專利名稱：一種大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，特別涉及一種大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為新一代二次電池體系，具有高比能量及高比功率等顯著特點(diǎn)，是 移動(dòng)式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、以及國防軍工等高技術(shù)應(yīng)用的理想選擇。隨著容量型、功率型 動(dòng)力鋰離子電池的應(yīng)用，方型殼體的極片極耳與電池正負(fù)極集流體連接方式已不能滿足鋰 離子電池大電流放電的需要。大容量鋰離子電池在制造和使用過程中通常采用超聲波焊 接，但是由于超聲波焊接過程中極易產(chǎn)生的虛焊、脫焊或過焊，容易造成電池內(nèi)阻增加或影 響電池使用壽命，在電池組配使用時(shí)，對電池組的壽命影響更大；同時(shí)也增加電池組在工作 過程中出現(xiàn)某只單體電池?zé)o電壓輸出而引發(fā)電池組失效?；诖?，螺栓連接或鉚接設(shè)計(jì)已 開始代替超聲波焊接式設(shè)計(jì)。目前，大容量鋰離子電池中的多極耳與極柱連接多采用螺栓連接，而極耳打孔的 方法分為兩種。一種為刀模沖孔法，具體是使用刀模直接沖出極耳孔的方法。另一種為組 裝法，具體是在組裝時(shí)，利用合金鉆頭直接將極耳鉆孔的方法。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題上述兩種方法都存在著大量的問題。其中，刀模沖孔法，是使用搖臂鉆床帶動(dòng)刀模 即鉆孔刀直接沖孔，搖臂鉆床需要操作者手工操做，其驅(qū)動(dòng)力來源于每個(gè)操作者的手臂提 供的動(dòng)力，由于每個(gè)操作者臂力不一所能沖壓工件的厚度不一致，當(dāng)極耳束過厚時(shí)，普遍存 在不易沖孔，效率較低的缺陷，因此國內(nèi)現(xiàn)有電池廠家多不采用此方法加工極耳孔。組裝 法，在生產(chǎn)過程中，由于采用合金鉆頭直接鉆孔，噪音較大，容易產(chǎn)生金屬碎屑，金屬碎屑不 易清理除，易進(jìn)入電池，在使用時(shí)，易造成短路，電池安全存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)刀模沖孔法中的沖孔工具沖孔力度不足的問題，以 及現(xiàn)有沖孔合金鉆頭使用時(shí)不易清理金屬碎屑，而導(dǎo)致電池安全的問題，提供了一種大容 量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案是一種大容量動(dòng)力鋰離子電池 極耳打孔裝置，包括支撐部，與所述支撐部固定連接的驅(qū)動(dòng)部和夾持部，以及與所述驅(qū)動(dòng)部 連接的執(zhí)行部；所述支撐部用于支撐整個(gè)裝置，所述夾持部用于卡緊所述電池極耳，所述驅(qū) 動(dòng)部用于直接向所述執(zhí)行部提供機(jī)械動(dòng)力并帶動(dòng)所述執(zhí)行部做直線運(yùn)動(dòng)，其中，所述執(zhí)行 部內(nèi)嵌設(shè)有實(shí)心圓柱型的沖孔刀，相應(yīng)的所述夾持部及所述支撐部中分別設(shè)有與所述沖孔 刀相配的通孔，所述通孔的位置與所述沖孔刀的位置相對應(yīng)。具體的，為了使所述驅(qū)動(dòng)部的動(dòng)力大小可調(diào)，所述驅(qū)動(dòng)部包括驅(qū)動(dòng)源和驅(qū)動(dòng)器，以 及串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)源和驅(qū)動(dòng)器之間的開關(guān)、減壓閥和換向閥。
