一种圆柱电芯直径调整装置及方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种圆柱电芯直径调整装置及方法。

背景技术

圆柱电芯外部结构包括外壳和上下盖板。组装工艺为卷芯装入外壳后盖上两端盖板，并使用激光焊接对盖板和外壳进行焊接，以此实现圆柱电芯壳体的密封。由于焊后壳盖焊缝处存在余高，这使得电池整体直径会增大，从而在电池组装时将占用更多空间。为了降低壳盖焊接处的焊缝余高，一般采用缩小盖板或外壳的直径，或者采用焊后打磨余高的方式。但这两种方式均存在缺点，缩小盖板直径容易导致焊接强度不足，影响圆柱电芯质量，此外，减少外壳尺寸会减少电池容量；打磨余高会增加额外的花费人工成本，同时打磨量控制不好还易出现焊缝开裂。

因此，亟待需要一种圆柱电芯直径调整装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种圆柱电芯直径调整装置，能够减小圆柱电芯焊接后直径，减小圆柱电芯组装时占用的空间，且能够降低额外打磨的人工成本。

本发明的另一个目的在于提供一种圆柱电芯直径调整方法，基于上述圆柱电芯直径调整装置，能够减小圆柱电芯焊接后直径，减小圆柱电芯组装时占用的空间，且能够降低额外打磨的人工成本。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一方面，提供了一种圆柱电芯直径调整装置，用于减小圆柱电芯的外壳和其盖板焊接后形成的壳盖焊缝处的直径，所述圆柱电芯直径调整装置包括：

整平机构，包括立架和整平件，所述整平件设置于所述立架上，且所述整平件的表面能够抵压在所述壳盖焊缝上；

旋转机构，能够夹持所述圆柱电芯并驱动所述圆柱电芯旋转，以使所述整平件减小所述壳盖焊缝的表面距所述外壳表面的高度。

作为所述圆柱电芯直径调整装置的可选方案，所述整平件为滚轮，所述滚轮可转动地设置于所述立架上，且所述滚轮的轮面能够抵压在所述壳盖焊缝上。

作为所述圆柱电芯直径调整装置的可选方案，所述整平机构包括多个直径不同的所述滚轮，所述立架与多个直径不同的所述滚轮中任一个拆卸地连接。

作为所述圆柱电芯直径调整装置的可选方案，所述整平件为圆弧件，所述圆弧件固定在所述立架上，且所述圆弧件的外弧面能够抵压在所述壳盖焊缝上。

作为所述圆柱电芯直径调整装置的可选方案，所述整平件由导热系数大于或等于300W/mK的材料制成。

作为所述圆柱电芯直径调整装置的可选方案，所述圆柱电芯直径调整装置还包括工作台，所述整平机构和所述旋转机构均设置在所述工作台上，且所述整平机构能够相对于所述旋转机构沿所述圆柱电芯的径向方向移动，以使所述整平件抵压在所述壳盖焊缝上。

作为所述圆柱电芯直径调整装置的可选方案，所述圆柱电芯直径调整装置还包括焊接机构，所述焊接机构用于焊接所述外壳和所述盖板并能够形成所述壳盖焊缝。

作为所述圆柱电芯直径调整装置的可选方案，所述焊接机构与所述整平机构位于所述圆柱电芯的同一侧，所述旋转机构能够驱动所述圆柱电芯转动并依次经过所述焊接机构的焊接点和所述整平件。

另一方面，提供了一种圆柱电芯直径调整方法，基于如上所述的圆柱电芯直径调整装置，所述圆柱电芯直径调整方法包括如下步骤：

将所述盖板盖设于所述外壳的端部，利用所述旋转机构夹持所述圆柱电芯；

使所述整平件的表面抵压在所述盖板的边缘处；

利用所述旋转机构驱动所述圆柱电芯转动，对所述盖板和所述外壳进行焊接密封形成壳盖焊缝，随着所述圆柱电芯的转动，所述整平件能够抵压在所述壳盖焊缝上，以减小所述壳盖焊缝的表面距所述外壳表面的高度。

作为所述圆柱电芯直径调整方法的可选方案，所述整平件采用可转动设置的滚轮，所述滚轮的轮面与所述壳盖焊缝相抵接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的圆柱电芯直径调整装置，包括整平机构和旋转机构，整平机构包括立架和整平件，整平件设置于立架上，且整平件的表面能够抵压在壳盖焊缝上；旋转机构能够夹持圆柱电芯并驱动圆柱电芯旋转，以使整平件减小壳盖焊缝的表面距外壳表面的高度，即减小圆柱电芯焊接后直径，减小圆柱电芯组装时占用的空间，且能够降低额外打磨的人工成本。

本发明提供的圆柱电芯直径调整方法，基于上述圆柱电芯直径调整装置，能够减小圆柱电芯焊接后直径，减小圆柱电芯组装时占用的空间，且能够降低额外打磨的人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的圆柱电芯直径调整装置一个方向的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的圆柱电芯直径调整装置另一个方向的结构示意图。

