买专利,只认龙图腾
首页 专利交易 科技果 科技人才 科技服务 商标交易 会员权益 IP管家助手 需求市场 关于龙图腾
 /  免费注册
到顶部 到底部
清空 搜索

【发明授权】离心二封机电池本体压板压力动态调整装置和调整方法_珠海冠宇电池股份有限公司_201910722407.8 

申请/专利权人:珠海冠宇电池股份有限公司

申请日:2019-08-06

公开(公告)日:2020-09-15

公开(公告)号:CN110416599B

主分类号:H01M10/0525(20100101)

分类号:H01M10/0525(20100101);H01M10/058(20100101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.09.15#授权;2019.11.29#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要:本发明记载了一种离心二封机电池本体压板压力动态调整装置和调整方法,属于锂离子电池设备技术领域。电池本体压板压力动态调整装置包括电池本体压板、压板驱动装置、QMS系统和PLC,所述电池本体压板置于电池本体的上方,所述压板驱动装置的驱动杆竖直朝下设置并与所述电池本体压板固定连接,所述压板驱动装置驱动所述电池本体压板在竖直方向上移动,所述QMS系统与所述PLC电连接,所述PLC与所述压板驱动装置电连接,对离心完成后的电池由QMS系统将保液量均值传送给PLC;动态调整下一周期待做的电池的压板压力;解决离心二封过程中电池本体压板压力大小一成不变与实际需要动态调整的矛盾,提升产品保液量一致性和产品良率。

主权项:1.离心二封机电池本体压板压力动态调整装置,包括离心二封机和电池本体压板压力动态调整装置,所述离心二封机包括自上而下设置的上腔体(1)、中腔体(2)、下腔体(3)、电池放置盘(5)及离心机,所述上腔体(1)、中腔体(2)和下腔体(3)相互连通并组成一个密闭的环境,中腔体(2)装配在离心机的转盘(4)上,电池放置盘(5)安装在中腔体(2)内并置于离心机的转盘(4)上,电池本体(6)置于所述电池放置盘(5)上,其特征在于:所述电池本体压板压力动态调整装置包括电池本体压板(7)、压板驱动装置(8)、QMS系统和PLC,所述电池本体压板(7)置于电池本体(6)的上方,所述压板驱动装置(8)的驱动杆竖直朝下设置并与电池本体压板(7)固定连接,所述压板驱动装置(8)驱动电池本体压板(7)在竖直方向上移动,所述压板驱动装置(8)固定安装在所述上腔体(1)内,所述QMS系统与PLC电连接,所述PLC与压板驱动装置(8)电连接;所述压板驱动装置(8)包括电气比例阀和气缸,所述电气比例阀安装在气缸的输气管路上,所述气缸的缸体固定在上腔体(1)内的顶面上,所述气缸的气缸杆固定在电池本体压板(7)的上表面,所述PLC与电气比例阀电连接从而控制气缸的输出压力;或者,所述压板驱动装置(8)包括伺服电机、伺服电机驱动器和丝杆,所述伺服电机与伺服电机驱动器电连接,所述丝杆的一端固定在所述伺服电机的输出轴上,所述丝杆通过螺母与电池本体压板(7)连接,所述PLC与伺服电机驱动器电连接从而控制伺服电机驱动电池本体压板(7)下压电池本体(6)的压力。

