電芯加工裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電池電芯領域，特別涉及一種對卷繞初步成型的電芯進行后段加工的加工裝置及加工方法。
【背景技術】
[0002]現有的一種電芯制作方法是，利用卷繞機的卷軸將正負極片、隔膜、正負極耳卷繞成具有如圖1中所示結構的電芯90。卷繞機的卷軸分為兩片，并置于隔膜91的正反兩面，通過卷動卷軸將隔膜91、正、負極片92、93卷繞在一起。其中隔膜91將成卷后的正、負極片92、93電性隔絕，正、負極耳94、95分別與正、負極片92、93形成電連接，并分別露出在電芯90的兩端。電芯90從卷軸上取出后，電芯90上留置一軸孔96。由于上述卷繞方式，該軸孔96被隔膜91橫貫其中分成兩半。接下來，需要進行穿管的工序，將芯管手工插入軸孔96內。芯管在后續(xù)的電池注液等步驟中可加強電芯的結構強度，防止正負極片短路。為便于后續(xù)的穿管，卷軸的一片先行退出，另一片在軸孔96中轉動，使軸孔96中的隔膜91被攪動到軸孔96的一側。具體如圖2中的電芯90的端面視圖所示，其中軸孔96內的虛線表示未被攪動之前隔膜91在軸孔96內的分布示意，軸孔96內的實線表示被攪動之后該處的隔膜91在軸孔96內的分布示意。然而手工穿管效率低下，利用合適的設備進行自動化生產具有較大的需求。

【發(fā)明內容】

[0003]基于此，有必要針對上述缺陷提供一種能夠對已經卷繞成型的電池電芯進行自動穿管的電芯加工裝置與方法。
[0004]一種電芯加工裝置，用于對電池的電芯進行后段加工，該電芯包括卷繞在一起的正極片、負極片，以及隔絕正、負極片的隔膜，電芯兩端露出具有分別與正、負極片電連接的正、負極耳，電芯軸向上留有因卷繞而形成的軸孔，軸孔內置有徑向延伸的隔膜，其特征在于該電芯加工裝置包括篩分機構、傳送機構、擴孔機構、穿管機構、除塵機構、短路測試機構和次品剔除機構；其中:篩分機構，用于對上游提供的卷繞好的電芯進行篩分；傳送機構，用于接收篩分機構提供的經篩分的合格的電芯，并將電芯傳送至下游的擴孔機構、穿管機構、除塵機構、短路測試機構和次品剔除機構；擴孔機構，用于對傳送機構上的電芯的軸孔進行擴孔，使軸孔內的隔膜貼近軸孔壁；穿管機構，用于提供芯管并將芯管插設在電芯的經擴孔后的軸孔內；除塵機構，用于對插設芯管后的電芯進行除塵；短路測試機構，用于對除塵后的電芯進行短路測試；次品剔除機構，用于將傳送機構上在擴孔機構處產生的不合格的電芯和短路測試機構處檢測的不合格的電芯從傳送機構上剔除。
[0005]一種利用上述電芯加工裝置對電芯進行加工的方法，包括如下步驟:篩分步驟:對電芯進行篩分，將卷繞后的合格電芯放置在傳送機構上，由傳送機構傳遞至下游；擴孔步驟:對傳送機構傳送而來的電芯內的軸孔進行擴孔，使軸孔內的隔膜貼近軸孔壁；穿管步驟:提供芯管，并將芯管插設在經擴孔的電芯的軸孔內；除塵步驟:對插設芯管后的電芯進行除塵；短路測試步驟:對除塵后的電芯進行短路測試；次品剔除步驟:對傳送機構上由擴孔步驟產生的不合格電芯或短路測試步驟檢測出的不合格電芯剔除出傳送機構。
[0006]上述電芯加工裝置和方法將擴孔、穿管、除塵、短路測試和次品剔除等工序整合在同一傳送機構上進行，可大幅提升自動化程度，提高電芯加工效率。
【附圖說明】
[0007]圖1為一種電芯的結構示意圖；圖2為圖1所示電芯的端面結構示意圖；
[0008]圖3和圖4是一實施例提供的電芯加工裝置的立體結構示意圖；
[0009]圖5和圖6為一實施例提供的電芯加工裝置中的傳送機構的立體結構示意圖；圖7為電芯放置在傳送機構上的狀態(tài)示意圖；
[0010]圖8為一實施例提供的電芯加工裝置中的篩分機構的立體結構示意圖；
[0011 ] 圖9為圖8所示篩分機構的側視示意圖；
[0012]圖10為一實施例提供的電芯加工裝置中的燙孔機構的立體結構示意圖；
[0013]圖11為圖10中所示的燙孔機構的側視示意圖；
[0014]圖12和圖13為一實施例提供的電芯加工裝置中的穿管機構的立體結構示意圖；圖14為圖12、圖13中所示穿管機構的側視示意圖；
[0015]圖15為一實施例提供的電芯加工裝置中的壓電芯機構的立體結構示意圖；
[0016]圖16為圖15的主視結構示意圖；
[0017]圖17和圖18為一實施例提供的電芯加工裝置中的燙孔機構、穿管機構、壓電芯機構及傳送機構的配合結構示意圖；