附图标记：

100-圆柱电芯；101-壳盖焊缝；

1-整平机构；11-立架；12-整平件；

2-焊接机构；21-焊接点。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了一种圆柱电芯直径调整装置，用于减小圆柱电芯100的外壳和其盖板焊接后形成的壳盖焊缝101处的直径，圆柱电芯直径调整装置包括整平机构1和旋转机构(图中未示出)，整平机构1包括立架11和整平件12，整平件12设置于立架11上，且整平件12的表面能够抵压在壳盖焊缝101上；旋转机构能够夹持圆柱电芯100并驱动圆柱电芯100旋转，以使整平件12减小壳盖焊缝101的表面距外壳表面的高度，即减小圆柱电芯100焊接后直径，减小圆柱电芯100组装时占用的空间，且能够降低额外打磨的人工成本。

密封焊接时，刚焊接完的壳盖焊缝101由于焊接的热量未完全传导，仍处于可塑状态。此时壳盖焊缝101后端的整平件12紧压壳盖焊缝101处的可塑的熔融金属，可将原本凸起的熔融金属压向焊缝两侧，从而降低焊后焊缝处的高度。实际作业中，产线实验验证壳盖装配后未焊接电芯直径为30mm，在无此装置下焊后直径为30.25mm。而增加此装置后焊后整体直径能有效的降低到30.05～30.10mm。

可选地，在一个实施例中，整平件12为滚轮，滚轮可转动地设置于立架11上，且滚轮的轮面能够抵压在壳盖焊缝101上。通过选用可转动的滚轮作为整平件12，一方面便于利用滚轮的轮面与壳盖焊缝101相贴合，另一方面，滚轮自身能够转动，从而能够防止在整平壳盖焊缝101时，滚轮轮面与壳盖焊缝101粘合，保证整平后壳盖焊缝101的表面质量。

进一步地，为了适应调整不同直径的圆柱电芯100的焊接后直径，整平机构1包括多个直径不同的滚轮，立架11与多个直径不同的滚轮中任一个拆卸地连接。在实际操作过程中，通过更换不同直径的滚轮，以确保选用的滚轮的轮面能够压紧在壳盖焊缝101上，以整平并减小壳盖焊缝101的高度。

可选地，在另一个实施例中，整平件12为圆弧件，圆弧件固定在立架11上，且圆弧件的外弧面能够抵压在壳盖焊缝101上。选用圆弧件作为整平件12，同样能够达到整平并减小壳盖焊缝101的高度的目的。此外，整平件12还可以是片状挡板或半圆形凹槽等，只要能够起到整平并减小壳盖焊缝101的高度即可，在此不再一一举例说明。

优选地，整平件12由导热系数大于或等于300W/mK的材料制成。比如，整平件12可选用铜、金、银等材料制成，可避免整平件12压紧壳盖焊缝101时焊缝高温熔化并与整平件12粘接在一起。

如图2所示，圆柱电芯直径调整装置还包括焊接机构2，焊接机构2用于焊接外壳和盖板并能够形成壳盖焊缝101，从而使该圆柱电芯直径调整装置同时实现圆柱电芯100的焊接密封及外径调整，提高工作效率。

可选地，焊接机构2与整平机构1位于圆柱电芯100的同一侧，旋转机构能够驱动圆柱电芯100转动并依次经过焊接机构2的焊接点21和整平件12，从而能够实现在外壳和盖板焊接后随即进行壳盖焊缝101的整平及减小高度操作，无需另外加热软化壳盖焊缝101，提高工作效率，还能够节约能源。

示例性地，焊接机构2的焊接点21位于整平件12的上方。当然，焊接机构2的焊接点21还可以位于整平件12的下方，具体可根据实际情况进行调整，只要保证在焊接后随即进行整平操作即可，在此不作限制。

可选地，为了使圆柱电芯直径调整装置适应整平多种直径的圆柱电芯100，圆柱电芯直径调整装置还可以包括工作台，整平机构1和旋转机构均设置在工作台上，且整平机构1能够相对于旋转机构沿圆柱电芯100的径向方向移动，以使整平件12抵压在壳盖焊缝101上。通过调整整平机构1的位置，从而使整平件12抵压在不同直径的圆柱电芯100的壳盖焊缝101上，无需更换不同型号的整平件12。

本实施例还提供了一种圆柱电芯直径调整方法，基于上述的圆柱电芯直径调整装置，圆柱电芯直径调整方法包括如下步骤：

步骤1)、将盖板盖设于外壳的端部，利用旋转机构夹持圆柱电芯100；

步骤2)、使整平件12的表面抵压在盖板的边缘处；

步骤3)、利用旋转机构驱动圆柱电芯100转动，对盖板和外壳进行焊接密封形成壳盖焊缝101，随着圆柱电芯100的转动，整平件12能够抵压在壳盖焊缝101上，以减小壳盖焊缝101的表面距外壳表面的高度。

所述圆柱电芯直径调整方法基于上述圆柱电芯直径调整装置，能够减小圆柱电芯100焊接后直径，减小圆柱电芯100组装时占用的空间，且能够降低额外打磨的人工成本。

进一步地，整平件12采用可转动设置的滚轮，滚轮的轮面与壳盖焊缝101相抵接。滚轮自身能够转动，从而能够防止在整平壳盖焊缝101时，滚轮轮面与壳盖焊缝101粘合，保证整平后壳盖焊缝101的表面质量。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。