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進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)源為壓縮空氣，所述開關(guān)為腳踏氣動(dòng)開關(guān)，所述換向閥為氣動(dòng) 換向閥，所述驅(qū)動(dòng)器為氣缸。進(jìn)一步的，所述執(zhí)行部為嵌設(shè)著所述沖孔刀的沖孔刀固定模塊，所述沖孔刀固定 模塊與所述驅(qū)動(dòng)器相連并隨所述驅(qū)動(dòng)器做上下的直線運(yùn)動(dòng)；所述夾持部包括分離設(shè)置的極 耳上壓模塊和極耳下壓模塊，所述極耳下壓模塊內(nèi)固定連接著導(dǎo)向軸，相應(yīng)的所述極耳上 壓模塊及所述沖孔刀固定模塊中設(shè)有穿插所述導(dǎo)向軸的導(dǎo)向孔；所述極耳上壓模塊與所述 沖孔刀固定模塊通過螺栓連接，且它們之間設(shè)有起伸縮作用的彈簧。具體的，所述支撐部包括固定連接的上支架、下支架，以及固定連接在它們之間的 側(cè)支架，其中，所述驅(qū)動(dòng)部與所述上支架連接，所述夾持部與所述下支架連接。進(jìn)一步的，為了使所述裝置易于加工產(chǎn)品，所述下支架與所述極耳下壓模塊之間 設(shè)有工作臺(tái)面，所述工作臺(tái)面中設(shè)有與所述沖孔刀相配的排屑通道，并且所述排屑通道的 位置與所述沖孔刀的位置相對應(yīng)。進(jìn)一步的，為了保證電池極耳的準(zhǔn)確定位，所述工作臺(tái)面上設(shè)有用于固定所述電 池極耳位置的定位塊。進(jìn)一步的，為了方便集中處理所述廢屑，所述支撐部下方設(shè)有存屑盒，所述存屑盒 與所述支撐部中的通孔相連通。進(jìn)一步的，所述沖孔刀優(yōu)選實(shí)心圓柱型沖孔刀。本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)合理及占地面積小的特 點(diǎn)，可大大簡化了開機(jī)前的準(zhǔn)備工作和運(yùn)行過程中的保養(yǎng)工作；相比現(xiàn)有技術(shù)，采用了驅(qū)動(dòng) 部直接為沖孔提供機(jī)械動(dòng)力，加強(qiáng)了刀具對金屬箔的穿透力，操作時(shí)無需單極耳打孔，可實(shí) 現(xiàn)80層銅箔一次打孔，因此提高了打孔效率，并可減少半成品電芯在線時(shí)間，從而減少水 份和粉塵對電池內(nèi)部的污染；由于該設(shè)備的設(shè)計(jì)綜合考慮了鋰離子電池制造過程的各個(gè)環(huán) 節(jié)，采用本發(fā)明裝置打孔后產(chǎn)生的金屬碎屑，可通過所述夾持部及支撐部的通孔排除，使得 極片極耳打孔后極片不帶有金屬碎屑，能夠有效避免金屬屑進(jìn)入電池造成的短路，減少了 電池的安全隱患。因此本發(fā)明所述沖孔裝置具有結(jié)構(gòu)合理、使用簡便、操作安全、占地面積小的特 點(diǎn)，并且具有容易成孔、打孔效率高，以及減少電池的安全隱患的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中去掉驅(qū)動(dòng)源、減壓閥及氣動(dòng)換向閥的俯視旋轉(zhuǎn)示意圖。圖中1定位塊，2工作臺(tái)面，3減壓閥，4側(cè)支架，5氣動(dòng)換向閥，6氣缸，7沖孔刀固 定模塊，8沖孔刀，9極耳上壓模塊，10導(dǎo)向軸，11極耳下壓模塊，12排屑通道，13存屑盒，14 腳踏氣動(dòng)開關(guān)，15驅(qū)動(dòng)源。A支撐部，B驅(qū)動(dòng)部，C執(zhí)行部，D夾持部。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。如圖1-2所示，本發(fā)明所述的一種大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，包括支撐部A，與支撐部A固定連接的驅(qū)動(dòng)部B和夾持部D，以及與驅(qū)動(dòng)部B連接的執(zhí)行部C。支撐 部A用于支撐整個(gè)裝置，夾持部D用于卡緊所述電池極耳，驅(qū)動(dòng)部B用于向執(zhí)行部C提供動(dòng) 力并帶動(dòng)執(zhí)行部C做直線運(yùn)動(dòng)，其中，執(zhí)行部C內(nèi)嵌設(shè)有沖孔刀8，相應(yīng)的夾持部D及支撐部 A中分別設(shè)有與沖孔刀8相配的通孔，通孔的位置與沖孔刀8的位置相對應(yīng)。