一种翻转式刀片电池化成机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种翻转式刀片电池化成机构，属于电池测试技术领域。


背景技术：

2.锂离子电池自实用新型至今，以其能量密度高、使用寿命长、质量轻和自放电低等优点而得到广泛应用，目前锂离子电池主要应用于移动电子设备、电动自行车和电动汽车领域。
3.近几年，在国家大力支持新能源电池行业的情况下，锂电池及其相关制造业有了前所未有的发展。在这种环境下，对锂电池的质量和生产效率的要求也越来越严格，因此，需要加强对电池生产的每个生产工序的控制，提高每个生产工序的产品质量和生产效率。在化成分容工序，研究人员经常用弹簧夹子将电池一个一个夹上，效率低且弹簧夹子的压力大小不一致，影响电池的性能参数。自动化的化成分容设备能提高产品的稳定性和减少了生产过程中大量的用人需求。


技术实现要素：

4.为了解决电池注液和化成工位分离和化成效率低下的问题，本实用新型提出了一种能适用不同长度和厚度的电池、可完全自动化、无需人工操作、对提升电池产出效率的翻转式刀片电池化成机构。
5.本实用新型所述的一种翻转式刀片电池化成机构，其特征在于：包括设备框架、翻转机构和电池化成机构；
6.所述翻转机构、电池化成机构设置于所述设备框架内；
7.所述电池化成机构包括支撑机构框架、化成夹持组件和托盘支架组件；
8.所述支撑机构框架内部设有托盘支架组件和化成夹持组件；
9.所述托盘支架组件设置于所述支撑机构框架内，用于夹持电池托盘；
10.所述化成夹持组件包括间隔设置于所述托盘支架组件纵向两端部的固定夹持化成部和活动夹持化成部，所述固定夹持化成部和活动夹持化成部相对的头部均设有探针，用于对电池进行充放电激活处理；
11.所述翻转机构通过水平的翻转轴与所述电池化成机构相连接，所述翻转轴具备绕自身轴线的旋转自由度；定义翻转轴的轴向为横向，以垂直于翻转轴的水平方向为纵向，用于驱动所述电池化成机构翻转。
12.优选的，所述设备框架包括外支撑框和内支撑框，所述外支撑框和所述内支撑框均为由若干框架方管搭接而成的框式结构，所述外支撑框的底部安装有多个框架底脚；所述内支撑框上安装有框架防撞垫。
13.优选的，所述翻转机构包括推动气缸、传动齿轮、齿条、传动机构滑轨、轴承座、气缸连接块和齿条底座，所述推动气缸安装于所述内支撑框上；所述传动机构滑轨设置于所述内支撑框的顶部；所述齿条安装于所述齿条底座上，所述齿条底座可滑动地设置于所述
传动机构滑轨上，并通过气缸连接块与所述推动气缸的伸缩端相连接；所述传动齿轮、所述轴承座间隔分设于所述齿条两侧，所述传动齿轮与所述齿条啮合，所述传动齿轮的中心轴与所述轴承座的中心轴重合；所述翻转轴沿横向固定穿设于所述传动齿轮、所述轴承座中。
14.优选的，所述支撑机构框架设置于所述翻转机构上方，并且所述支撑机构框架的内底部设有沿纵向布置的针板滑轨、外部设有翻转轴。
15.优选的，所述托盘支架组件包括间隔并列布置的固定支架、活动支架和活动支架驱动气缸，所述固定支架固定设置于所述支撑机构框架的底部，所述活动支架固装于所述活动针板架上，并且所述固定支架和所述活动支架的顶部设有处于同一水平高度的支撑面，共同支撑在电池托盘的底部；所述活动支架驱动气缸设置于所述支撑机构框架的底部，所述活动支架驱动气缸的伸缩端与所述活动支架相连接，用于驱动所述活动支架纵向移动。
16.优选的，所述固定夹持化成部包括固定针板和固定针板驱动气缸；所述固定针板可滑动地设置于所述第一纵向针板滑轨上；所述固定针板驱动气缸水平设置于所述固定支架上，并且所述固定针板驱动气缸的伸缩端与所述固定针板相连，用于调整所述固定针板的纵向位置。优选的，所述活动夹持化成部包括活动针板和活动针板驱动气缸；所述活动针板可滑动地设置于所述第二纵向针板滑轨上；所述活动针板驱动气缸水平设置于所述活动支架上；所述活动针板驱动气缸的伸缩端与所述活动针板相连，用于调整所述活动针板的纵向位置。
17.优选的，所述托盘支架组件包括间隔并列布置的固定支架和活动支架，所述固定支架固定设置于所述底板上，所述活动支架固装于所述活动针板架上，并且所述固定支架和所述活动支架的顶部设有处于同一水平高度的支撑面，共同支撑在电池托盘的底部。