全文数据:离心二封机电池本体压板压力动态调整装置和调整方法技术领域本发明属于锂离子电池设备技术领域,具体涉及离心二封机电池本体压板压力动态调整装置和调整方法。背景技术在现有技术的离心二封机设备中;腔体由A、B、C、D四个工站组成;各工站虽然相互独立,但内部动作过程相同;其中电池本体压板后压板对电池的下压时间节点、下压时长和压力大小都不同程度影响电池电解液保液量,封口封印是否起皱,电池表面是否涨液及旋转过程由于离心力作用可能的窜动、磕碰导致的电池内部性能问题。现离心二封机设备中电池本体压板后压板驱动方式为气缸驱动;设定后,压力大小在整个动作周期中均固定不可自行调整。而实际每个动作周期中,电池本体各阶段需要的压力大小实际是不同的,且不同批次电池对压力大小需要也有差异。存在的问题是:1.旋转过程中,电池本体压板不能一直压电池:旋转过程中由于受离心力作用,电池有沿与运动相反的方向滑动的趋势;若电池滑动,则很容易磕伤电池的四角,进而内部卷芯四角隔膜打折,影响电池安全性能;若防止电池滑动,电池本体压板从电池启动旋转到旋转停止,整个过程中电池都需要一直被电池本体压板压住。但现实的困难是,电池本体压板是由气缸驱动的,旋转过程中压力大小是保持不变的。压力太大,电解液很难有效回流本体,保液量一致性差;压力太小,电池容易涨液或滑动导致外观及内部安全性能不良。2.相同压力的电池本体压板,生产效果不尽相同:不同批次的电池,电解液被极片吸附的程度存在差异;常常出现的现象是同样的电池本体压板压力,上一批电池生产出来在被裁切的废气袋内残留的电解液很少或没有,下一批却明显增多;即易交叉污染后面生产的电池;又使整批电池的保液量一致性变差。发明内容为了解决在离心二封机旋转过程中,电池本体受力大小一成不变的问题,本发明的第一个目的是提供一种离心二封机电池本体压板压力动态调整装置;本发明的第二个目的是提供一种利用离心二封机电池本体压板压力动态调整装置的调整方法。为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:离心二封机电池本体压板压力动态调整装置,包括离心二封机和电池本体压板压力动态调整装置,所述离心二封机包括自上而下设置的上腔体、中腔体、下腔体、电池放置盘及离心机,所述上腔体、中腔体和下腔体相互连通并组成一个密闭的环境,中腔体装配在离心机的转盘上,电池放置盘安装在中腔体内并置于离心机的转盘上,电池本体置于所述电池放置盘上,所述电池本体压板压力动态调整装置包括电池本体压板、压板驱动装置、QMS系统和PLC,所述电池本体压板置于电池本体的上方,所述压板驱动装置的驱动杆竖直朝下设置并与电池本体压板固定连接,所述压板驱动装置驱动电池本体压板在竖直方向上移动,所述压板驱动装置固定安装在所述上腔体内,所述QMS系统与PLC电连接,所述PLC与压板驱动装置电连接,对离心完成后的电池本体计算电池本体保液量并将所述保液量关联给QMS系统。进一步的,所述压板驱动装置包括电气比例阀和气缸,所述电气比例阀安装在气缸的输气管路上,所述气缸的缸体固定在上腔体内的顶面上,所述气缸的气缸杆固定在电池本体压板的上表面,所述PLC与电气比例阀电连接从而控制气缸的输出压力。进一步的,所述压板驱动装置包括伺服电机、伺服电机驱动器和丝杆,所述伺服电机与伺服电机驱动器电连接,所述丝杆的一端固定在所述伺服电机的输出轴上,所述丝杆通过螺母与电池本体压板连接,所述PLC与伺服电机驱动器电连接从而控制伺服电机驱动电池本体压板下压电池本体的压力。