电芯的注液设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种电芯的注液设备及方法，包括传输带、极耳矫正工位、第一称重工位、注液杯安装工位、注液工位、第二称重工位以及分拣工位。所述传输带沿着电芯的运动轨迹布设。所述极耳矫正工位设置于传输带的起始端，对电芯的正极耳进行矫正。所述第一称重工位和第二称重工位对注液前后的电芯进行称重。所述注液工位设置于注液杯安装工位的后侧，对电芯进行抽真空、短路测试以及注液。所述分拣工位设置于第二称重工位的后侧，对正常电芯和非正常电芯进行分拣。本发明专利技术中的电芯的注液设备，排除了人工作业所带来的漏测、误判的问题，提高了电池产品的良品率，降低了电芯热失控风险。

【技术实现步骤摘要】
电芯的注液设备及方法
本专利技术涉及电性能的测试装置的
，特别涉及电芯的注液设备及方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有能量密度高、输出功率大，循环寿命长、工作温度范围宽、环保等优点，可广泛应用于数码产品、电动汽车和储能等领域。目前量产的锂离子的装配顺序为：通过均浆和涂覆工序分别制得正极和负极，再装隔膜置于正负极片的中间起到电子绝缘的作用，三者通过卷绕或叠片的方式组合成具有一定尺寸的电芯，电芯外加上外壳，再注入电解液，活化后即完成电池的加工过程。电芯注液前需要进行短路检测并将内部短路电芯剔出，一方面减少其化成时造成的安全风险，另一方面减少电解液的无用损耗。但现阶段针对短路测试，一般是人工利用短路测试仪对电芯进行逐个检测，过程中耗费时间较长且存在漏测、误判等问题，潜在风险依旧较高。此外，电芯注液前会进行抽真空以便电解液渗入，但该过程会导致卷芯进一步收紧，从而使前期含有微小粉尘或毛刺而未完全刺穿隔膜的电芯，进一步刺穿隔膜导致内短路，而该部分短路电芯在现有注液机下是不能被识别剔出，而只能注液并正常下转，这不仅消耗了电解液，同时也存留了较大的热失控风险。
技术实现思路
为解决现有技术中，电芯短路检测时存在的耗时长、漏测、误判的技术问题，本专利技术的技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种电芯的注液设备，包括传输带、极耳矫正工位、第一称重工位、注液杯安装工位、注液工位、第二称重工位以及分拣工位。所述传输带沿着所述电芯的运动轨迹布设，所述传输带是衔接各个工位的电芯输送设备，使电芯加工的生产流水线稳定运转。所述极耳矫正工位设置于所述传输带的起始端，对所述电芯的正极耳进行矫正，使所述电芯的正极耳摆放至统一的角度，以便于在后续的短路测试中，能够顺利地与正极端建立电性连接。所述第一称重工位设置于所述极耳矫正工位的后侧，对注液前的所述电芯进行称重。所述注液杯安装工位设置于所述第一称重工位的后侧，对所述电芯的开口处套设注液杯，所述注液杯是为了在注液时，避免电解液从电芯中溢出而设计的。所述注液工位设置于所述注液杯安装工位的后侧，对所述电芯进行抽真空、短路测试以及注液，所述注液工位是本专利技术中的核心部件，抽真空、短路测试、注液都是在同一个工位中进行。所述第二称重工位设置于所述注液工位的后侧，对注液后的所述电芯进行称重，与所述第一称重工位测到的电芯重量信息进行对比，以核验注液量。所述分拣工位设置于所述第二称重工位的后侧，对正常或者非正常的所述电芯进行分拣后送至不同通道下转。本专利技术中的电芯的注液设备，针对现阶段短路测试中，人工利用短路测试仪对电芯进行逐个检测，过程中耗费时间较长且存在漏测、误判的技术问题，本专利技术通过设置极耳矫正工位，可快速对电芯正极耳进行定位，以保证后续短路检测的高准确性；通过注液工位将抽真空、短路测试和注液这三个工序在同一工位上完成，相比较传统方式中需要转场完成的方式，本专利技术降低了转场时所耗时间，提高了作业效率；包括短路测试在内的所有工序都通过自动化装置执行，排除了人工作业所带来的漏测、误判的问题，提高了电池产品的良品率，降低了电芯热失控风险。在一种可能的设计中，本专利技术中的电芯的注液设备还包括：机械手，所述机械手沿着所述传输带布设，所述极耳矫正工位、第一称重工位、注液杯安装工位、注液工位、第二称重工位以及分拣工位内均具有相应的机械手，对电芯进行拾取、转移。需要说明的是，在极耳矫正工位及分拣工位中，机械手对电芯进行逐个拾取，在第一称重工位、注液杯安装工位、注液工位及第二称重工位中，机械手按照托盘上多点分布的电芯，进行集中拾取。