18.优选的，所述固定针板包括横向设置的第一支撑型材和若干设置于支撑型材上并相互联动的第一探针组件，所述第一支撑型材面向电池托盘的内侧设有横向卡槽；所述第一探针组件的头部设有探针、尾部可滑动地插接于所述第一支撑型材的横向卡槽内。
19.优选的，所述活动针板包括横向设置的第二支撑型材和若干设置于第二支撑型材上并相互联动的第二探针组件，所述第二支撑型材面向电池托盘的内侧设有横向卡槽；所述第二探针组件的数目与所述第一探针组件的数目相同且彼此正对，所述第二探针组件的头部设有可与电池正负极接触的探针、尾部可滑动地插接于所述第二支撑型材的横向卡槽内。
20.优选的，所述固定支架和所述活动支架的顶部设有阻挡块，用于固定电池托盘。
21.更优选的，所述固定支架和所述活动支架沿横向各设有一列阻挡块。所述电池托盘可以限制在两列所述阻挡块之间。
22.本实用新型的有益效果是：该电池化成机构结构简单，可以将电池注液工序和化成工序集成到一个工位上，并且通过化成机构的翻转可以使电池电解液加注量增加，提高了电池的能量密度；化成机构组件具有横轴与纵轴可调节功能，能适用不同长度和厚度的电池；整个系统为完全自动化的系统，无需人工操作，对提升电池的产出效率起到了很重要的作用。
附图说明
23.图1是本实用新型一实施例示出的翻转式刀片电池化成机构的整体结构的正视图；
24.图2是本实用新型一实施例示出的翻转式刀片电池化成机构的整体结构的立体图；
25.图3是本实用新型一实施例示出的翻转式刀片电池化成机构的设备框架的立体图；
26.图4是本实用新型一实施例示出的翻转式刀片电池化成机构的翻转机构组件的立体图；
27.图5是本实用新型一实施例示出的翻转式刀片电池化成机构的电池化成机构的立体图。
28.图6是图5的局部a放大图。
具体实施方式
29.以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本实用新型。
32.本实用新型所述的一种翻转式刀片电池化成机构，包括设备框架 100、翻转机构200和电池化成机构300；
33.所述翻转机构200、电池化成机构300从下到上设置于所述设备框架100内；
34.所述电池化成机构300包括支撑机构框架310、化成夹持组件320 和托盘支架组件330，翻转轴311翻转轴311所述支撑机构框架310 内部设有托盘支架组件330和化成夹持组件320；
35.所述托盘支架组件330设置于所述支撑机构框架310内，用于夹持电池托盘；
36.所述化成夹持组件320包括间隔设置于所述托盘支架组件330纵向两端部的固定夹持化成部和活动夹持化成部，所述固定夹持化成部和活动夹持化成部相对的头部均设有探针，用于对电池进行充放电激活处理；
37.所述翻转机构200通过水平的翻转轴311与所述电池化成机构 300相连接，所述翻转轴具备绕自身轴线的旋转自由度；定义翻转轴的轴向为横向，以垂直于翻转轴的水平方向为纵向，用于驱动所述电池化成机构翻转。
38.在本实用新型的一些实施例中，所述设备框架100包括外支撑框 110和内支撑框120，所述外支撑框110和所述内支撑框120均为由若干框架方管搭接而成的框式结构，所述外支撑框110的底部安装有多个框架底脚111；所述内支撑框120的顶部安装有框架防撞垫121，用于防止所述电池化成机构300直接与所述内支撑框120硬接触，造成部件之间的磨损。
39.在本实用新型的一些实施例中，所述外支撑框110和所述内支撑框120均为长方体
框，所述外支撑框110底部的部分框架方管上设有螺纹安装孔；所述框架底脚111共四套，分布在所述外支撑框110的四角处，安装在相应的所述螺纹安装孔中。可以方便微调整个化成机构的高度。在本实用新型的一些实施例中，所述内支撑框120的顶框为水平的u型框，所述u型框具有相对设置的开口和连接尾部，所述连接尾部上设有所述框架防撞垫121。所述电池化成机构300处于水平未翻转状态时，所述电池化成机构300的一端搭在所述框架防撞垫121上，所述电池化成机构300处于翻转状态时，因为所述内支撑框120的顶部具有开口，可以方便所述电池化成机构300无阻碍地翻转。
