CN103802266A - 一种软包锂离子电池外形注塑装置及其使用方法 - Google Patents

一种软包锂离子电池外形注塑装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种软包锂离子电池外形注塑装置，包括装置器、下盖、上盖，装置器为两端开口的方型结构，装置器顶部内侧、底部内侧分别与上盖、下盖密封配合，装置器底部外侧套设有底座，上盖顶部设置有提手，上盖底部两端均设置有垫角，且上盖上还开设有注胶孔、极耳孔，下盖顶部设置有支撑柱，装置器、下盖、上盖的制造材料都为模具钢，底座的制造材料为橡胶，使用时，先在上盖底部、装置器内壁、下盖顶部均匀喷涂脱模剂并晾干，再对上盖、装置器、下盖进行装配，然后向注塑装置内注胶并对注塑胶液进行固化，最后拆除上盖、装置器、下盖。本设计不仅完全保护了单体电池的外形、保证了注塑后单体电池的形状规则，而且延长了注塑装置的使用寿命。

Description

一种软包锂离子电池外形注塑装置及其使用方法
技术领域
[0001] 本发明属于锂离子电池领域，涉及一种软包锂离子电池外形注塑装置及其使用方法，具体适用于完全保护单体电池的外形、保证注塑后单体电池的形状规则、延长注塑装置的使用寿命。
背景技术
[0002] 目前，锂离子动力电池大多数采用硬包装外壳，如铝壳、钢壳、胶壳等，硬包装外壳由于具有一定的机械强度，故会显著的影响电池的体积能量密度、质量能量密度和安全性，同时硬包装外壳成本高，尤其是胶壳还会存在老化、破裂风险。然而软包锂离子电池外壳采用厚度为0.113〜0.153mm的铝塑复合膜包装材质，以其安全性能良好、质量能量密度高、成型快以及利于散热等优势逐渐成为动力电池单体电芯的主要包装方式之一，但铝塑复合膜本身抗摩擦能力较差，当单体电池进行再加工或运输时容易出现铝塑复合膜划伤、刺伤、腐蚀、组装时电池四周相对不规则等不良现象，导致单体电池无法使用，为此软包锂离子电池的应用范围受到了制约。
[0003] 现有技术采用了对软包锂离子电池外形胶体注塑的方式，使电池外形得到保护，来弥补铝塑复合膜抗摩擦能力差的缺陷，扩大电池的应用范围。
[0004] 中国专利申请公布号为CN102299386A，申请公布日为2011年12月28日的发明专利公开了一种软包锂离子动力电池的外形灌胶方法，该法中选用的外框包括外框底板以及外框四壁，且外框底板采用PET聚酯膜，外框四壁采用海绵垫。虽然该发明实现了对电池四周边缘的灌胶，具有简易、高效、低成本等优点，但仍然存在以下缺陷:
1、该发明局限于对单体电池的四周进行灌胶，无法对单体电池的顶部和底部无法进行有效保护，因此该法无法完全保护单体电池的外形；
2、该发明中外框四壁采用的是海绵垫，结构强度较低，不仅无法保证注塑后单体电池的外形规则，而且无法重复使用。
发明内容
[0005] 本发明的目的是克服现有技术中存在的外形注塑装置无法完全保护单体电池的外形、无法保证注塑后单体电池的外形规则以及无法重复使用的问题，提供一种不仅能够完全保护电池外形、保证注塑后单体电池的外形状规，而且可重复使用的一种软包锂离子电池外形注塑装置及其使用方法。
[0006] 为实现以上目的，本发明的技术方案如下:
一种软包锂离子电池外形注塑装置，包括装置器、下盖，所述装置器为两端开口的方型结构，其底部与下盖密封配合；
所述注塑装置还包括与装置器的顶部密封配合的上盖，所述上盖的顶部开设有注胶孔，上盖底部的两端均设置有垫角，且下盖的顶部设置有支撑柱。
[0007] 所述上盖的顶部呈方形，其四边对应设置有一对极耳孔、一对提手，所述极耳孔对应开设在近垫角的两端，提手平行设置在垫角之间的正中位置，且极耳孔、提手均相对于注胶孔对称设置。
