电芯下料设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种电芯下料设备。一种电芯下料设备，用于将卷针卷绕的电芯下料，包括撑开组件，用于将电芯由初始形态撑开至撑终形态，撑开组件包括撑开驱动件及两个夹爪，两个夹爪沿电芯的撑开方向相对设置，撑开驱动件配置为两个夹爪提供撑开驱动力，撑开组件设置有控制器；各夹爪包括分别夹持于电芯内圈与外圈的内夹针与外夹针；定义电芯处于初始形态时，内夹针位于初始位置；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，控制器控制两个夹爪停止撑开运动，电芯处于撑终形态。本申请的内夹针的最终位置做出设定，内夹针的位置更加准确，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。造成电芯的极片受外力开裂的情况产生。造成电芯的极片受外力开裂的情况产生。

【技术实现步骤摘要】
电芯下料设备及方法


[0001]本专利技术涉及电池制造
，特别是涉及电芯下料设备及方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本申请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。
[0006]第一方面，本申请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：
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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。
[0010]本申请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，本申请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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]在一些实施例中，所述预压装置包括：
[0017]下预压板，所述下预压板用于放置所述电芯；
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]第二方面，本申请提供了一种电芯下料方法，包括以下步骤：
[0023]S1、采用撑开组件中至少两个夹爪夹住电芯的内圈和外圈；
[0024]S2、卷针退针；
[0025]S3、设定内夹针的撑终位置；
[0026]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，撑开驱动件能够带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯下料设备，用于将卷针卷绕的电芯下料，其特征在于，包括：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；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；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。2.根据权利要求1所述的电芯下料设备，其特征在于，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
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C/2
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B。3.根据权利要求2所述的电芯下料设备，其特征在于，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
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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。4.根据权利要求3所述的电芯下料设备，其特征在于，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。5.根据权利要求4所述的电芯下料设备，其特征在于，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。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的电芯下料设备，其特征在于，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。7.根据权利要求6所述的电芯下料设备，其特征在于，所述预压装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，许瑞，瞿飞，刘萍，张婷婷，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：