40.在本实用新型的一些实施例中，所述翻转机构200包括推动气缸 210、齿条220、传动齿轮230、传动机构滑轨250、轴承座240、气缸连接块260和齿条底座270，所述推动气缸210安装于所述内支撑框120上，并且所述推动气缸210的伸缩端沿纵向伸缩；所述传动机构滑轨250沿纵向铺设于所述内支撑框120的顶部；所述齿条220沿纵向安装于所述齿条底座270上，所述齿条底座270可滑动地设置于所述传动机构滑轨250上，并通过气缸连接块260与所述推动气缸 210的伸缩端相连接；所述传动齿轮230、所述轴承座240间隔分设于所述齿条220两侧，所述传动齿轮230与所述齿条220啮合，所述传动齿轮230的中心轴与所述轴承座240的中心轴重合；所述翻转轴 311沿横向固定穿设于所述传动齿轮230、所述轴承座240中。所述推动气缸210推动齿条220沿传动机构滑轨250轴向直线运动，带动传动齿轮230转动，将推动气缸210的直线运动转化成传动齿轮230 的转动，由于传动齿轮230与翻转轴311之间固定，因此所述传动齿轮230的转动可以转换为翻转轴311的同步转动。
41.在本实用新型的一些实施例中，所述支撑机构框架310为长方体框，支撑机构框架310的底部铺设有底板，所述支撑机构框架310处于水平状态时，所述支撑机构框架310的端部可支撑在所述框架防撞垫上，防止支撑机构框架310直接与下方的内支撑框120接触。
42.在本实用新型的一些实施例中，所述支撑机构框架310设置于所述翻转机构200上方，并且所述支撑机构框架310的底板上设有沿纵向布置的托盘支架滑轨312、外部设有翻转轴311。在本实用新型的另一些实施例中，所述支撑机构框架310沿横向的两侧中部各设有一水平的翻转轴311，且两根所述翻转轴311的中心轴重合。每根所述翻转轴311对应一套所述翻转机构。可以使得整个电池化成机构受力均匀，实现平稳的翻转。
43.在本实用新型的一些实施例中，所述托盘支架组件330包括间隔并列布置的固定支架331、活动支架332和活动支架驱动气缸333，所述固定支架331固定设置于所述支撑机构框架310的底部，所述活动支架332固装于所述活动针板架324上，并且所述固定支架331和所述活动支架332的顶部设有处于同一水平高度的支撑面，共同支撑在电池托盘的底部；所述活动支架驱动气缸333设置于所述支撑机构框架310的底部，所述活动支架驱动气缸333的伸缩端与所述活动支架332相连接，用于驱动所述活动支架332纵向移动。
44.在本实用新型的一些实施例中，所述固定支架331设置于所述支撑机构框架310内、顶部设有第一纵向针板滑轨3311。
45.在本实用新型的一些实施例中，所述活动支架332可滑动地设置于所述支撑机构框架310内，并位于所述固定支架331的对侧，所述活动支架332的顶部设有第二纵向针板滑轨3321。
46.在本实用新型的一些实施例中，所述固定夹持化成部可滑动地设置于所述固定支架331的顶部，所述活动夹持化成部可滑动地设置于所述活动支架332的顶部，通过调整固
定夹持化成部与所述活动夹持化成部之间的纵向间距，可以实现电池托盘内电池的正负极与探针之间的接触和分离。
47.在本实用新型的一些实施例中，所述固定夹持化成部包括固定针板322和固定针板驱动气缸323；所述固定针板322可滑动地设置于所述第一纵向针板滑轨3311上；所述固定针板驱动气缸323水平设置于所述固定支架331上，并且所述固定针板驱动气缸323的伸缩端与所述固定针板322相连，用于调整所述固定针板的纵向位置。
48.在本实用新型的一些实施例中，所述活动夹持化成部包括活动针板325和活动针板驱动气缸324；所述活动针板325可滑动地设置于所述第二纵向针板滑轨3321上；所述活动针板驱动气缸324水平设置于所述活动支架332上；所述活动针板驱动气缸324的伸缩端与所述活动针板325相连，用于调整所述活动针板的纵向位置。