本例中，優(yōu)選 實(shí)心圓柱型的沖孔刀。具體實(shí)施時(shí)，還可以采用空心沖孔刀。本發(fā)明所述裝置占地面積只 稍比電芯大點(diǎn)，高度不到40cm，一個(gè)人單只手就可以拿起，所以具有結(jié)構(gòu)合理、占地面積小 的優(yōu)點(diǎn)，能夠大大簡化了開機(jī)前的準(zhǔn)備工作和運(yùn)行過程中的保養(yǎng)工作。本發(fā)明優(yōu)先采用了 實(shí)心圓柱型的沖切刀具并由驅(qū)動(dòng)部B直接為沖孔提供動(dòng)力的結(jié)構(gòu)，具有操作簡便，打孔效 率高的優(yōu)點(diǎn)。支撐部A用于支撐整個(gè)裝置。具體的，如圖1-2所示，支撐部A包括固定連接的上 支架、下支架，以及固定連接在它們之間的側(cè)支架4。本例中，固定連接采用螺柱連接，具體 實(shí)施時(shí)，還可以采用焊接或鉚接。驅(qū)動(dòng)部B用于向執(zhí)行部C提供動(dòng)力并帶動(dòng)執(zhí)行部C做直線運(yùn)動(dòng)。具體的，如圖1-2 所示，驅(qū)動(dòng)部B包括驅(qū)動(dòng)源15和驅(qū)動(dòng)器，以及串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)源15和驅(qū)動(dòng)器之間的開關(guān)、減壓 閥3和換向閥。通過減壓閥3實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)力大小的調(diào)節(jié)。為了使用更加簡便，本例中，驅(qū)動(dòng) 源15優(yōu)先采用壓縮空氣，所述開關(guān)優(yōu)先采用腳踏氣動(dòng)開關(guān)14，所述換向閥優(yōu)先采用氣動(dòng)換 向閥5，所述驅(qū)動(dòng)器優(yōu)先采用氣缸6。具體實(shí)施時(shí)，驅(qū)動(dòng)源15還可以采用液壓源，開關(guān)還可以 采用手動(dòng)開關(guān)，換向閥可以采用液壓換向閥，驅(qū)動(dòng)器采用液壓缸。本例中，氣缸6固定連接 在上支架上，減壓閥3及氣動(dòng)換向閥5固定在側(cè)支架4上。減壓閥3、氣動(dòng)換向閥5、氣缸6 與腳踏氣動(dòng)開關(guān)14四者通過高壓氣管相連，通過控制腳踩腳踏氣動(dòng)開關(guān)14，就可以控制壓 縮空氣在減壓閥3、氣動(dòng)換向閥5、氣缸6中的流通，從而帶動(dòng)執(zhí)行部C做上下的直線運(yùn)動(dòng)， 故本發(fā)明使用簡便并且基本上不產(chǎn)生噪音。本例中，由于采用腳踏氣動(dòng)開關(guān)14控制，手遠(yuǎn) 離沖切機(jī)構(gòu)，從而有效的避免了安全事故的發(fā)生，故本發(fā)明操作安全。此外，通過減壓閥3 可進(jìn)行氣壓調(diào)節(jié)。執(zhí)行部C內(nèi)嵌設(shè)有實(shí)心圓柱型的沖孔刀8。如圖1所示，本例中，執(zhí)行部C優(yōu)先選 用嵌設(shè)著沖孔刀8的沖孔刀固定模塊7。沖孔刀固定模塊7與氣缸6通過螺母連接，并且其 隨氣缸6做上下的直線運(yùn)動(dòng)。具體的，沖孔刀固定模塊7分上下兩部分，下部分用于將沖孔 刀8鑲嵌在內(nèi)，上部分用于頂住沖孔刀8的尾部，上下兩部分共同起到一個(gè)裝刀的作用。夾持部D用于卡緊所述電池極耳，能夠保證沖孔的位置準(zhǔn)確，可有效防止沖孔錯(cuò) 位。具體的，如圖1-2所示，夾持部D包括分離設(shè)置的極耳上壓模塊9和極耳下壓模塊11， 極耳上壓模塊9和極耳下壓模塊11中分別設(shè)有與沖孔刀8相配的通孔，并且所述通孔的位 置與沖孔刀8的位置相對應(yīng)。其中，極耳上壓模塊9與沖孔刀固定模塊7的下部分通過螺 栓連接，且它們之間設(shè)有多個(gè)起伸縮作用的彈簧。