电池整型机及电池整型机的控制方法

技术领域

本发明涉及电池生产设备领域，具体提供一种电池整型机及电池整型机的控制方法。

背景技术

随着人们对锂离子电池的能量密度以及群裕度的要求不断提高，并对硬方壳电池入壳前的形状提出了更高的要求，市面上出现了锂离子电池整型机。

然而，在当前市场上，对锂离子电池进行整型的机构通常只有上下压机构，如专利CN204857880U公开了一种电池整形机，并具体公开了：整形机包括机架1、固定于机架1顶部的底板11、固定于底板11顶部的可开闭的整形室、设置于整形室内的载物台2、铺设于载物台2顶部的用于放置电池的若干绝缘板21、设置于载物台2上方的用于对电池加压整形的整形板3、驱动整形板3上下移动的整形驱动机构、以及用于对绝缘板21加热的加热箱4。使用时，将电池一个个摆放在绝缘板21上，然后叠加到载物台2，缓慢移动至整形室内，整形驱动机构驱动整形板3向下移动，对载物台2上的电池进行加压整形，整形完成后，整形驱动机构向上移动，停止加压，移出载物台2，收取整形好的电池即可。然而这种设备占用空间通常较大，结构较为复杂，制造成本也较高。

相应地，本领域需要一种新的电池整型机来解决目前的电池整型机结构较为复杂的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即，解决目前的电池整型机结构较为复杂的问题。

在第一方面，本发明提供一种电池整型机，其特征在于，所述电池整型机包括：旋转体，所述旋转体包括电池放置部；挤压盖，所述挤压盖设于所述电池放置部处；挤压罩，所述挤压罩包括第一内壁，所述第一内壁设于所述电池放置部的外围，所述第一内壁的截面为弧形，所述挤压盖能够在所述旋转体的转动下沿所述第一内壁滑动，其中，所述弧形的圆心与所述旋转体的旋转点非同心设置，以使在所述旋转体的转动过程中，所述第一内壁与所述电池放置部之间的间距能够逐渐缩小，进而使所述挤压罩通过所述挤压盖对所述电池放置部上的电池施加压力。

在上述电池整型机的优选技术方案中，所述挤压罩呈圆筒状且固定设置，所述旋转体设置于所述挤压罩内，所述挤压罩上开设有上下料口，所述挤压盖能够由所述上下料口进入至所述挤压罩中，并能够由所述上下料口处退出。

在上述电池整型机的优选技术方案中，所述电池整型机还包括升降装置，所述挤压盖通过所述升降装置可升降地设于所述电池放置部上。

在上述电池整型机的优选技术方案中，所述旋转体的截面为多边形，所述旋转点位于所述多边形的内切圆圆心处，所述多边形的各边对应的外壁构成多个所述电池放置部，每个所述电池放置部上均设有所述挤压盖和所述升降装置。

在上述电池整型机的优选技术方案中，在安装好后，所述上下料口位于所述挤压罩的顶部，所述圆心位于所述旋转点的上方；所述电池整型机还包括锁紧装置，所述锁紧装置设置成，能够在所述挤压罩与所述电池放置部的间距最小时锁定所述挤压盖相对于所述电池放置部的位置。

在上述电池整型机的优选技术方案中，所述升降装置包括升降柱和驱动件，所述升降柱设置于所述挤压盖靠近所述电池放置部的一侧，且与所述驱动件相连，所述电池放置部上设有孔，在所述驱动件的作用下，所述升降柱可升降地设置于所述孔中。