[0018]圖19為一實施例提供的電芯加工裝置中的燙孔機構、穿管機構、篩分機構及傳送機構的配合結構示意圖；
[0019]圖20為一實施例提供的電芯加工裝置中的除塵機構與電芯配合的立體結構示意圖；圖21為圖20的后視結構不意圖；圖22為圖21的尚]視結構不意圖；
[0020]圖23為一實施例提供的電芯加工裝置中的短路測試機構的立體結構示意圖；圖24和圖25為一實施例提供的電芯加工裝置中的次品剔除機構的立體結構示意圖；圖26為一實施例提供的電芯加工裝置中的傳送機構與除塵機構的配合結構示意圖；圖27為一實施例提供的電芯加工裝置中的傳送機構、除塵機構與短路測試機構的配合結構示意圖；
[0021]圖28為一實施例提供的電芯加工裝置中的傳送機構、除塵機構、短路測試與次品剔除機構的配合結構示意圖；圖29為一實施例提供的電芯加工方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖3和圖4所示，一實施例提供的電芯加工裝置包括篩分機構10、傳送機構20、擴孔機構30、穿管機構40、除塵機構50、短路測試機構60和次品剔除機構70。篩分機構10設置在傳送機構20的上游端，將待加工的電芯90進行初步篩分，篩分后的電芯90被放置在傳送機構20上，由傳送機構20往下游傳送。擴孔機構30、穿管機構40、除塵機構50、短路測試機構60和次品剔除機構70按從上游到下游的順序依次設置在傳送機構20的傳送路徑上，其中擴孔機構30用于對傳送機構20上的電芯90的軸孔96進行擴孔，使軸孔96內的隔膜91貼近軸孔壁以利于穿管機構40的運作，穿管機構40提供芯管400 (圖13)并將芯管400插設在位于傳送機構20上的電芯90的經擴孔后的軸孔96內，除塵機構50對位于傳送機構20上的插設芯管400后的電芯90進行除塵，短路測試機構60對位于傳送機構20上的除塵后的電芯90進行短路測試，次品剔除機構70將在擴孔機構30處產生的不合格的電芯90和短路測試機構60處檢測的不合格的電芯90從傳送機構20上剔除。一實施例提供的傳送機構20用于傳送電池的電芯90以在流水線上進行后段加工。
[0023]如圖5、圖6和圖7所不，該傳送機構20包括第一傳送架21、第二傳送架22、第一動力源23、第二動力源24，所述第一、第二傳送架21、22上設置用于放置電芯90的加工位210，第一動力源23與第二傳送架22連接并用于在平行于該電芯90的傳送平面的方向上相對第一傳送架21傳動第二傳送架22，第二動力源24與第二傳送架22連接并用于在垂直于該電芯90的傳送平面的方向上相對第一傳送架21傳動第二傳送架22。
[0024]傳送平面是指第一、第二傳送架21、22的加工位210所在的點構成的一個狹長平面，傳送平面的延長方向也即傳送機構20的傳送方向。在圖5-8所示的實施例中，傳送機構20 (或者電芯90)的傳送平面可以大致看成是電芯90在傳送機構20上的傳送軌跡的水平方向部分構成的平面。因第二傳送架22在垂直方向上相對第一傳送架21運動，電芯90在傳送機構20上的運動軌跡還包括垂直方向部分的運動軌跡。
[0025]第一、第二傳送架21、22上的加工位210—一對應。在一實施例中，所述加工位210為V型槽。V型槽更適合用于放置圓柱型電芯90，但也適用于放置方型電芯90。因此本發(fā)明提供的電芯加工裝置可對不同形狀的電芯90進行加工。
[0026]一實施例中，在傳送機構20工作時，第一傳送架21不動，通過第二動力源24帶動第二傳送架22在垂直于該電芯90的傳送平面的方向上運動，在圖5-圖7所示的實施例中，帶動第二傳送架22向上運動，以托起位于第一傳送架21的一加工位210上的電芯90，使該電芯90被第二傳送架22上的相應一加工位210承載，接著第一動力源23帶動第二傳送架22在平行于電芯90的傳送平面的方向上相對第一傳送架21向下游運動，在圖5-圖7所示的實施例中，帶動第二傳送架22向左運動，以將第二傳送架22上的電芯90向下游移動一個加工位210的距離，然后再由第二動力源24帶動第二傳送架22向下運動，使第二傳送架22上的電芯90落下并位于下游方向上的一個加工位210上，最后第一動力源23帶動第二傳送架22向上游運動，返回到上游的一個加工位210的位置，以待下一次的托起動作。如此往復運動，則可實現第一傳送架21上的電芯90從上游的加工位210依次向下游的鄰近一個加工位210傳送。
[0027]通過均勻間隔設置第一、第二傳送架21、22上的加工位210，同時控制第一、第二動