CN117690995A - 一种电池串制备方法、设备及电池串 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池片制串技术技术领域，具体发明了一种电池串制备方法、设备及电池串。该方法包括以下步骤：采用载具吸附固定电池片组件沿第一循环轨道向前运动；在前一载具承载前一电池片组件到达预设位置后，前一电池片组件与后一载具承载的后一电池片组件之间具有高度差，此时，后一载具向前移动靠齐前一载具，使后一电池片组件的焊带延伸段铺叠在前一电池片组件的电池片顶面；铺设正面胶带，使后一电池片组件的焊带延伸段通过正面胶带固定在前一电池片组件的电池片正面，从而将相邻两个电池片组件串联。该电池串制备方法、设备及电池串能够有效提升电池串制备的效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池片制串技术领域，尤其涉及一种电池串制备方法、设备及电池串。
背景技术
传统的无主栅电池片成串工艺是将每一焊带组与相邻的两个电池片中的第一个电池片的正面和第二个电池片的背面接触并进行预焊接连接。常规的焊接工艺有采用红外灯管照射、激光焊接的方式，通过叠放工艺连接成电池长串，再通过裁切形成所需长度的电池串。
随着技术的更迭与创新，行业内研发了以非焊接的方式来实现电池片成串。目前，非焊接成串的方式采用贴附胶条的技术来实现，即通过采用对应焊带设置条状透明胶条与电池片进行贴合的工艺实现焊带与电池片的固定，优化了原有采用整片贴合胶膜对电池片进行贴合，避免了整面采光性弱的影响。采用透明胶条贴合的工艺，替代传统焊带固定电池片中预焊接处理的工艺，以其简单的工艺和低廉的成本，成为电池片成串工艺中创新的发展方向。
目前，电池片成串工艺中采用贴附胶条的方法和设备在成串效率上有待提升，为解决此工艺的弊端，优化胶条贴附工艺，提升电池片成串效率，亟需开发一种胶条贴附电池片的成串方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电池串制备方法、设备及电池串，能够有效提升电池串制备的效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池串制备方法，包括以下步骤：
采用载具吸附固定电池片组件沿第一循环轨道向前运动；所述电池片组件包括电池片及通过背面胶带粘接在所述电池片背面的一组焊带，所述焊带一端延伸出所述电池片形成焊带延伸段；
在前一所述载具承载前一所述电池片组件到达预设位置后，前一所述电池片组件与后一所述载具承载的后一所述电池片组件之间具有高度差，此时，后一所述载具向前移动靠齐前一所述载具，使后一所述电池片组件的所述焊带延伸段铺叠在前一所述电池片组件的所述电池片顶面；
铺设正面胶带，使后一所述电池片组件的所述焊带延伸段通过所述正面胶带固定在前一所述电池片组件的所述电池片正面，从而将相邻两个所述电池片组件串联。
作为本发明的优选，所述方法包括步骤：预先制备所述电池片组件；所述预先制备所述电池片组件包括：
在循环运动的承托架上制备一组复合件，所述复合件为背面粘接有背面胶带的焊带；
将一组所述复合件上料至所述载具进行吸附固定；
在所述载具承载的一组所述复合件上放置电池片,从而获得所述电池片组件。
作为本发明的优选，所述在循环运动的承托架上制备一组复合件包括：
采用所述承托架吸附固定第一胶带料卷的胶带向前移动；
对从所述第一胶带料卷牵引出的一组胶带进行裁切，获得预设长度的一组背面胶带；
将从焊带料卷牵引出的一组焊带压持粘接在相应的所述背面胶带上；
对所述焊带进行裁切，从而获得一组所述复合件。
作为本发明的优选，至少两个相邻的所述承托架共同吸附固定所述第一胶带料卷的胶带移动。
作为本发明的优选，所述方法包括步骤：预先在所述载具上制备所述电池片组件；所述预先在所述载具上制备所述电池片组件包括依次在所述载具上铺设胶面向上的一组所述背面胶带、一组所述焊带及所述电池片，从而获得所述电池片组件。
