Octrooi CN215451488U - 3-assig vullen en afdichten van elektrolyt

Het sluiten is een van de laatste handelingen die een lithiumbatterij ondergaat, en in de stand van de techniek werd dit op de langzame manier uitgevoerd: een operator voerde elke cel handmatig in een pers en een stempelactie sloot deze. De specificatie van CN215451488U noemt de sluitstap een belangrijke schakel in de productie van lithiumbatterijen en identificeert de handmatige toevoer- en stempelroute als de flessenhals - de sluitefficiëntie was laag.

Het patent antwoordt met een machine die de positionering zelf uitvoert. Een sensor detecteert de cel op een werkplaat, en drie elektromotoren drijven drie spindels aan om een injectiepijp over de cel te verplaatsen en deze te vullen en te sluiten. De gehele verwerkingscyclus - positioneren, injecteren, sluiten - is niet langer afhankelijk van de handen van een operator.

Patentinformatie

Het productieprobleem dat dit octrooi oplost

Handmatig sealen is traag en arbeidsintensief.In het bestaande proces wordt de batterij met de hand toegevoerd en door een stempelactie geseald. Elke cel moet individueel worden uitgelijnd met het sealstation en de operator maakt deel uit van elke cyclus. Voor een stap die aan het allerlaatste einde van een lithiumbatterijlijn is geplaatst, bepaalt dat handmatige ritme het plafond voor de output van de hele lijn.

Vullen en sealen vereisen nauwkeurigheid in drie dimensies.Om een cel te injecteren en te sealen, moet de injectiepijp vanuit de juiste richting en op de juiste hoogte boven de celopening aankomen. Een rigide gereedschap met één station kan niet snel worden aangepast wanneer het celtype of de lay-out van het station verandert.

Het gebruiksmodel pakt beide punten aan: het detecteert waar de cel zich bevindt en drijft vervolgens de injectiepijp aan langs drie orthogonale assen, zodat de vul- en seal-kop zonder enige handmatige uitlijning kan worden gepositioneerd.

Hoe het mechanisme werkt

De machine bouwt drie lineaire assen uit drie elektromotoren en drie leidende schroeven, gestapeld op opeenvolgende dwarsbalken boven een werkplaat. Figuren 1-4 tonen de algehele machine in twee perspectiefaanzichten en twee dwarsdoorsneden; Figuren 5-7 geven de vergrote details aan die bij A, B en C worden genoemd.

Drie gestapelde motor- en leidende-schroefassen

Een frame draagt aan beide zijden aan het boveneinde een eerste verbindingsplaat en een eerste dwarsbalk overspant de twee platen. De eerste motor aan de achterzijde van de eerste dwarsbalk draait de eerste leidende schroef, en het grijpende eerste verbindingsblok loopt eroverheen, waarbij de tweede dwarsbalk in de voor-achterrichting wordt gedragen. De tweede motor aan het rechteruiteinde van de tweede dwarsbalk draait de tweede leidende schroef en beweegt de derde dwarsbalk in de links-rechtsrichting. De derde motor boven op de derde dwarsbalk draait de derde leidende schroef, en het verbindingsblok ervan beweegt het verbindingsframe in de op-neerwaartse richting. Alle drie de motoren zijn elektrisch verbonden met een externe voeding en een externe controller.

Vulkop met positiesensor

Het verbindingsframe draagt de injectiepijp aan het voorste uiteinde. De pijp heeft een injectiepoort aan het boveneinde (waar de afdichtvloeistofslang wordt aangesloten) en een begrenzingsring aan het buitenste uiteinde, geplaatst aan de linksonderkant van het verbindingsframe. Een positiesensor is achter de begrenzingsring gemonteerd. Wanneer een batterij in het klemgat van de werkplaat wordt geplaatst, herkent de sensor de cel en stuurt een signaal naar de controller - dat signaal start de positioneringsvolgorde.

Werkplaat met elektrische cilinderlift

Een steunframe staat onder de injectiepijp en de werkplaat rust daarop. Een elektrische cilinder op het steunframe drijft een telescoopstang aan waarvan het boveneinde is bevestigd aan de onderkant van de werkplaat, zodat de plaat kan worden verhoogd en verlaagd voor het laden en lossen. Een verbindingspijp aan de onderkant van de plaat herbergt een veerstaaf waarvan het ondereinde op het steunframe rust; de veerstaaf heeft een perspassing met de verbindingspijp, zodat de plaat soepel op en neer beweegt in plaats van te kantelen.

Geleide slede en frameverstijving

Het verbindingsframe draagt ook een glijblok aan de achterlinkerkant dat loopt op een glijrail gemonteerd op de derde dwarsbalk, waardoor de op-neerwaartse slede stabiel blijft. Aan de onderkant is het frame vastgeschroefd aan de eerste verbindingsplaten en verstijfd door een driehoekige plaat in elke hoek.

Werkvolgorde zoals gepubliceerd: de operator sluit de injectiepoort aan op de afdichtvloeistofslang en zet de machine aan; een batterij wordt in het klemgat geplaatst; de positiesensor identificeert de cel en geeft een signaal aan de controller; de controller laat achtereenvolgens de eerste motor (voor-achter), de tweede motor (links-rechts) en de derde motor (op-neer) draaien, zodat het verbindingsframe de injectiepijp positioneert en de cel vult en afdicht; wanneer de plaat moet worden geladen, gelost of de pijp verticaal moet injecteren, start de controller de elektrische cilinder en beweegt de telescoopstang de werkplaat.

Geclaimde voordelen

Hoe het zich verhoudt tot handmatig vullen en afdichten

In het bestaande proces werd de batterij met de hand toegevoerd en door een stempelactie afgedicht, waarbij de operator deel uitmaakte van elke cyclus. Dit patent vervangt dat ritme door motorgestuurde positionering en activering.

Waar deze technologie vandaag de dag wordt gebruikt

CN215451488U omvat de positionerings- en vularchitectuur die wordt gebruikt in de apparatuur van TOB voor het afdichten van batterijen en het vullen met elektrolyt: detecteer de cel, beweeg de kop in drie assen, vul en dicht af. Dat is precies de reeks die een productie-afdichtingsstation betrouwbaar moet herhalen bij elke cel.

• Vulmachines voor elektrolyt in prismatische cellen
• Assemblagelijnen voor pouch-cellen

Gerelateerde vragen over apparatuur: vraag een offerte aan

Veelgestelde vragen

Volledige specificatie en tekeningen: CN215451488U op Google Patents