在上述电池整型机的优选技术方案中，所述锁紧装置为卡接结构，在所述挤压罩与所述电池放置部的间距最小时，所述升降柱与所述孔通过所述卡接结构卡接。

在上述电池整型机的优选技术方案中，所述挤压盖包括圆弧面和挤压平面，所述圆弧面能够沿所述第一内壁滑动，所述挤压平面能够挤压所述电池放置部上的电池。

在上述电池整型机的优选技术方案中，所述挤压平面上设有第一加热装置；并且/或者所述电池放置部上设有第二加热装置。

在另一方面，本发明还提供了一种电池整型机的控制方法，所述电池整型机包括：旋转体，所述旋转体包括电池放置部；挤压盖，所述挤压盖设于所述电池放置部处；挤压罩，所述挤压罩包括第一内壁，所述第一内壁设于所述电池放置部的外围，所述第一内壁的截面为弧形，所述挤压盖能够在所述旋转体的转动下沿所述第一内壁滑动，其中，所述弧形的圆心与所述旋转体的旋转点非同心设置，以使在所述旋转体的转动过程中，所述第一内壁与所述电池放置部之间的间距能够逐渐缩小，进而使所述挤压罩通过所述挤压盖对所述电池放置部上的电池施加压力；所述挤压罩呈圆筒状且固定设置，所述旋转体设置于所述挤压罩内，所述挤压罩上开设有上下料口，所述挤压盖能够由所述上下料口进入至所述挤压罩中，并能够由所述上下料口处退出；所述电池整型机还包括升降装置，所述挤压盖通过所述升降装置可升降地设于所述电池放置部上；所述控制方法包括：当所述电池放置部位于所述上下料口位置时，控制所述旋转体处于停止运行状态，控制所述升降装置上升至能够使所述挤压盖由所述上下料口处退出的第一位置；在电池放至所述电池放置部上后，控制所述升降装置下降至能够使所述挤压盖进入至所述挤压罩中的第二位置，并控制所述旋转体旋转。

本领域技术人员可以理解的是，本发明的电池整型机包括旋转体、挤压盖和挤压罩，其中，旋转体包括电池放置部，挤压盖设于电池放置部处，挤压罩包括第一内壁，第一内壁设于电池放置部的外围，第一内壁的截面为弧形，挤压盖能够在旋转体的转动下沿第一内壁滑动，其中，弧形的圆心与旋转体的旋转点非同心设置，以使在旋转体的转动过程中，第一内壁与电池放置部之间的间距能够逐渐缩小，进而使挤压罩通过挤压盖对电池放置部上的电池施加压力。

在对电池进行整型时，首先将电池放入电池放置部与挤压盖之间，然后控制旋转体旋转，此时，挤压盖在旋转体的带动下进入至第一内壁处并沿第一内壁滑动，由于弧形的圆心与旋转体的旋转点非同心设置，从而在旋转体的转动过程中，第一内壁与电池放置部之间的间距能够逐渐缩小，进而使挤压罩通过挤压盖对电池放置部上的电池施加压力，从而完成对电池的整型。此种设置方式，使得电池整型机的结构较为简单，且占地空间较小，制造成本也较低。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的电池整型机的结构示意图；

图2是本发明的电池整型机的控制方法的步骤图。

附图标记列表：

1-旋转体；11-电池放置部；12-旋转点；2-挤压盖；21-圆弧面；22-挤压平面；3-挤压罩；31-第一内壁；32-圆心；33-上下料口；4-升降柱；5-电池。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，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”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，为了解决目前的电池整型机结构较为复杂的问题。本发明提出了一种新的电池整型机，该电池整型机包括旋转体1、挤压盖2和挤压罩3，其中，旋转体1包括电池放置部11，挤压盖2设于电池放置部11处，挤压罩3包括第一内壁31，第一内壁31设于电池放置部11的外围，第一内壁31的截面为弧形，挤压盖2能够在旋转体1的转动下沿第一内壁31滑动，其中，弧形的圆心32与旋转体1的旋转点12非同心设置，以使在旋转体1的转动过程中，第一内壁31与电池放置部11之间的间距能够逐渐缩小，进而使挤压罩3通过挤压盖2对电池放置部11上的电池施加压力。可以理解的是，第一内壁31设于电池放置部11的外围，也即在电池放置部11转动至第一内壁31处时，第一内壁31与电池放置部11之间留有间距，此外，本发明的电池整型机优选用于对方形电池的整型，如对方形锂电池的整型。当然，也可以用于对其他电池的整型，如刀片电池等，更为具体地，本发明所述的电池为入壳前的电芯。

其中，驱动旋转体1进行旋转的方式包括多种，如通过电机直接驱动旋转体1旋转，此种情况下，电机的输出轴则为旋转体1的旋转点12；或者通过电机和减速器等传动机构的组合形式驱动旋转体1旋转，此种情况下，传动机构的输出轴则为旋转体1的旋转点12，当然，只要能够驱动本发明的旋转体1旋转，均不偏离本发明的原理，均在本发明的保护范围之内。此外，电机等驱动装置固定的方式包括多种，如通过固定架固定在底座或地面上，或者电机固定在墙上等位置。