作为本发明的优选，所述载具包括载具本体、位于所述载具本体上且具有若干个真空吸附孔的活动载台及连接于所述载具本体和所述活动载台11之间的一组弹簧；在载台下压装置的作用下，所述活动载台克服所述弹簧的弹力沿竖向进行移动，使得所述活动载台吸附固定的所述电池片组件顶面低于后一所述电池片组件的所述焊带底面；或者
所述第一循环轨道设置有导向坡度，以使随所述载具沿所述导向坡度下沉的所述电池片组件顶面低于后一所述电池片组件的所述焊带底面。
作为本发明的优选，所述铺设正面胶带包括：
将第二胶带料卷的胶带牵引至铺叠的多个电池片组件上方，对牵引出的胶带进行压持、裁切；或者
将第二胶带料卷的端部粘接在首个所述电池片组件顶面后，按照各所述载具的靠齐顺序，依次进行压持粘贴；在经压持粘贴的胶带达到预设长度后进行裁切；
其中，裁切后获得的所述正面胶带长度为一个电池串所需长度。
作为本发明的优选，所述第一循环轨道为由若干段线圈轨道拼接组成的线圈循环轨道，所述线圈循环轨道上滑动配合有若干个通过磁悬浮原理移动的滑块；所述载具与所述滑块连接。
本发明还提供了一种电池串制备设备，所述电池串制备设备用于实现上述的电池串制备方法。
本发明还提供了一种电池串，所述电池串采用上述的电池串制备方法制备而成。
本发明的有益效果为：
1.运用循环输送线特别是磁悬浮循环输送线输送载具的方式，可以使多个载具自由移动以适应电池片组件的制备及贴胶动作，载具在完成动作后可以循环至起始位置，且不影响其他载具的正常动作，动作过程有序且高效。
2.一次性拉出一个电池串长度的正面胶带进行粘贴，可省去在每一个电池片组件上贴正面胶带时而产生的等待时间，有效节约了正面胶带的制备动作时间，提高生产节拍及效率。
附图说明
图1是本发明提供的一种电池串制备方法的流程框图。
图2是图1中制备电池片组件的一个实施方式的流程框图。
图3是图2中的制备复合件的流程框图。
图4是图2中的制备复合件的结构示意图。
图5是本发明提供的一种电池串制备设备的结构示意图。
图6是本发明提供的一种电池串制备设备的俯视图。
图7是本发明提供的一种电池串制备设备的剖视图。
图8是图7中的Ⅰ处放大示意图。
图9是图7中的Ⅱ处放大示意图。
图10是铺设正面胶带后串联的电池片组件的部分结构示意图。
具体实施方式
在现有的无主栅电池串的制备工艺中，由于需要在电池片的两面分别覆盖焊带固定，因此在实际的制备工艺中生产节拍较慢。本申请提出一种电池串制备方法及设备，可以节省动作时间，提高生产节拍及效率。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种电池串制备方法，如图1所示，该电池串制备方法包括以下步骤：
S1：制备电池片组件100。其中，电池片组件100包括电池片130及通过背面胶带110粘接在电池片130背面的一组焊带120，焊带120一端延伸出电池片130形成焊带延伸段121；
作为本步骤S1的优选实施方式，如图2-4所示，制备电池片组件100包括：在循环运动的承托架51上制备一组复合件150，该复合件150为背面粘接有背面胶带110的焊带120；将位于承托架51上的一组复合件150上料至循环运动的载具1进行吸附固定；在位于载具1上的一组复合件150上放置电池片130,从而获得电池片组件100。
进一步地，在循环运动的承托架51上制备一组复合件150包括：采用承托架51吸附固定第一胶带料卷71的胶带向前移动；在承托架51牵引胶带移动至图5所示的第一预设位置后，对胶带进行裁切，获得预设长度的一组背面胶带110；在承托架51承载一组背面胶带110移动至图5所示的第二预设位置后，将从焊带料卷54牵引出的一组焊带压持粘接在相应的背面胶带110上；对焊带进行裁切，从而获得一组复合件150。
其中，承托架51定位放置在承托架载具50上，承托架载具50连接在循环输送线。承托架51的顶面开设有若干个真空吸附孔，使得承托架51具有吸附固定功能。本实施例中，至少两个相邻的承托架51共同吸附固定第一胶带料卷71的胶带移动，以便于在进行裁切时胶带被裁切位置的两侧分别被前后两个承托架51吸附固定，从而避免胶带在裁切后与承托架51之间断开。
本实施例中，为了避免发生干涉，第二预设位置高于第一预设位置。其中，循环输送线的输送面下方设置有顶升组件56，该顶升组件56包括顶升板及顶升气缸，用于将承载有一组背面胶带110的承托架51向上顶升至第二预设位置。
