锂离子电池底托片上料装置及方法与流程

1.本发明涉及锂离子电池制造技术领域，特别是涉及一种锂离子电池底托片上料装置及方法。


背景技术：

2.锂离子电池的制造过程通常包括将制备完成的裸电芯装入硬质壳体，例如装入铝制壳体中以完成组装的步骤。但在将裸电芯装入硬质壳体的过程中，裸电芯可能与硬质壳体发生摩擦而导致损伤，因此，在将裸电芯装入硬质壳体之前，需要先将底托片和柔韧性良好的绝缘膜，例如和mylar膜(杜邦公司生产的一种坚韧聚脂类高分子物膜)连接后，将裸电芯包覆在内再装入硬质壳体中。
3.在进行底托片的组装时，一般是采用真空吸附装置将底托片吸附后送到工位上。由于底托片通常是非常薄的高分子塑料片，且为配合电芯装配，表面加工有通孔等形状，在加工、运输等环节中容易发生弯曲变形，在包mylar上底托片时，因底托片弯曲变形，真空吸附装置无法正常吸附底托片，导致设备频繁报警，致使包膜效率低下。为解决此类问题，现有技术中，都是由人工对底托片弯曲方向进行分类，以统一底托片向下弯曲方向放置。但是这种依靠人工对底托片进行归类放置的方式不仅效率低下，导致人力成本增加，而且由于完全依靠人工目视归类，容易出现差错，且部分底托片可能因弯曲变形严重，仍旧无法避免真空吸附装置异常报警问题。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种锂离子电池底托片上料装置及方法，用于解决现有技术中依靠人工对底托片进行归类放置的方式不仅效率低下，导致人力成本增加，而且由于完全依靠目视归类，容易出现差错，此外，部分底托片可能因弯曲变形严重，仍旧无法避免真空吸附装置异常报警等问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种锂离子电池底托片上料装置，包括上料模块和取料模块，所述上料模块包括固定架、连接杆、压装块、底托片放置架、用于对底托片放置架底部进行封闭的挡板和与所述挡板相连接，用于驱动所述挡板移动的驱动单元，所述底托片放置架位于所述固定架的下部，所述连接杆一端与所述固定架的顶部相连接，另一端与所述压装块相连接，所述压装块按压于所述底托片放置架内的底托片上，所述挡板位于所述底托片放置架的底部，所述取料模块包括真空吸附单元和升降单元。
6.可选地，所述固定架包括由若干侧板组成的框架，所述底托片放置架为由所述侧板围绕而成的放置空间。
7.可选地，所述锂离子电池底托片上料装置还包括支撑杆和限位块，所述支撑杆架设于所述固定架的顶部，所述连接杆向上穿过所述支撑杆，并与位于固定架上方的所述限位块连接。
8.可选地，所述压装块包括碳钢块。
9.可选地，所述压装块的重量为1kg-1.5kg。
10.可选地，所述压装块的表面形貌和底托片的表面形貌相匹配。
11.可选地，所述挡板和驱动单元均为两个，挡板和驱动单元一一对应连接。
12.可选地，所述驱动单元和升降单元均包括气缸。
13.可选地，所述真空吸附单元包括多个真空吸盘、与真空吸盘相连通的真空管路和真空泵。
14.可选地，所述升降单元位于所述取料模块的中间。
15.本发明还提供一种锂离子电池底托片上料方法，所述锂离子电池底托片上料方法依上述任一方案中所述的锂离子电池底托片上料装置进行。
16.如上所述，本发明的锂离子电池底托片上料装置及方法，具有以下有益效果：本发明经改善的结构设计，在上料装置上设置按压块对底托片进行按压，在不影响上料装置的正常工作的情况下，可通过按压使弯曲变形的底托片恢复到正常形貌，可以有效提高底托片上料稳定性，减少设备报警次数，且整个操作无需投入人工，有助于提高工作效率，节约人力资源成本及减少误操作。
附图说明
17.图1显示为本发明提供的锂离子电池底托片上料装置的例示性截面结构示意图。
18.元件标号说明
19.1上料模块
20.2压装块
21.3连接杆
22.4支撑杆
23.5限位块
24.6挡板
25.7驱动单元
26.8取料模块
27.9真空吸附单元
28.10升降单元
29.11底托片
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