在对电池进行整型时，在挤压盖2压于电池放置部11上的电池后，控制旋转体1旋转，此时，挤压盖2在旋转体1的带动下进入至第一内壁31处并沿第一内壁31滑动，由于弧形的圆心32与旋转体1的旋转点12非同心设置，从而在旋转体1的转动过程中，第一内壁31与电池放置部11之间的间距能够逐渐缩小，进而使挤压罩3通过挤压盖2对电池放置部11上的电池施加压力，从而完成对电池的整型。其中，可以调整旋转体1的旋转速度以达到工艺要求的整型时间。可以理解的是，旋转体1的转动方向为由第一内壁31与电池放置部11之间间距大的位置向间距小的位置转动。

上述设置方式，使得电池整型机的结构较为简单，且占地空间较小，制造成本也较低。

作为一种可能的实施方式，挤压罩3呈圆筒状且固定设置，旋转体1设置于挤压罩3内，挤压罩3上开设有上下料口33，挤压盖2能够由上下料口33进入至挤压罩3中，并能够由上下料口33处退出，此种设置方式，使得在挤压盖2由上下料口33退出后，电池可放在电池放置部11上，在挤压盖2由上下料口33进入至挤压罩3中时，由于挤压盖2设于电池放置部11处，使得挤压盖2能够压于电池上，从而在旋转体1转动的作用下，电池经过挤压整型后，还能够转回至上下料口33，在挤压盖2由上下料口33退出后，电池可由上下料口33取出，如此循环。

其中，挤压罩3固定设置的方式包括多种，如挤压罩3通过固定架固定，或者直接焊接、螺钉连接在某一固定部位上等。此外，可以理解的是，由于挤压罩3呈圆筒状，即挤压罩3的截面为圆形，上述的第一内壁31的弧形截面为这个圆形截面的一部分，也就是说，挤压罩3还包括第二内壁，第一内壁31与第二内壁的截面可以共同构成圆形截面。

其中，挤压盖2能够由上下料口33进入至挤压罩3中，并能够由上下料口33处退出的方式包括多种，优选地，电池整型机还包括升降装置，挤压盖2通过升降装置可升降地设于电池放置部11上，即通过控制升降装置上升，使得挤压盖2随之上升，即挤压盖2朝着远离电池放置部11的方向移动，进而使得挤压盖2能够上升至高于上下料口33的第一位置，此时放置于电池放置部11上的电池与挤压盖2之间留有空间，从而便于由上下料口33取出整型完毕的电池，以及将未整型的电池放置在该电池放置部11上，此时可以控制升降装置下降至第二位置，使得挤压盖2进入至挤压罩3中，并压于电池上，从而能够避免电池发生移位。较为次之的，也可以省去升降装置的设置，即当电池放置部11位于上下料口33的位置时，可以通过人工的方式将挤压盖2由上下料口33拿出，然后将整型完毕的电池取出，在电池放入到该电池放置部11时，通过人工的方式将挤压盖2放置于电池上，在旋转体1转动时，由于挤压盖2可沿第一内壁31滑动，因此可以在挤压盖2与电池放置部11之间具有一定摩擦力的基础上，加之挤压罩3会给挤压盖2施加压力，从而能够保证挤压盖2不错位；当然，上述设置方式可以进行调整，只要能够保证挤压盖2能够由上下料口33进入至挤压罩3中，并能够由上下料口33处退出，均在本发明的保护范围之内。

进一步地，旋转体1的截面为多边形，上述的旋转点12位于多边形的内切圆圆心处，多边形的各边对应的外壁构成多个电池放置部11，每个电池放置部11上均设有上述的挤压盖2和上述的升降装置。

更为具体地，旋转体1整体可呈平整的板状结构，其旋转点12处部位可以设置连接孔，用于与驱动旋转体1旋转的驱动装置的输出轴相连，或者旋转点12处的部位直接与输出轴以固定连接的方式相连等，当然，旋转体1的形状不限于以上的实施方式，如旋转体1包括多边形本体，每个多边形本体的边的位置均设有固定板，固定板垂直于多边形本体的正面设置，其中，每个固定板即为电池放置部11，或者旋转体1为多边形空心体，其内侧通过多个支撑杆连接于同一旋转点12，这些设置方式的简单替换，均在本发明的保护范围之内。其中，另外两个实施方式的旋转点12处的连接方式与上述介绍的连接方式类似，不再赘述。