[0008] 所述装置器、下盖、上盖的制造材料都为模具钢。
[0009] 所述装置器的顶部内侧与上盖密封配合，装置器的底部内侧与下盖密封配合，装置器的底部外侧套设有底座。
[0010] 所述底座的制造材料为橡胶。
[0011] 所述注胶孔的直径为3〜15mm ;
所述垫脚的高度为2〜4_ ;
所述极耳孔的宽度为0.1〜1mm、长度为5〜IOOmm ；
所述提手的高度为5〜10mm、宽度为2〜5mm、长度为5〜IOmm ；
所述支撑柱的高度为2〜4mm、直径为3〜15mm ；
所述底座的高度为2〜4mm。
[0012] 一种上述软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法，该使用方法依次包括以下步骤:
步骤一:注塑装置的装配:先将下盖与装置器的底部密封配合，再将单体电池由装置器的顶部放入已安装下盖的装置器内，并使单体电池的底部与支撑柱接触，然后将上盖与装置器的顶部密封配合以完成注塑装置的装配；
步骤二:注塑:先由注胶孔向已完成装配的注塑装置内加注注塑胶液，待加注完毕后，排出注塑装置内的空气，然后对注塑装置内的注塑胶液进行固化；
步骤三:注塑装置的拆除:待固化完成后，拆下装置器、下盖、上盖以取出注塑后的单体电池，此时，完成软包锂离子电池外形注塑装置的使用。
[0013] 所述上盖的顶部呈方形，其四边对应设置有一对极耳孔、一对提手，所述极耳孔对应开设在近垫角的两端，提手平行设置在垫角之间的正中位置，且极耳孔、提手均相对于注胶孔对称设置；
所述装置器的顶部内侧与上盖密封配合，装置器的底部内侧与下盖密封配合，装置器的底部外侧套设有底座；
所述步骤一是指:先将下盖自装置器的底部嵌入装置器内以使其与装置器的底部内侧配合，再于下盖与装置器的配合处外部涂抹密封胶，然后在装置器的底部外侧套设底座，再将单体电池由装置器的顶部放入已安装下盖、底座的装置器内，并使单体电池的底部与支撑柱接触，随后将上盖自装置器的顶部嵌入装置器内以使其与装置器的顶部内侧配合，最后于上盖与装置器的配合处外部涂抹密封胶，其中，单体电池的正、负极耳金属带经由极耳孔穿出；
所述步骤三是指:待固化完成后，先除去上盖与装置器的配合处的密封胶，再向上提拉提手以取下上盖，然后拆下底座，并除去下盖与装置器的配合处的密封胶，随后通过轻敲单体电池顶部的方式取下下盖，最后推动单体电池底部并提拉正、负极耳金属带以将注塑后的单体电池取出。
[0014] 所述使用方法还包括在上盖的底部、装置器的内壁、下盖的顶部均匀喷涂脱模剂并晾干的步骤，该步骤位于步骤一之前。
[0015] 所述步骤二中，固化温度为60〜100°C，固化时间为10〜60min。[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果为:
1、本发明一种软包锂离子电池外形注塑装置包括与装置器的顶部密封配合的上盖，上盖底部的两端均设置有垫角，且下盖的顶部设置有支撑柱，垫角与支撑柱结构的运用为单体电池的顶部和底部预留了灌胶空间，可实现对单体电池的四周、底部以及顶部同时进行灌胶，进而完全保护单体电池的外形。因此，本发明能够完全保护单体电池的外形。
[0017] 2、本发明一种软包锂离子电池外形注塑装置中装置器、下盖、上盖的制造材料都为模具钢，结构强度较大，不仅能够保证注塑后单体电池的外形规则，而且可重复使用。因此，本发明不仅能够保证注塑后单体电池的外形规则，而且可重复使用。