在一种可能的设计中，所述传输带包括托盘传输带及电芯单体传输带。所述电芯在所述第一称重工位、注液杯安装工位、注液工位及第二称重工位中均是以托盘形式进行移动，因此，所述托盘传输带布设于所述第一称重工位、所述注液杯安装工位、所述注液工位及所述第二称重工位中。所述电芯单体传输带布设于所述极耳矫正工位及所述分拣工位中。可选地，所述托盘传输带可采用皮带传输机或者辊轮传输机，所述电芯单体传输带采用皮带传输机，皮带上具有用于固定单个电芯的夹具，比如磁吸件，特别说明的是，在极耳矫正工位中，固定电芯的夹具还具有轴承，以使电芯可以转动，进而对正极耳的角度进行矫正。在一种可能的设计中，所述极耳矫正工位包括第一控制器、角度传感器及转动装置，所述第一控制器分别与所述角度传感器及所述转动装置电性连接，所述转动装置抵接于所述电芯的周壁，所述角度传感器设置于所述电芯的正极耳处，对所述电芯的正极耳位置信息进行采集并发送至所述第一控制器，所述第一控制器根据正极耳位置信息再驱动所述转动装置动作，以带动所述电芯转动并将正极耳矫正。可选地，角度传感器可采用红外线传感器，转动装置可采用配置有电机的转盘。极耳矫正工位的工作原理为：利用红外线(或激光)定位原理实施的，它利用的是光的反射原理。红外线发射管发射出的光线在到达的接收管的过程中若没有遮挡物时不会有反射，而在过程中有正极耳将红外光挡住后，光会反射，接收管不会收到光线。根据该原理，当电芯到达极耳矫正工位时，通过转盘自动转动电芯，正极耳处于发射管与接收管中间时，第一控制器就会反馈信息停止电机转动，进而使转盘停止转动，从而实现正极耳的定位、矫正。在一种可能的设计中，所述注液杯安装工位包括套有所述注液杯的夹具以及钢制托盘；所述钢制托盘开设有阵列分布的孔，所述电芯设置于所述钢制托盘的孔内，所述夹具的结构与所述钢制托盘类似，也对应开设有位置相应的孔，将所述注液杯呈阵列进行固定，所述机械手将所述夹具拾取并放置于所述钢制托盘的上方，且将所述注液杯套接于所述电芯的开口处。在一种可能的设计中，所述注液工位包括密封壳、注液头、占位传感器、短路测试正极端、短路测试负极端及第二控制器。所述密封壳通过所述机械手带动并罩设于所述钢制托盘的外部，且所述密封壳开设有负压接口，所述负压接口与负压发生器连接；所述注液头与电解液泵连接，所述注液头及所述短路测试正极端与所述电芯的位置相对应，且所述注液头及所述短路测试正极端设置于所述密封壳内，所述短路测试负极端及所述占位传感器布设于所述密封壳的下方，且所述短路测试负极端可与所述钢制托盘抵接，所述短路测试正极端、所述短路测试负极端及所述占位传感器分别与所述第二控制器电性连接。短路测试的工作原理为：所述占位传感器监测到钢制托盘到达密封壳正下方后，第二控制器驱动传输带停止动作。启动所述机械手将密封壳下降，所述注液头与注液杯一一对应，所述短路测试正极端与正极耳一一对应，所述短路测试负极端在气缸作用下弹出并与钢制托盘抵接。然后正负极两端施加250-500V电压，第二控制器通过电流大小以判断绝缘情况，需要说明的是，多个电芯在进行检测时，以整个钢制托盘(其与所有电芯都接触)作为负极，而多个电芯的正极耳则是不同的短路测试正极端与其接触，然后通过将每个电芯的测试情况反馈到第二控制器中就能够实现短路电芯与正常电芯的区分。特别地，第一控制器与第二控制器可以为两个独立的控制系统，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电芯的注液设备，其特征在于，包括：/n传输带(10)，所述传输带(10)沿着所述电芯(90)的运动轨迹布设；/n极耳矫正工位(20)，所述极耳矫正工位(20)设置于所述传输带(10)的起始端，对所述电芯(90)的正极耳(93)进行矫正；/n第一称重工位(30)，所述第一称重工位(30)设置于所述极耳矫正工位(20)的后侧，对注液前的所述电芯(90)进行称重；/n注液杯安装工位(40)，所述注液杯安装工位(40)设置于所述第一称重工位(30)的后侧，对所述电芯(90)的开口处套设注液杯(43)；/n注液工位(50)，所述注液工位(50)设置于所述注液杯安装工位(40)的后侧，对所述电芯(90)进行抽真空、短路测试以及注液；/n第二称重工位(60)，所述第二称重工位(60)设置于所述注液工位(50)的后侧，对注液后的所述电芯(90)进行称重；/n分拣工位(70)，所述分拣工位(70)设置于所述第二称重工位(60)的后侧，对正常电芯(91)和非正常电芯(92)进行分拣。/n