其中，本发明对多边形的具体边数不做限制，可以根据实际应用设计对应的边数，如旋转体1可以为八边形旋转体1，也可以为六边形旋转体1等。

由于旋转体1的截面为多边形，从而可以将每个多边形的边对应的外壁处作为电池放置部11，且在旋转体1旋转过程中，此种设置方式可以使得圆筒状的挤压罩3的任一内壁处与到达此内壁的各个电池放置部11之间的距离是相同的，从而可以保证位于其中的电池在整型后的厚度能够保持一致性。此外，由于每个旋转体1的电池放置部11上均设有挤压盖2和升降装置，即每个挤压盖2均通过对应的升降装置可升降地设置于对应的电池放置部11上，从而便于每个电池放置部11上的电池的取放，以及避免每个电池发生移位。

上述的设置方式，可以使得同一时间段可承载的电池数量与多边形的边数相等，可以同时对多个电池进行整型，以及可以对电池进行连续整型，其运转节拍较快，能够提高电池的整型效率，此外，还能够提高挤压罩3内的空间利用率。

作为一种可能的实施方式，在安装好后，上下料口33位于挤压罩3的顶部，圆心32位于旋转点12的上方；电池整型机还包括锁紧装置，锁紧装置设置成，能够在挤压罩3与电池放置部11的间距最小时锁定挤压盖2相对于电池放置部11的位置。

由于在安装好后，上下料口33位于挤压罩3的顶部，圆心32位于旋转点12的上方，使得在电池放置部11由上下料口33处转动至挤压罩3的底部的过程中，挤压罩3的内壁与电池放置部11之间的间距是逐渐缩小的，即使得挤压盖2与电池放置部11之间的电池位于挤压罩3的底部时被挤压到最终成型厚度，此外，当电池放置部11由挤压罩3的底部转回至上下料口33处的过程中，挤压罩3的内壁与电池放置部11之间的间距是逐渐增大的，由此可知，底部处的挤压罩3与电池放置部11之间的间距最小，由于锁紧装置设置成能够在挤压罩3与电池放置部11的间距最小时锁定挤压盖2相对于电池放置部11的位置，使得在挤压盖2转动至挤压罩3底部时被锁定，从而避免旋转体1由挤压罩3底部转动至上下料口33的过程中，由于挤压罩3的内壁与电池放置部11之间的间距逐渐增大而导致的电池蓬松以及错位，也就是说，上述设置方式，能够使电池最终成型后，使其保持在该厚度一定时间，维持电池的厚度，避免后续电池蓬松，且能够避免电池错位。

作为一种可能的实施方式，升降装置包括升降柱4和驱动件，升降柱4设置于挤压盖2靠近电池放置部11的一侧，且与驱动件相连，电池放置部11上设有孔，在驱动件的作用下，升降柱4可升降地设置于孔中。其中，升降柱4与挤压盖2连接的方式包括多种，如挤压盖2上设有安装孔，升降柱4过盈连接于孔中，或者升降柱4螺钉连接或者焊接在挤压盖2上等，驱动件的具体结构形式包括多种，如升降柱4为蜗杆的形式，驱动件为电机和蜗轮，电机通过蜗轮与蜗杆连接，或者，升降柱4为齿条的形式，驱动件为电机和齿轮，电机通过齿轮与齿条连接，这些简单的结构变化均不偏离本发明的原理，均在本发明的保护范围之内。

作为一种可能的实施方式，锁紧装置为卡接结构，在挤压罩3与电池放置部11的间距最小时，升降柱4与孔通过卡接结构卡接。如，可以在孔内设置卡槽，在升降柱4上设置卡扣，在挤压罩3与电池放置部11的间距最小时，即电池放置部11在挤压罩3的底部位置时，卡扣与卡槽卡接，当电池放置部11在上下料口33位置时，升降柱4上升时，卡扣与卡槽脱离，当然，上述卡接结构可以为现有技术中的任意卡接结构，只要能够实现卡接的功能即可。可以理解的是，当电池放置部11位于挤压罩3底部时，升降柱4在孔中的位置是一定的，因此，可以基于此位置设计卡接结构的位置。

作为一种可能的实施方式，挤压盖2包括圆弧面21和挤压平面22，圆弧面21能够沿第一内壁31滑动，挤压平面22能够挤压电池放置部11上的电池。由于挤压盖2包括圆弧面21，从而能够使得挤压盖2至少部分与挤压罩3的内壁贴合，且不阻碍旋转体1的转动，保证电池整型机的正常运转，挤压平面22能够对方形电机进行整型挤压，保证厚度的一致性。