一种利用离心二封机电池本体压板压力动态调整装置的调整方法,包括以下步骤:步骤一:电池本体放置在离心二封机的电池放置盘上,电池本体压板对电池本体施加第一压力,所述第一压力为保证电池本体不因旋转而窜动的最小压力;持续的时间为从电池本体随离心机开始旋转到上腔封头下压对电池本体封口前;步骤二:电池本体压板对电池本体施加第二压力,所述第二压力大于步骤一中所述第一压力,持续时间从第一压力施压结束到整个旋转过程结束,得到离心二封后的电池;步骤三:对离心二封后的电池计算保液量,并将保液量关联给QMS系统,QMS中的SPC模块将若干个电池本体保液量的均值通过FinsTCP协议与PLC进行通讯,将数据写入PLC寄存器地址,PLC程序内将接收的数据与设定的标准值进行对比,按设定公式转化成需要调整压力大小的电信号,将电信号传输至压板驱动装置从而控制压板驱动装置的驱动,调整后续测量的电池本体步骤二中的第二压力。进一步的,步骤三中,电池本体保液量的计算方法为:保液量=电池本体重量+气袋重量-未注电解液电池的原重,其中电池本体重量为步骤二输出的产品重量;气袋重量为本工序切除掉的气袋重量,未注电解液电池的原重为制备电池的过程中注液前的电池重量。进一步的,步骤三中,若电池本体的保液量平均值大于标准值,则加大后续测量的下压电池本体的压力;若电池本体的保液量平均值小于标准值,则减小后续测量的下压电池本体的压力。进一步的,步骤三中设定公式为:调整电气比例阀气压大小△F=取样保液量均值-标准值*系数Ⅰ,其中系数Ⅰ=0.05Mpa0.1g,即系数Ⅰ根据保液量均值而定,保液量均值每调整0.1g,需要气缸调整0.05MPa的输出气压。进一步的,步骤三中设定公式为:调整伺服电机转矩大小△T=9550*取样保液量均值-标准值*系数Ⅱ*Vn,其中系数Ⅱ=155.78N0.1g,即系数Ⅱ根据保液量均值而定,保液量均值每调整0.1g,需要伺服电机输出的压力调整155.78N,V为伺服电机加压速度,n为伺服电机的恒定转速。本发明相对于现有技术的有益效果是:有效解决离心二封机旋转过程中,电池本体受力大小一成不变的问题;即消除电池四角磕碰,涨液风险,又保证电解液能有效回流本体;保液量一致性和电池外观的磕碰,封印起皱,涨液,内部安全性的矛盾有效地得到化解;不同批次,不同状态的电池,通过电池本体压板压力动态调整,进一步提升保液量一致性,减少频繁的人工干预。附图说明图1为电池本体压板压力动态调整装置结构示意图;图2为离心二封机结构示意图;图3为离心二封机转盘布局图;图中:1、上腔体,2、中腔体,3、下腔体,4、转盘,5、电池放置盘,6、电池本体,7、电池本体压板,8、压板驱动装置,9、上腔封头。具体实施方式下面结合附图1-3和具体实施方式对本发明做进一步的描述。具体实施方式一离心二封机电池本体压板压力动态调整装置,包括离心二封机和电池本体压板压力动态调整装置,所述离心二封机包括自上而下设置的上腔体1、中腔体2、下腔体3、电池放置盘5及离心机,所述上腔体1、中腔体2和下腔体3相互连通并组成一个密闭的环境,中腔体2装配在离心机的转盘4上,电池放置盘5安装在中腔体2内并置于离心机的转盘4上,电池本体6置于所述电池放置盘5上,所述电池本体压板压力动态调整装置包括电池本体压板7、压板驱动装置8、QMS系统和PLC,所述电池本体压板7置于电池本体6的上方,所述压板驱动装置8的驱动杆竖直朝下设置并与所述电池本体压板7固定连接,所述压板驱动装置8驱动所述电池本体压板7在竖直方向上移动,所述压板驱动装置8固定安装在所述上腔体1内,所述QMS系统与PLC电连接,所述PLC与压板驱动装置8电连接,对离心完成后的电池本体6扫码、称重并上传至电池的测试系统,电池的测试系统计算电池本体6保液量并将所述电池本体6保液量关联给QMS系统。进一步的,所述压板驱动装置8包括电气比例阀和气缸,所述电气比例阀安装在气缸的输气管路上,所述气缸的缸体固定在上腔体1内的顶面上,所述气缸的气缸杆固定在电池本体压板7的上表面,所述PLC与电气比例阀电连接从而控制气缸的输出压力。