本实施例中，采用背面胶带裁切机构52裁切胶带以形成预设长度的背面胶带110，采用焊带拉带机构53从焊带料卷54牵引焊带至第二预设位置上方，采用第一焊带裁切机构55裁切焊带以形成预设长度的焊带120。其中，背面胶带裁切机构52及第一焊带裁切机构53均包括裁切刀及驱动裁切刀升降的气缸。焊带拉带机构53包括拉带手及驱动拉带手直线移动的第一直线驱动模组；拉带手上并排设置有若干对夹爪，每对夹爪连接有驱动其开合的夹爪气缸；第一直线驱动模组优选为直线滑台或电机驱动的丝杆组件等。
本实施例中，如图8所示，载具1包括载具本体、位于载具本体上且具有若干个真空吸附孔的活动载台11及连接于载具本体及活动载台11之间的一组弹簧12。在承托架51上制备好一组复合件150后，采用复合件上料机构61将承托架51上的一组复合件150上料至活动载台11，该组复合件150被吸附固定在该活动载台11上；采用电池片上料机构62用于将电池片130上料至被活动载台11吸附固定的复合件150上以形成电池片组件100。
其中，复合件上料机构61及电池片上料机构62均包括一组真空吸头及驱动一组真空吸头在二维空间或三维空间内移动的驱动模组，为常规的真空吸附搬运结构，在此不再详述。
需要说明的是，在裁切焊带之前，复合件上料机构61与顶升板配合将焊带压持粘接在背面胶带110上，无需额外设置压持机构使焊带压持粘接在背面胶带110上。
该优选实施方式中，承托架51及载具1之间相互独立运动。由于预先采用承托架51制备复合件150，再将复合件150及电池片130上料在载具1上完成电池片组件100的制备，因此生产节拍更紧凑，生产效率更高。
作为本步骤S1的另一优选实施方式，采用沿第一循环轨道运动并具有吸附固定功能的载具1制备电池片组件100，包括依次在载具1上铺设胶面向上的一组背面胶带110、一组焊带120及电池片130，使焊带120通过背面胶带110粘接在电池片130背面，从而获得电池片组件100。
S2：载具1吸附固定电池片组件100沿第一循环轨道2向前运动。
其中，第一循环轨道2为由若干段线圈轨道拼接组成的线圈循环轨道，该线圈循环轨道上滑动配合有若干个通过磁悬浮原理移动的滑块；载具1与滑块连接，可实现随滑块向前移动，在作业位置停留，向前靠齐前一载具1以及靠齐的多个载具1共同向前移动。本实施例中，采用果栗智造生产的iTS-L智能柔性变轨环形线作为载具1的输送线。
S3：在前一载具1承载前一电池片组件100到达预设位置后，前一电池片组件100与后一载具1承载的后一电池片组件100之间具有高度差，此时，后一载具1向前移动靠齐前一载具1，使后一电池片组件100的焊带延伸段121铺叠在前一电池片组件100的电池片130顶面。
作为本步骤S3的优选实施方式，利用载台下压装置3下压活动载台11，促使活动载台11克服弹簧的弹力沿竖向进行移动，使得活动载台11吸附固定的电池片组件100顶面低于后一电池片组件100的焊带120底面。
具体的，如图8所示，载台下压装置3包括分设于第一循环轨道两侧的两个安装板31，两个安装板31的相对侧均安装有呈“U”型分布的一组滚轮32，各滚轮32与活动载台11顶面滚动接触。当活动载台11随载具1移动至载台下压装置3处，在两组滚轮32的作用下，活动载台11逐步受压下移至预设高度。
作为本步骤S3的另一优选实施方式，第一循环轨道设置有导向坡度，以使随载具1沿导向坡度下沉的电池片组件100顶面低于后一电池片组件100的焊带底面。
S4：铺设正面胶带140，使后一电池片组件100的焊带延伸段121通过正面胶带140固定在前一电池片组件100的电池片130正面，从而将相邻两个电池片组件100串联。
作为本步骤S4的优选实施方式，铺设正面胶带140包括：将第二胶带料卷的胶带牵引至铺叠的多个电池片组件100上方，对牵引出的胶带进行压持、裁切，如图6所示。