作为一种可能的实施方式，挤压平面22上设有第一加热装置，电池放置部11上设有第二加热装置。其中，本发明对第一加热装置和第二加热装置的具体结构不做限制，如第一加热装置和第二加热装置可以为PTC加热片或者加热丝等。此种设置方式，可以对电池的两个大面进行加热，进而达到高温整型的目的。

此外，本发明的电池整型机还可以包括控制器，并与上述的升降装置、第一加热装置、第二加热装置和驱动旋转体1旋转的驱动装置等相连，用于对这些装置进行控制，其中，控制器可以设置在旋转体1上。

此外，如图2所示，本发明还提供了一种电池整型机的控制方法，控制方法包括：

步骤S100：当电池放置部位于上下料口位置时，控制旋转体处于停止运行状态，控制升降装置上升至能够使挤压盖由上下料口处退出的第一位置。

如电池放置部的初始位置位于上下料口位置，此时未启动旋转体，旋转体处于停止运行的状态，此种情况下控制升降装置上升至能够使挤压盖由上下料口处退出的第一位置，即将挤压盖抬起，从而便于将卷绕好或叠片好的电池放至电池放置部上。或者，当放置有整型完毕的电池的电池放置部转动至上下料口位置时，控制旋转体处于停止运行状态，控制升降装置上升至上述的第一位置，使挤压盖抬起，从而将整型好的电池取出，再将未整型的卷绕好或叠片好的电池放入至电池放置部上。其中，第一位置可以根据实际应用进行设计。

步骤S200：在电池放至电池放置部上后，控制升降装置下降至能够使挤压盖进入至挤压罩中的第二位置，并控制旋转体旋转。

在电池放至电池放置部上后，控制升降装置下降至能够使挤压盖进入至挤压罩中的第二位置，也就是说使挤压盖下降并压紧电池，此时控制旋转体旋转，如控制旋转体逆时针旋转，由于在旋转体旋转时第一内壁与电池放置部之间的间距逐渐缩小，从而使得挤压盖能够对电池逐渐挤压，并在挤压罩与电池放置部之间的间距最小时挤压成型，此时锁紧装置锁定挤压盖相对于电池放置部的位置，旋转体继续旋转，直至旋转至上下料口位置时，即电池放置部位于上下料口位置时，继续执行步骤S100。可以理解的是，虽然上述是以控制旋转体逆时针旋转进行介绍的，但这并不旨在于限制本发明的保护范围，如可以控制旋转体顺时针旋转，只要能够保证在旋转体旋转的过程中，挤压罩与电池放置部之间的间距能够逐渐缩小即可。其中，第二位置可以根据实际应用进行设计。

本发明的电池整型机和电池整型机的控制方法能够使得多边形旋转体1的各电池放置部11每次到达上下料口33时，均可以进行电池的上下料操作，其运转节拍快，可实现连续整型，整型效率高，且整体结构较为简单、制造成本较低、占地空间较小，电池整型机的空间利用率较高。

需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本发明能够应用于更加具体的应用场景。

例如，作为一种可替换的实施方式，本发明的升降装置的具体设置方式并非一成不变，只要能够使得挤压盖2可相对电池放置部11升降，其设置方式可以调整，如升降装置包括气缸，气缸的缸体部分固定在电池放置部11上，气缸的活塞杆与挤压盖2相连等，这些均不偏离本发明的原理，均在本发明的保护范围之内。

例如，作为一种可替换的实施方式，虽然本发明是以旋转体1的截面为多边形进行介绍的，但这并不旨在于限制本发明的保护范围，如其可以包括连接杆和置放板，连接杆的端部与置放板相连，旋转点12位于连接杆的另一端，通过连接杆的转动带动置放板转动等，其中，置放板即为电池放置部11，这些均不偏离本发明的原理，均在本发明的保护范围之内。

例如，作为一种可替换的实施方式，本发明的锁紧装置的设置方式并非一成不变，只要能够实现挤压罩3与电池放置部11的间距最小时锁定挤压盖2相对于电池放置部11的位置，其设置方式可以调整，如锁紧装置为电控锁，电控锁的锁舌部分设于挤压盖2上，锁槽部分设于电池放置部11上等，这些均不偏离本发明的原理，均在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解，上述整型机还可以包括一些其他公知结构，例如处理器、存储器等，其中，存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于CPLD/FPGA、DSP、ARM处理器、MIPS处理器等。为了不必要地模糊本公开的实施例，这些公知的结构未在附图中示出。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。