下压，最终将电芯23的正负极片和隔离膜复合并粘连在一起，电芯23下料预定型过程中内圈局部复合完成，即如图8所示，完成电芯23的下料工作，同时完成预压工作。定义内夹针的撑开距离d，设置位移下料，或位移加力矩下料的模式，避免撑开距离过大造成电芯23的极片受外力开裂的情况产生，同时，也避免撑开距离过小，造成的电芯23内圈极片之间的间隙过大，提高电芯23被撑开后的质量。
118.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。