一种利用离心二封机电池本体压板压力动态调整装置的调整方法,包括以下步骤:步骤一:电池本体6放置在离心二封机的电池放置盘5上,电池本体压板7对电池本体6施加第一压力;持续的时间为从电池本体随离心机开始旋转到上腔封头9下压对电池本体封口前时间1~3S;所述第一压力为保证电池本体6不因旋转而窜动的最小压力,防止此压力阻碍电解液回流电池本体6;步骤二:电池本体压板7对电池本体6施加第二压力,所述第二压力大于步骤一中所述第一压力,持续时间从第一压力施压结束到整个旋转过程结束,得到离心二封后的电池;让电解液在电池本体6内分散均匀,电池本体压板挤压出少量多余电解液;保证最终电池本体6厚度一致性;同时防止涨液等外观问题;步骤三:对离心二封后的电池扫码,称重,输入至电池的测试系统,电池的测试系统计算电池的保液量,将保液量关联给QMS系统,QMS中的SPC模块将若干个电池本体6保液量的均值通过FinsTCP协议与PLC进行通讯,将数据写入PLC寄存器地址,PLC程序内将接收的数据与设定的标准值进行对比,按设定公式转化成需要调整压力大小的电信号,将电信号传输至压板驱动装置8的电气比例阀,从而控制压板驱动装置8的驱动,调整后续测量的电池本体6步骤二中的第二压力。进一步的,步骤三中电池本体6保液量的计算方法为:保液量=电池本体重量+气袋重量-未注电解液电池的原重,其中电池本体重量为步骤二输出的产品重量;气袋重量为本工序切除掉的气袋重量,实际生产过程中,本工序切除掉的气袋重量,为按不同型号设定的固定数值,未注电解液电池的原重为制备电池的过程中注液前的电池重量。进一步的,步骤三中若电池本体6的保液量平均值大于标准值,则加大后续测量的下压电池本体6的压力;若电池本体6的保液量平均值小于标准值,则减小后续测量的下压电池本体6的压力。进一步的,步骤三中设定公式为:调整电气比例阀气压大小△F=取样保液量均值-标准值*系数Ⅰ,其中系数Ⅰ=0.05Mpa0.1g,系数Ⅰ为实验得出的数据,即保液量均值每调整0.1g,需要气缸调整0.05MPa的输出气压;实验验证的电池本体压板气缸缸径为依据△F,按不同型号电气比例阀参考说明书换算成对应模拟信号调整。具体工作时:电池本体压板7在主驱动DD马达启动初期下压电池本体6,给一个即能防止电池本体6受旋转影响窜动而又尽可能小,减少对电解液回流电池本体6阻碍的第一压力,当上腔封头9下压前1~3S时,PLC控制电气比例阀按照预先设定压力,自行增压到设定值。持续生产过程中,QMS系统里的SPC模块将动态监控的保液量平均值AVG按每0.5H~4H反馈给PLC的寄存器,并与PLC程序里设定的标准值比较;若电池本体6的保液量平均值大于标准值,则加大后续下压电池本体6的压力;若电池本体6的保液量平均值小于标准值,则减小后续下压电池本体6的压力。具体实施方式二离心二封机电池本体压板压力动态调整装置,包括离心二封机和电池本体压板压力动态调整装置,所述离心二封机包括自上而下设置的上腔体1、中腔体2、下腔体3、电池放置盘5及离心机,所述上腔体1、中腔体2和下腔体3相互连通并组成一个密闭的环境,中腔体2装配在离心机的转盘4上,电池放置盘5安装在中腔体2内并置于离心机的转盘4上,电池本体6置于所述电池放置盘5上,所述电池本体压板压力动态调整装置包括电池本体压板7、压板驱动装置8、QMS系统和PLC,所述电池本体压板7置于电池本体6的上方,所述压板驱动装置8的驱动杆竖直朝下设置并与所述电池本体压板7固定连接,所述压板驱动装置8驱动所述电池本体压板7在竖直方向上移动,所述压板驱动装置8固定安装在所述上腔体1内,所述QMS系统与所述PLC电连接,所述PLC与所述压板驱动装置8电连接,对离心完成后的电池本体6扫码、称重并上传至电池的测试系统,电池的测试系统计算电池本体6保液量并将所述结果关联给QMS系统。进一步的,所述压板驱动装置8包括伺服电机、伺服电机驱动器和丝杆,所述伺服电机与伺服电机驱动器电连接,所述伺服电机的输出轴与所述丝杆的一端固定连接,所述丝杆的另一端通过螺母与电池本体压板7连接,所述PLC与伺服电机驱动器电连接。