具体的，如图5-7所示，正面胶带贴胶装置4包括压持机构41及沿胶带牵引方向依次设置的胶带裁切机构42、胶带压持机构43和胶带拉带机构44。其中，胶带拉带机构44用于从第二胶带料卷72牵引出胶带；胶带压持机构43用于将胶带的待裁切端压持固定在位于下方的电池片组件100上；胶带裁切机构42用于对胶带拉带机构44牵引出的胶带进行裁切，以形成预设长度的正面胶带140；压持机构41用于对正面胶带140进行压持，以使正面胶带140粘接在铺叠的各电池片组件100顶面。
其中，从第二胶带料卷72牵引出的胶带经限位辊组下方穿过，以使胶带尽可能地靠近活动载台11顶面。胶带拉带机构44的结构与焊带拉带机构53基本相同。
其中，胶带压持机构43包括可转动的下压辊及驱动下压辊升降的气缸，其中，下压辊对焊带的压持位置靠近胶带待裁切位置，以防止裁切胶带过程中胶带发生移动。
其中，如图9所示，胶带裁切机构42包括环形裁刀421及驱动环形裁切421沿胶带宽度方向滚动裁切的驱动组件；该驱动组件包括沿导轨滑动的滑块422、齿轮423、与齿轮423啮合的齿条424及安装在滑块422上的电机425，电机425驱动齿轮423及环形裁刀421同轴转动；滑块422滑动设置于磁悬浮输送线2的上方，齿条424固定在磁悬浮输送线2的机架上。当电机425工作时，可以使电机425自身进行移动，同时，环形裁刀421进行转动，从而对胶带进行滚动裁切。
其中，压持机构41用于对裁切获得的正面胶带140进行往复压持，使正面胶带140将焊带延伸段121牢固粘贴在相应的电池片130顶面。本实施例中，压持机构41包括辊筒座、转动设置于辊筒座上的辊筒及驱动辊筒座直线移动的第二直线驱动模组，该第二直线驱动模组包括第二齿轮、与第二齿轮啮合的第二齿条及驱动第二齿轮转动的第二电机，第二电机安装在辊筒座上；该第二直线驱动模组也可为直线滑台等。在压持正面胶带140的过程中，拉带手处于夹持胶带的状态；压持结束后，拉带手松开对胶带的夹持。
该正面胶带贴胶装置4还包括设置于第二胶带料卷72及胶带裁切机构42之间的胶带导向机构45，该胶带导向机构45用于保证各个胶带的位置不会发生偏斜，包括定位块及转动设置于定位块内的过辊，定位块的顶面沿过辊轴向间隔开设有多个露出过辊的定位槽；从第二胶带料卷72牵引出的胶带穿过定位槽并压覆在过辊上。其中，过辊的表面为不沾层。
作为本步骤S4的另一优选实施方式，铺设正面胶带140包括：将第二胶带料卷的端部粘接在首个电池片组件100顶面后，按照各载具1的靠齐顺序，依次进行压持粘贴；在经压持粘贴的胶带达到预设长度后进行裁切。
上述两个实施方式中，裁切后获得的正面胶带140长度为一个电池串所需长度。
需要说明的是，本发明中，首个电池串的首组焊带120的长度大于单个电池片130长度且小于两个电池片130长度之和，剩余电池串的首组焊带120的长度大于两个电池片130长度之和，各个电池串其余组焊带120的长度约等于两个电池片130长度之和。以一个电池串包含N(N≥2)个电池片130为例，制备第(N+1)个电池片组件100时，其焊带120长度大于两个电池片130长度之和；将第(N+1)个电池片组件100铺叠在第N个电池片组件100上后，第(N+1)个电池片组件100与第N个电池片组件100之间的间隙较大，如图10所示；如此，可实现在裁切焊带后前一电池串的尾端焊带120伸出相应电池片130以及后一电池串的首端焊带120伸出相应的电池片130。同样地，在制备第(2N+1)个、第(3N+1)个、第(4N+1)个......电池片组件100时，可按照制备第(N+1)个电池片组件100的方法执行。
该电池串制备方法还包括步骤：裁切焊带、取走电池串。具体的，铺设正面胶带140后，利用第二焊带裁切机构8在图10中所示的焊带裁切位置处进行裁切，从而获得单个电池串；利用下料搬运机构9将单个电池串取走即可。其中，该第二焊带裁切机构8用于在铺贴正面胶带140后对焊带进行裁切以获得预设长度的电池串，包括裁切刀及驱动焊带裁切刀升降的气缸。该下料搬运机构9包括吸头组件及驱动吸头组件在二维空间或三维空间内移动的驱动模组。
需要说明的是，本发明中，靠齐状态下相邻两个载具1之间的间距大于0。采用磁悬浮输送线输送载具1，位置精度可精确至±5um，不仅传输精度可以满足焊带的摆放要求，也有利于确保胶带贴附位置的准确性。