31.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解
到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
32.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
33.需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。为使图示尽量简洁，各附图中并未对所有的结构全部标示。
34.请参阅图1。
35.如图1所示，本发明提供一种锂离子电池底托片上料装置，所述锂离子电池底托片上料装置包括上料模块1和取料模块8，所述上料模块1包括固定架、连接杆3、压装块2、底托片放置架、用于对底托片放置架底部进行封闭的挡板6和与所述挡板6相连接，用于驱动所述挡板6移动的驱动单元7，所述底托片放置架用于放置底托片11，所述底托片放置架位于所述固定架的下部，所述连接杆3一端与所述固定架的顶部相连接，另一端与所述压装块2相连接，所述压装块2按压于所述底托片放置架内的底托片11上，压装块2的表面形貌通常和底托片11的表面形貌相匹配，例如底托片11为大致呈矩形状，则压装块2也为矩形块，其与底托片11接触的表面为平坦的表面，利用压装块2的按压，以使弯曲变形的底托片11恢复至正常形貌，所述挡板6位于所述底托片放置架的底部，所述驱动单元7与所述挡板6相连接；所述取料模块8包括真空吸附单元9和升降单元10，在取料过程中，取料模块8位于底托片放置架的下方，通过真空吸附单元9吸附固定底托片，并将吸附的底托片移送至组装工作台。本发明提供的锂离子电池底托片上料装置的例示性工作过程为：底托片11放置于底托片放置架内，且取料前底托片放置架的底部被挡板6封闭，压装块2通过连接杆3固定于固定架上，并按压在底托片11上，利用压装块2的压力使弯曲变形的底托片11恢复至正常形貌，尤其是使底托片11与真空吸附单元9接触的表面成为平面，以确保良好的吸附，取料模块8通过真空吸附单元9吸附一片底托片后，取料模块8的升降单元10向上顶出，此时底托片形成弯曲状以支撑住剩余的底托片，同时，位于上料模块1底部的挡板6在驱动单元7的驱动下朝中心方向水平移动，以将底托片放置架的底部封闭，防止其余底托片掉落，之后升降单元10下降至与真空吸附单元9位于同一高度，底托片放置架内剩余的底托片在重力作用下下降，下一片底托片下降至真空吸附位置，而压装块2仍按压在顶部的底托片上。本发明经改善的结构设计，在上料装置上设置按压块对底托片进行按压，在不影响上料装置的正常工作的情况下，可通过按压使弯曲变形的底托片恢复到正常形貌，可以有效提高底托片上料稳定性，减少设备报警次数，且整个操作无需人工操作，有助于提高工作效率，节约人力资源成本及减少误操作。
36.所述固定架和底托片放置架可以为各自独立的结构，例如固定架可以为由多根立柱和底柱相互连接构成，而底托片放置架可以为一个周向封闭的框架，此种情况下，底托片放置架可以位于固定架的外部的下部，也可以位于固定架内部的下部区域，只要确保不影响按压块的按压即可。但在本实施例提供的较佳的示例中，所述固定架包括由若干侧板组
成的框架，所述侧板较佳地为具有一定硬度和光滑度的板材，例如为不锈钢板，所述底托片放置架为由所述侧板围绕而成的一个位于固定架内部下部部分区域的放置空间，该放置空间的平面大小与底托片表面积大小相匹配(该放置空间四周均被侧板包围，以使底托片只能上下移动而不能旋转和平移)，即所述固定架和底托片放置架为一体结构，底托片放置架是固定架的上的一个空间区域。这样的结构设计有助于整个装置结构的简化，在放置底托片的过程中可以最大程度减少底托片与其他结构之间的碰撞。固定架还可以通过支架固定，以确保取料过程中上料模块1位于取料模块8的上方。