為了引導(dǎo)執(zhí)行部C做直線運(yùn)動(dòng)，極耳下壓 模塊11內(nèi)固定連接著導(dǎo)向軸10，相應(yīng)的極耳上壓模塊9及沖孔刀固定模塊7中設(shè)有穿插導(dǎo) 向軸10的導(dǎo)向孔。為了使所述裝置易于加工，下支架與極耳下壓模塊11之間設(shè)有工作臺(tái)面2。工作 臺(tái)面2和支撐部A的下支架中設(shè)有與沖孔刀相配的排屑通道12，并且排屑通道12的位置與 沖孔刀的位置相對應(yīng)。為了方便集中處理所述廢屑，支撐部A的下支架的下方設(shè)有存屑盒13，存屑盒13與支撐部A中的排屑通道12相連通。為了保證電池極耳的準(zhǔn)確定位，工作臺(tái)面2上設(shè)有用 于固定所述電池極耳位置的定位塊1。定位塊1和極耳下壓模塊11分別固定在工作臺(tái)面2 上，并最終固定在支撐部A的下支架上。本發(fā)明優(yōu)先采用了實(shí)心圓柱型的沖切刀具并由壓縮空氣直接為沖孔提供機(jī)械動(dòng) 力，沖孔刀8與排屑通道12擠壓共同完打孔動(dòng)作，加強(qiáng)了刀具對金屬箔的穿透力，操作時(shí)無 需單極耳打孔，可實(shí)現(xiàn)80層銅箔一次打孔，具有容易成孔、打孔效率高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可同時(shí)對四個(gè)孔打孔或?qū)Χ鄠€(gè)孔打孔，提高了生產(chǎn)效率，減少半成品電芯 在線時(shí)間，可減少水份和粉塵對電池內(nèi)部的污染。由于只有在工作時(shí)金屬塊間進(jìn)行撞擊，在其間加上彈簧設(shè)計(jì)或泡沫設(shè)計(jì)，工作時(shí) 聲音就更小了。由于本發(fā)明的設(shè)計(jì)綜合考慮了鋰離子電池制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，由于工作時(shí)沖孔 刀與排屑通道共同作用，快速完成沖切，極耳孔無手刺現(xiàn)象，且沖切出的金屬屑經(jīng)過排屑通 道進(jìn)入存屑盒，不會(huì)對電芯造成金屬屑進(jìn)入，能夠有效避免金屬屑進(jìn)入電池造成的短路問 題，減少了電池安全隱患。本發(fā)明所述大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置的工作原理參見圖1，當(dāng)使用 時(shí)，可調(diào)節(jié)減壓閥3的氣壓值，調(diào)節(jié)定位塊1在工作臺(tái)面2上的位置，將待沖孔電芯放在工 作臺(tái)面2相應(yīng)位置，使電芯一面抵在定位塊1內(nèi)側(cè)，腳踩腳踏氣動(dòng)開關(guān)14，氣缸6推動(dòng)沖孔 刀固定模塊7和極耳上壓模塊9沿著導(dǎo)向軸10向下運(yùn)動(dòng)，首先極耳上壓模塊9與固定的極 耳下壓模塊11將電芯極耳夾緊，接著沖孔刀固定模塊7繼續(xù)向下，將帶動(dòng)的沖孔刀8接觸 極耳，隨后在沖孔刀8和排屑塊12擠壓沖孔，沖出的碎屑被送入排屑通道12內(nèi)，最終進(jìn)入 存屑盒13中。綜上所述，本發(fā)明通過壓縮空氣提供打孔動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)多層極耳一次打孔，其具有 噪音小、效率高、使用簡便、操作安全、占地面積小、極片極耳打孔后極片不帶有金屬碎屑等 優(yōu)點(diǎn)。