本发明还提供了一种电池串制备设备，该电池串制备设备的结构如图5和6所示，用于实现上述的电池串制备方法。其中，该电池串制备设备的结构已在上述方法实施例中公开。
本发明还提供了一种电池串，该电池串的结构如图10所示，采用上述的电池串制备方法制备而成。其中，该电池串的结构已在上述方法实施例中公开。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池串制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用载具吸附固定电池片组件沿第一循环轨道向前运动；所述电池片组件包括电池片及通过背面胶带粘接在所述电池片背面的一组焊带，所述焊带一端延伸出所述电池片形成焊带延伸段；
在前一所述载具承载前一所述电池片组件到达预设位置后，前一所述电池片组件与后一所述载具承载的后一所述电池片组件之间具有高度差，此时，后一所述载具向前移动靠齐前一所述载具，使后一所述电池片组件的所述焊带延伸段铺叠在前一所述电池片组件的所述电池片顶面；
铺设正面胶带，使后一所述电池片组件的所述焊带延伸段通过所述正面胶带固定在前一所述电池片组件的所述电池片正面，从而将相邻两个所述电池片组件串联。
2.根据权利要求1所述的一种电池串制备方法，其特征在于，包括步骤：预先制备所述电池片组件；所述预先制备所述电池片组件包括：
在循环运动的承托架上制备一组复合件，所述复合件为背面粘接有背面胶带的焊带；
将一组所述复合件上料至所述载具进行吸附固定；
在所述载具承载的一组所述复合件上放置电池片,从而获得所述电池片组件。
3.根据权利要求2所述的一种电池串制备方法，其特征在于，所述在循环运动的承托架上制备一组复合件包括：
采用所述承托架吸附固定第一胶带料卷的胶带向前移动；
对从所述第一胶带料卷牵引出的一组胶带进行裁切，获得预设长度的一组背面胶带；
将从焊带料卷牵引出的一组焊带压持粘接在相应的所述背面胶带上；
对所述焊带进行裁切，从而获得一组所述复合件。
4.根据权利要求3所述的一种电池串制备方法，其特征在于，至少两个相邻的所述承托架共同吸附固定所述第一胶带料卷的胶带移动。
5.根据权利要求1所述的一种电池串制备方法，其特征在于，包括步骤：预先在所述载具上制备所述电池片组件；所述预先在所述载具上制备所述电池片组件包括依次在所述载具上铺设胶面向上的一组所述背面胶带、一组所述焊带及所述电池片，从而获得所述电池片组件。
6.根据权利要求1所述的一种电池串制备方法，其特征在于，所述载具包括载具本体、位于所述载具本体上且具有若干个真空吸附孔的活动载台及连接于所述载具本体和所述活动载台11之间的一组弹簧；在载台下压装置的作用下，所述活动载台克服所述弹簧的弹力沿竖向进行移动，使得所述活动载台吸附固定的所述电池片组件顶面低于后一所述电池片组件的所述焊带底面；或者
所述第一循环轨道设置有导向坡度，以使随所述载具沿所述导向坡度下沉的所述电池片组件顶面低于后一所述电池片组件的所述焊带底面。
7.根据权利要求1所述的一种电池串制备方法，其特征在于，所述铺设正面胶带包括：
将第二胶带料卷的胶带牵引至铺叠的多个电池片组件上方，对牵引出的胶带进行压持、裁切；或者
将第二胶带料卷的端部粘接在首个所述电池片组件顶面后，按照各所述载具的靠齐顺序，依次进行压持粘贴；在经压持粘贴的胶带达到预设长度后进行裁切；
其中，裁切后获得的所述正面胶带长度为一个电池串所需长度。
8.根据权利要求1所述的一种电池串制备方法，其特征在于，所述第一循环轨道为由若干段线圈轨道拼接组成的线圈循环轨道，所述线圈循环轨道上滑动配合有若干个通过磁悬浮原理移动的滑块；所述载具与所述滑块连接。
9.一种电池串制备设备，其特征在于，所述电池串制备设备用于实现权利要求1至8任一项所述的电池串制备方法。
10.一种电池串，其特征在于，所述电池串采用权利要求1至8任一项所述的电池串制备方法制备而成。
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2023
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