37.所述连接杆3可以为单个，与压装块2的正中间相连接，也可以为两个以上，在压装块2的上方均匀分布，以确保压装块2保持水平，本实施例中以一个连接杆3为一个为例。连接杆3可以直接固定于固定架的顶部，例如焊接于固定架的顶部，但在一较佳的示例中，所述锂离子电池底托片上料装置还包括支撑杆4和限位块5，所述支撑杆4架设于所述固定架的顶部，所述连接杆3未与压装块相连接的一端向上穿过所述支撑杆4，并与位于固定架上方的所述限位块5连接；限位块5保障连接杆3连接的压装块2不会掉出上料模块1下方而造成其下方的取料模块8损坏，支撑杆4放置于上料模块1两侧侧板上方的限位孔中，保障支撑杆4不会晃动脱落，避免造成物料或人员碰撞。同时，这样的结构设置使得整个装置便于组装和拆卸，且还可以根据需要更换不同的压装块2和/或调整压装块2距离固定架顶部的距离。
38.所述压装块2优选但不仅限于碳钢块，例如采用45#碳钢块，该材质易于加工，且成本相对较低。
39.所述压装块2的重量可以根据需要设置，但较佳地为1kg-1.5kg(包括端点值)。这是发明人经多次试验验证发现，当压装块2的重量低于1kg时，无法对变形的底托片给予足够的压力，因此无法使弯曲变形的底托片恢复至正常形貌，例如恢复至水平状，而受机构材质及体积影响，如果重量高于1.5kg，则重量及体积过大，会给底托片上料及运转带来不良影响。
40.在较佳的示例中，所述挡板6和驱动单元7均为两个，挡板6和驱动单元7一一对应连接，两个挡板6大小优选一致，两者在驱动单元7的驱动下，可自相对的两端朝中心方向相向运动而将底托片放置架的底部封闭。
41.所述驱动单元7和升降单元10均可以采用气缸作为动力驱动源，可以确保各自驱动的机构沿预定方向平稳移动。
42.所述真空吸附单元9包括多个真空吸盘、与真空吸盘相连通的真空管路和真空泵，多个真空吸盘可以通过真空管路连接至同一真空泵。真空吸盘的分布与待吸附的底托片的表面形貌相匹配，例如底托片为矩形状时，则真空吸盘可以为4个，对应位于底托片的四个顶角边缘下方，而所述升降单元10则较佳地位于所述取料模块8的中间，即位于多个真空吸盘的中间，以确保顶起的底托片不发生偏移滑落。
43.在一些示例中，为避免相邻的底托片相互黏连，导致取料模块8单次吸附多片底托片，所述锂离子电池底托片上料装置可以在适宜的位置，例如在临近取料模块8的设置传感器(未示出)，该传感器例如为厚度检测装置，以在检测到真空吸盘表面吸附的底托片不是单片，即吸附的底托片的厚度超过单片底托片的正常值时发出报警信息，或者进一步设置机械手臂，以在检测到单次吸附的底托片为多片时，将多余的底托片移除。所述锂离子电池
底托片上料装置还可以设置检测所述压装块2是否处于水平状态的传感器(未示出)，以确保压装块2能提供均匀的压力按压于底托片上。
44.本发明还提供一种锂离子电池底托片上料方法，所述锂离子电池底托片上料方法依上述任一方案中所述的锂离子电池底托片上料装置进行，故前述对所述锂离子电池底托片上料装置的介绍可以全文引用至此，出于简洁的目的不赘述。所述锂离子电池底托片上料方法可以包括步骤：将待组装的底托片11放置于底托片放置架内，且取料前将底托片放置架的底部封闭，压装块2固定于固定架上，并按压在底托片上，利用压装块2的压力使弯曲变形的底托片恢复至正常形貌(取料操作可以在将底托片放置于底托片放置架内后，并被压装块2按压预设时间后进行)，取料模块8通过真空吸附单元9吸附一片底托片后，取料模块8的升降单元10，例如气缸向上顶出，此时底托片形成弯曲状以支撑住剩余的底托片，同时，位于上料模块1底部的挡板6在驱动单元7的驱动下朝中心方向水平移动，以将底托片放置架的底部封闭，防止其余底托片掉落，之后升降单元10下降至与真空吸附单元9位于同一高度，底托片放置架内剩余的底托片在重力作用下下降，下一片底托片下降至真空吸附位置，而压装块2仍按压在顶部的底托片上。由于采用前述的装置，使得本发明提供的锂离子电池底托片上料方法可以有效提高底托片上料稳定性，减少设备报警次数，且整个操作无需投入人工，有助于提高工作效率，节约人力资源成本及减少误操作。