以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于包括支撐部，與所述支撐部固定連接的驅(qū)動(dòng)部和夾持部，以及與所述驅(qū)動(dòng)部連接的執(zhí)行部；所述支撐部用于支撐整個(gè)裝置，所述夾持部用于卡緊所述電池極耳，所述驅(qū)動(dòng)部用于直接向所述執(zhí)行部提供機(jī)械動(dòng)力并帶動(dòng)所述執(zhí)行部做直線運(yùn)動(dòng)，其中，所述執(zhí)行部內(nèi)嵌設(shè)有沖孔刀，相應(yīng)的所述夾持部及所述支撐部中分別設(shè)有與所述沖孔刀相配的通孔，所述通孔的位置與所述沖孔刀的位置相對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于所述驅(qū) 動(dòng)部包括驅(qū)動(dòng)源和驅(qū)動(dòng)器，以及串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)源和驅(qū)動(dòng)器之間的開關(guān)、減壓閥和換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于所述驅(qū) 動(dòng)源為壓縮空氣，所述開關(guān)為腳踏氣動(dòng)開關(guān)，所述換向閥為氣動(dòng)換向閥，所述驅(qū)動(dòng)器為氣 缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于所述執(zhí) 行部為嵌設(shè)著所述沖孔刀的沖孔刀固定模塊，所述沖孔刀固定模塊與所述驅(qū)動(dòng)器相連并隨 所述驅(qū)動(dòng)器做上下的直線運(yùn)動(dòng)；所述夾持部包括分離設(shè)置的極耳上壓模塊和極耳下壓模 塊，所述極耳下壓模塊內(nèi)固定連接著導(dǎo)向軸，相應(yīng)的所述極耳上壓模塊及所述沖孔刀固定 模塊中設(shè)有穿插所述導(dǎo)向軸的導(dǎo)向孔；所述極耳上壓模塊與所述沖孔刀固定模塊通過螺栓 連接，且它們之間設(shè)有起伸縮作用的彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于所述支 撐部包括固定連接的上支架、下支架，以及固定連接在它們之間的側(cè)支架，其中，所述驅(qū)動(dòng) 部與所述上支架連接，所述夾持部與所述下支架連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于所述下 支架與所述極耳下壓模塊之間設(shè)有工作臺(tái)面，所述工作臺(tái)面中設(shè)有與所述沖孔刀相配的排 屑通道，并且所述排屑通道的位置與所述沖孔刀的位置相對應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于所述工 作臺(tái)面上設(shè)有用于固定所述電池極耳位置的定位塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其 特征在于所述支撐部下方設(shè)有存屑盒，所述存屑盒與所述支撐部中的通孔相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，其特征在于所述沖 孔刀為實(shí)心圓柱型沖孔刀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大容量動(dòng)力鋰離子電池極耳打孔裝置，包括支撐部，與所述支撐部固定連接的驅(qū)動(dòng)部和夾持部，以及與所述驅(qū)動(dòng)部連接的執(zhí)行部；所述支撐部用于支撐整個(gè)裝置，所述夾持部用于卡緊所述電池極耳，所述驅(qū)動(dòng)部用于直接向所述執(zhí)行部提供機(jī)械動(dòng)力并帶動(dòng)所述執(zhí)行部做直線運(yùn)動(dòng)，其中，所述執(zhí)行部內(nèi)嵌設(shè)有沖孔刀，相應(yīng)的所述夾持部及所述支撐部中分別設(shè)有與所述沖孔刀相配的通孔，所述通孔的位置與所述沖孔刀的位置相對應(yīng)。本發(fā)明所述沖孔裝置具有結(jié)構(gòu)合理、使用簡便、操作安全、占地面積小的特點(diǎn)，并且具有容易成孔、打孔效率高的優(yōu)點(diǎn)，還能夠減少電池的安全隱患。
文檔編號B26F1/40GK101850565SQ201010172649
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者張海濱, 王軍, 王永 申請人:奇瑞汽車股份有限公司