49.在本实用新型的一些实施例中，所述固定针板322包括横向设置的第一支撑型材3221和若干设置于支撑型材上并相互联动的第一探针组件3222，所述第一支撑型材3221面向电池托盘的内侧设有横向卡槽；所述第一探针组件3222的头部设有探针、尾部可滑动地插接于所述第一支撑型材的横向卡槽内；所述第一探针组件3222与所述固定针板驱动气缸323相连接，用于控制相邻探针之间的横向间距。
50.在本实用新型的一些实施例中，所述活动针板325包括横向设置的第二支撑型材3251和若干设置于第二支撑型材上并相互联动的第二探针组件3252，所述第二支撑型材3251面向电池托盘的内侧设有横向卡槽；所述第二探针组件3252的数目与所述第一探针组件的数目相同且彼此正对，所述第二探针组件3252的头部设有探针、尾部可滑动地插接于所述第二支撑型材的横向卡槽内；所述第二探针组件 3252与所述活动针板驱动气缸324相连接，用于控制相邻探针之间的横向间距。
51.在本实用新型的一些实施例中，所述固定支架331和所述活动支架332上沿横向各设有一列阻挡块333。电池托盘的底部支撑在所述固定支架331和所述活动支架332的支撑面上，并限制在两列所述阻挡块333之间，可以实现电池托盘的固定。
52.具体使用时，装载完电池的电池托盘由堆垛机送入电池化成机构 300内部的托盘支架组件330上，推动气缸210推动齿条220做直线运动，齿条220带动啮合的传动齿轮230做旋转运动，传动齿轮230 再带动翻转轴311做旋转运动。而翻转轴311是与支撑机构框架310 焊接在一起的。所以整个电池化成机构300被带动旋转90度。旋转后电池注液口朝上，可进行电池注液工序。注液工序完成后，推动气缸210再次反向运动，使电池化成机构300旋转回水平方向。安装于第二针板滑轨3241上的活动针板325、安装于第一针板滑轨3311上的固定针板322分别在活动针板架驱动气缸327、固定针板架驱动气缸323的驱动下，向电池化成机构的中心运动使探针接触电池，进行化成工序激活电池。
53.通过设置在托盘支架滑轨312上的活动支架332可以带动整个活动针板325沿着纵向向电池方向移动，可以使整个电池化成机构300 适用长度在600mm到1000mm范围内不同型号的刀片电池。
54.在本实用新型的一些实施例中，活动针板驱动气缸324、固定针板架驱动气缸323均为气缸，气缸沿纵向水平设置，气缸的缸体分别固定在活动支架332和固定支架331上，气缸的伸缩端固定在活动针板325和固定针板322上。
55.当然，活动针板驱动气缸324、固定针板架驱动气缸323还可以是液压缸、电动伸缩
杆等，只要能驱动活动针板325和固定针板322 沿纵向左右移动即可。
56.活动针板325和固定针板322采用带安装滑槽的铝型材，探针在滑槽上可自由调节前后位置。通过调节探针纵向前后位置，可以适应不同厚度的电池，同样是增强了翻转式刀片电池化成机构的广泛适用性。
57.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
58.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。在本实用新型的描述中，“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。
59.在本实用新型中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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实用新型中的具体含义。
60.在本实用新型中，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。
61.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
62.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。