锂电设备——入壳设备基本结构及原理

本文目录:

一、入壳工序简介

二、设备详解

三、来料-壳体与盖板匹配问题

四、入壳推力制定标准

五、排故分析

一、入壳工序简介

加工目的是将已焊完盖板的电芯平入进壳体中并进行预焊固定,便于封口焊接,同时在入壳机上测试台阶、缝隙、绝缘电阻。

将电芯推入壳体中,进行预焊,保证±0.3mm的台阶,便于封口焊接;

①入壳台阶>0.3mm或者<-0.3mm,封口电池会有断焊风险;

②入壳台阶>0.3mm或者<-0.3mm,极柱高度会超差;

③缝隙超出工艺要求,预焊时会漏光,激光烧蚀电芯引起短路;

1.入壳设备流程

二、设备详解

入壳设备主要用于将电芯自动装入铝壳,压装平整并进行预焊,分为独立的两台功能单机:第一台单机包含铝壳上料、电芯上料、铝壳清洁、电芯清洁和电芯入壳;第二台单机包含Hi-pot测试、顶盖清洁、盖板压装、台阶检测、缝隙检测、预焊、NG分拣和电池下料等功能。

1.入壳机构

将电芯沿着轨道平推进壳口治具中,然后气缸砸进壳体。

电芯采取全包围导向机构,使其电芯导向入壳时完全碰不到铝壳壳口,入至顶盖与壳口4mm距离时导向机构自动让位给顶盖,整个电芯入壳过程MYLAR处于完全保护状态,实时监控入壳推力。

2.除尘机构

①铝壳旋转90度倒立放至气吹块上并卡住铝壳外框;

②机械手松开上升,整个清洁模组移动至下料位;

③气吹块对整个铝壳内壁进行清洁;

④清洁完后铝壳下料至输送线上,清洁模组退回初始位。

3.预焊机构

①产品到位顶升;

②产品二次定位;

③先从A位置产品开始预焊,完成后再移动至B产品位置焊接,如此循环交替作业;产品定位

④二次定位松开,顶升下降;

⑤.预焊好的产品移动至成品下料位置;

4.入壳CCD缝隙检测

CCD缝隙越大,越容易错误抓拍。白色光源无法消除铝壳边缘划痕与缝隙反光。

结论:入壳缝隙检测CCD,使用蓝色光源清晰度更高,抓拍能力更强,可以实现0.1mm和0.15mm抓拍。

5.3D轮廓仪

检测原理:通过柱面物镜将点激光扩散为线激光后投射在目标表面形成漫反射,使得反射光在图像传感器上成像。通过检测位置及形状的变化测量位置和形状(无需光源)。

蓝光激光器波长短,抗干扰强。

6.入壳工装

三、来料-壳体与盖板匹配问题

根据设计要求,盖板组件与配套的壳体配合为过盈配合,从设计尺寸上来看,盖板长度尺寸要小于壳体内长,盖板的R角要小于壳体的R角,过盈时需要依靠盖板R角顶紧壳体R角实现。

从图示上看,影响过盈量的因素:

壳体内长与盖板长度差越大,过盈量越小;

壳体R角与盖板R角相差越小,过盈量越小;

四、入壳推力制定标准

新产品验证阶段制定入壳推力标准,可以借鉴此方案。

个人理解入壳推力不能有效检出隔膜破损,入壳推力与电芯压实状态和壳口的尺寸设计强相关,而与隔膜破损无充分也无必要关系。

五、排故分析

1.入壳短路

2.预焊漏光

3.入壳台阶

3.电芯损伤

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