一种利用离心二封机电池本体压板压力动态调整装置的调整方法,包括以下步骤:步骤一:电池本体6放置在全自动离心二封机的电池放置盘5上,电池本体压板7对电池本体6施加第一压力;持续的时间为从电池本体随离心机开始旋转到上腔封头9下压对电池本体封口前1~3S;所述第一压力为保证电池本体6不因旋转而窜动的最小压力,防止此压力阻碍电解液回流电池本体6;步骤二:电池本体压板7对电池本体6施加第二压力,所述第二压力大于步骤一中所述第一压力,持续时间从第一压力施压结束到整个旋转过程结束得到离心二封后的电池;让电解液在电池本体6内分散均匀,电池本体压板挤压出少量多余电解液;保证最终电池本体6厚度一致性;同时防止涨液等外观问题;步骤三:对离心二封后的电池扫码,称重,将数据上传至电池的测试系统,电池的测试系统计算电池的保液量,将保液量关联给QMS系统,QMS中的SPC模块将若干个电池本体6保液量的均值通过FinsTCP协议与PLC进行通讯,将数据写入PLC寄存器地址,PLC程序内将接收的数据与设定的标准值进行对比,按设定公式转化成需要调整压力大小的脉冲信号,将其传输至压板驱动装置8的伺服电机驱动器从而控制压板驱动装置8的驱动,调整后续测量的电池本体6步骤二中的第二压力。进一步的,步骤三中电池本体6保液量的计算方法为:保液量=电池本体重量+气袋重量-未注电解液电池的原重,其中电池本体重量为步骤二输出的产品重量;气袋重量为本工序切除掉的气袋重量,实际生产过程中,本工序切除掉的气袋重量,为按不同型号设定的固定数值,未注电解液电池的原重为制备电池的过程中注液前的电池重量。进一步的,步骤三中若电池本体6的保液量平均值大于标准值,则加大后续测量的下压电池本体6的压力;若电池本体6的保液量平均值小于标准值,则减小后续测量的下压电池本体6的压力。进一步的,步骤三中设定公式为:调整伺服电机转矩大小△T=9550*取样保液量均值-标准值*系数Ⅱ*Vn,系数Ⅱ=155.78N0.1g;其中系数为实验得出的数据,即保液量均值每调整0.1g,需要伺服电机输出的压力调整155.78N,实验验证的伺服电机加压速度V=0.5mms,恒定转速n=6.25rs,依据△T按不同型号伺服电机,参考说明书换算成对应模拟信号调整。具体工作时:电池本体压板7在主驱动DD马达启动初期下压电池本体6,给一个即能防止电池本体6受旋转影响窜动而又尽可能小,减少对电解液回流电池本体6阻碍的第一压力,当上腔封头9下压前1~3S时,PLC控制伺服电机驱动器按照预先设定压力,让伺服电机驱动电池本体压板7自行增压到设定值。持续生产过程中,QMS系统里的SPC模块将动态监控的保液量平均值AVG按每0.5H~4H反馈给PLC寄存器,并与PLC程序里设定的标准值比较;若电池本体6的保液量平均值大于标准值,则加大后续下压电池本体6的压力;若电池本体6的保液量平均值小于标准值,则减小后续下压电池本体6的压力。本发明中所述的PLC的优选品牌为OMRON,型号为CJ2MCPU34系列,电气比例阀的优选品牌为SMC,型号为IVT1000系列,伺服电机的优选品牌为Panasonic,型号为MSMJ042G1U。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求:1.离心二封机电池本体压板压力动态调整装置,包括离心二封机和电池本体压板压力动态调整装置,所述离心二封机包括自上而下设置的上腔体1、中腔体2、下腔体3、电池放置盘5及离心机,所述上腔体1、中腔体2和下腔体3相互连通并组成一个密闭的环境,中腔体2装配在离心机的转盘4上,电池放置盘5安装在中腔体2内并置于离心机的转盘4上,电池本体6置于所述电池放置盘5上,其特征在于:所述电池本体压板压力动态调整装置包括电池本体压板7、压板驱动装置8、QMS系统和PLC,所述电池本体压板7置于电池本体6的上方,所述压板驱动装置8的驱动杆竖直朝下设置并与电池本体压板7固定连接,所述压板驱动装置8驱动电池本体压板7在竖直方向上移动,所述压板驱动装置8固定安装在所述上腔体1内,所述QMS系统与PLC电连接,所述PLC与压板驱动装置8电连接。