45.综上所述，本发明提供一种锂离子电池底托片上料装置及方法。装置包括上料模块和取料模块，所述上料模块包括固定架、连接杆、压装块、底托片放置架、用于对底托片放置架底部进行封闭的挡板和与所述挡板相连接，用于驱动所述挡板移动的驱动单元，所述底托片放置架位于所述固定架的下部，所述连接杆一端与所述固定架的顶部相连接，另一端与所述压装块相连接，所述压装块按压于所述底托片放置架内的底托片上，所述挡板位于所述底托片放置架的底部，所述驱动单元与所述挡板相连接；所述取料模块包括真空吸附单元和升降单元。本发明经改善的结构设计，在上料装置上设置按压块对底托片进行按压，在不影响上料装置的正常工作的情况下，可通过按压使弯曲变形的底托片恢复到正常形貌，可以有效提高底托片上料稳定性，减少设备报警次数，且整个操作无需投入人工，有助于提高工作效率，节约人力资源成本及减少误操作。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
46.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，包括上料模块和取料模块，所述上料模块包括固定架、连接杆、压装块、底托片放置架、用于对底托片放置架底部进行封闭的挡板和与所述挡板相连接，用于驱动所述挡板移动的驱动单元，所述底托片放置架位于所述固定架的下部，所述连接杆一端与所述固定架的顶部相连接，另一端与所述压装块相连接，所述压装块按压于所述底托片放置架内的底托片上，所述挡板位于所述底托片放置架的底部；所述取料模块包括真空吸附单元和升降单元。2.根据权利要求1所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述固定架包括由若干侧板组成的框架，所述底托片放置架为由所述侧板围绕而成的放置空间。3.根据权利要求2所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述锂离子电池底托片上料装置还包括支撑杆和限位块，所述支撑杆架设于所述固定架的顶部，所述连接杆向上穿过所述支撑杆，并与位于固定架上方的所述限位块连接。4.根据权利要求1所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述压装块包括碳钢块，所述压装块的重量为1kg-1.5kg。5.根据权利要求1所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述压装块的表面形貌和底托片的表面形貌相匹配。6.根据权利要求1所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述挡板和驱动单元均为两个，挡板和驱动单元一一对应连接。7.根据权利要求1所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述驱动单元和升降单元均包括气缸。8.根据权利要求1所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述真空吸附单元包括多个真空吸盘、与真空吸盘相连通的真空管路和真空泵。9.根据权利要求1所述的锂离子电池底托片上料装置，其特征在于，所述升降单元位于所述取料模块的中间。10.一种锂离子电池底托片上料方法，其特征在于，所述锂离子电池底托片上料方法依权利要求1-9任一项所述的锂离子电池底托片上料装置进行。

技术总结
本发明提供一种锂离子电池底托片上料装置及方法。装置包括上料模块和取料模块，上料模块包括固定架、连接杆、压装块、底托片放置架、挡板和驱动单元，底托片放置架位于固定架的下部，连接杆一端与固定架的顶部相连接，另一端与压装块相连接，压装块按压于底托片放置架内的底托片上，挡板位于底托片放置架的底部，驱动单元与挡板相连接；取料模块包括真空吸附单元和升降单元。本发明经改善的结构设计，在不影响上料装置的正常工作的情况下，可通过按压使弯曲变形的底托片恢复到正常形貌，可以有效提高底托片上料稳定性，减少设备报警次数，且整个操作无需投入人工，有助于提高工作效率，节约人力资源成本及减少误操作。节约人力资源成本及减少误操作。节约人力资源成本及减少误操作。


技术研发人员：李军宽 艾平安 张光伟 舒剑武
受保护的技术使用者：上海兰钧新能源科技有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/9/22