【技术特征摘要】
1.一种电芯的注液设备，其特征在于，包括：
传输带(10)，所述传输带(10)沿着所述电芯(90)的运动轨迹布设；
极耳矫正工位(20)，所述极耳矫正工位(20)设置于所述传输带(10)的起始端，对所述电芯(90)的正极耳(93)进行矫正；
第一称重工位(30)，所述第一称重工位(30)设置于所述极耳矫正工位(20)的后侧，对注液前的所述电芯(90)进行称重；
注液杯安装工位(40)，所述注液杯安装工位(40)设置于所述第一称重工位(30)的后侧，对所述电芯(90)的开口处套设注液杯(43)；
注液工位(50)，所述注液工位(50)设置于所述注液杯安装工位(40)的后侧，对所述电芯(90)进行抽真空、短路测试以及注液；
第二称重工位(60)，所述第二称重工位(60)设置于所述注液工位(50)的后侧，对注液后的所述电芯(90)进行称重；
分拣工位(70)，所述分拣工位(70)设置于所述第二称重工位(60)的后侧，对正常电芯(91)和非正常电芯(92)进行分拣。


2.根据权利要求1所述的电芯的注液设备，其特征在于，还包括：
机械手(80)，所述机械手(80)沿着所述传输带(10)布设。


3.根据权利要求2所述的电芯的注液设备，其特征在于，所述传输带(10)包括托盘传输带及电芯单体传输带，所述托盘传输带布设于所述第一称重工位(30)、所述注液杯安装工位(40)、所述注液工位(50)及所述第二称重工位(60)中，所述电芯单体传输带布设于所述极耳矫正工位(20)及所述分拣工位(70)中。


4.根据权利要求3所述的电芯的注液设备，其特征在于，所述极耳矫正工位(20)包括第一控制器、角度传感器(21)及转动装置，所述第一控制器分别与所述角度传感器(21)及所述转动装置电性连接，所述转动装置抵接于所述电芯(90)的周壁，所述角度传感器(21)设置于所述电芯(90)的正极耳(93)处，对所述电芯(90)的正极耳(93)位置信息进行采集并发送至所述第一控制器，所述第一控制器根据正极耳(93)位置信息再驱动所述转动装置动作，以带动所述电芯(90)转动并将正极耳(93)矫正。


5.根据权利要求4所述的电芯的注液设备，其特征在于，所述注液杯安装工位(40)包括套有所述注液杯(43)的夹具(41)以及钢制托盘(42)；所述电芯(90)均布于所述钢制托盘(42)上，所述机械手(80)将所述夹具(41)拾取并放置于所述钢制托盘(42)的上方，且将所述注液杯(43)套接于所述电芯(90)的开口处。


6.根据权利要求5所述的电芯的注液设备，其特征在于，所述注液工位(50)包括密封壳(51)、注液头(52)、占位传感器(53)、短路测试正极端(54)、短路测试负极端(55)及第二控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨标，赵悠曼，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44