2.根据权利要求1所述的一种离心二封机电池本体压板压力动态调整装置,其特征在于:所述压板驱动装置8包括电气比例阀和气缸,所述电气比例阀安装在气缸的输气管路上,所述气缸的缸体固定在上腔体1内的顶面上,所述气缸的气缸杆固定在电池本体压板7的上表面,所述PLC与电气比例阀电连接从而控制气缸的输出压力。3.根据权利要求1所述的一种离心二封机电池本体压板压力动态调整装置,其特征在于:所述压板驱动装置8包括伺服电机、伺服电机驱动器和丝杆,所述伺服电机与伺服电机驱动器电连接,所述丝杆的一端固定在所述伺服电机的输出轴上,所述丝杆通过螺母与电池本体压板7连接,所述PLC与伺服电机驱动器电连接从而控制伺服电机驱动电池本体压板7下压电池本体6的压力。4.一种利用权利要求1-3任一权利要求所述的离心二封机电池本体压板压力动态调整装置的调整方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:电池本体6放置在离心二封机的电池放置盘5上,电池本体压板7对电池本体6施加第一压力,所述第一压力为保证电池本体6不因旋转而窜动的最小压力;持续的时间为从电池本体6随离心机开始旋转到上腔封头9下压对电池本体6封口前;步骤二:电池本体压板7对电池本体6施加第二压力,所述第二压力大于步骤一中所述第一压力,持续时间从第一压力施压结束到整个旋转过程结束,得到离心二封后的电池;步骤三:对离心二封后的电池计算保液量,并将保液量关联给QMS系统,QMS中的SPC模块将若干个电池本体6保液量的均值通过FinsTCP协议与PLC进行通讯,将数据写入PLC寄存器地址,PLC程序内将接收的数据与设定的标准值进行对比,按设定公式转化成需要调整压力大小的电信号,将电信号传输至压板驱动装置8从而控制压板驱动装置8的驱动,调整后续测量的电池本体6步骤二中的第二压力。5.根据权利要求4所述的一种调整方法,其特征在于:步骤三中电池本体6保液量的计算方法为;保液量=电池本体重量+气袋重量-未注电解液电池的原重,其中电池本体重量为步骤二输出的产品重量;气袋重量为本工序切除掉的气袋重量,未注电解液电池的原重为制备电池的过程中注液前的电池重量。6.根据权利要求4所述的一种调整方法:其特征在于:步骤三中,若电池本体6的保液量平均值大于标准值,则加大后续测量的下压电池本体6的压力;若电池本体6的保液量平均值小于标准值,则减小后续测量的下压电池本体6的压力。7.根据权利要求6所述的一种调整方法,其特征在于:步骤三中设定公式为:调整电气比例阀气压大小△F=取样保液量均值-标准值*系数Ⅰ,其中系数Ⅰ=0.05Mpa0.1g,即系数Ⅰ根据保液量均值而定,保液量均值每调整0.1g,需要气缸调整0.05MPa的输出气压。8.根据权利要求6所述的一种调整方法,其特征在于:步骤三中设定公式为:调整伺服电机转矩大小△T=9550*取样保液量均值-标准值*系数Ⅱ*Vn,其中系数Ⅱ=155.78N0.1g,即系数Ⅱ根据保液量均值而定,保液量均值每调整0.1g,需要伺服电机输出的压力调整155.78N,V为伺服电机加压速度,n为伺服电机的恒定转速。

百度查询: 珠海冠宇电池股份有限公司 离心二封机电池本体压板压力动态调整装置和调整方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息,力求客观、公正,但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解,仅供参考使用,不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

相关技术
相关技术
相关技术
相关技术