[0018] 3、本发明一种软包锂离子电池外形注塑装置中装置器的底部外侧套设有底座，且底座的制造材料为橡胶，一方面，该设计有效提高了下盖与装置器的配合强度，避免因下盖受单体电池的过大压力而脱落，另一方面，橡胶材质的底座不仅便于安装与拆卸，而且能够避免下盖、装置器的配合处与外界摩擦，进而延长注塑装置的使用寿命。因此，本发明不仅提高了下盖与装置器的配合强度、便于安装与拆卸，而且延长了注塑装置的使用寿命。
[0019] 4、本发明一种软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法先在上盖的底部、装置器的内壁、下盖的顶部均匀喷涂脱模剂并晾干，再对上盖、装置器、下盖进行装配，并在上盖、下盖与装置器的配合处均涂抹密封胶，然后向注塑装置内注胶并对注塑胶液进行固化，最后拆除上盖、装置器、下盖，该法不仅能够有效保护单体电池外部的每个表面，而且防止了注塑过程中注塑胶液的渗漏。因此，本发明中的使用方法不仅能够完全保护单体电池的外形，而且防止了注塑胶液的渗漏。
附图说明
[0020] 图1为本发明的结构示意图。
[0021] 图中:装置器1、下盖2、支撑柱21、上盖3、注胶孔31、垫角32、极耳孔33、提手34、底座4。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0023] 参见图1，一种软包锂离子电池外形注塑装置，包括装置器1、下盖2，所述装置器I为两端开口的方型结构，其底部与下盖2密封配合；
所述注塑装置还包括与装置器I的顶部密封配合的上盖3，所述上盖3的顶部开设有注胶孔31，上盖3底部的两端均设置有垫角32，且下盖2的顶部设置有支撑柱21。
[0024] 所述上盖3的顶部呈方形，其四边对应设置有一对极耳孔33、一对提手34，所述极耳孔33对应开设在近垫角32的两端，提手34平行设置在垫角32之间的正中位置，且极耳孔33、提手34均相对于注胶孔31对称设置。
[0025] 所述装置器1、下盖2、上盖3的制造材料都为模具钢。
[0026] 所述装置器I的顶部内侧与上盖3密封配合，装置器I的底部内侧与下盖2密封配合，装置器I的底部外侧套设有底座4。
[0027] 所述底座4的制造材料为橡胶。
[0028] 所述注胶孔31的直径为3〜15mm ； 所述垫脚32的高度为2〜4_ ;
所述极耳孔33的宽度为0.1〜1mm、长度为5〜IOOmm ；
所述提手34的高度为5〜10mm、宽度为2〜5mm、长度为5〜IOmm ；
所述支撑柱21的高度为2〜4mm、直径为3〜15mm ；
所述底座4的高度为2〜4mm。
[0029] 一种上述软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法，该使用方法依次包括以下步骤:
步骤一:注塑装置的装配:先将下盖2与装置器I的底部密封配合，再将单体电池由装置器I的顶部放入已安装下盖2的装置器I内，并使单体电池的底部与支撑柱21接触，然后将上盖3与装置器I的顶部密封配合以完成注塑装置的装配；
步骤二:注塑:先由注胶孔31向已完成装配的注塑装置内加注注塑胶液，待加注完毕后，排出注塑装置内的空气，然后对注塑装置内的注塑胶液进行固化；
步骤三:注塑装置的拆除:待固化完成后，拆下装置器1、下盖2、上盖3以取出注塑后的单体电池，此时，完成软包锂离子电池外形注塑装置的使用。
[0030] 所述上盖3的顶部呈方形，其四边对应设置有一对极耳孔33、一对提手34，所述极耳孔33对应开设在近垫角32的两端，提手34平行设置在垫角32之间的正中位置，且极耳孔33、提手34均相对于注胶孔31对称设置；
所述装置器I的顶部内侧与上盖3密封配合，装置器I的底部内侧与下盖2密封配合，装置器I的底部外侧套设有底座4 ；
所述步骤一是指:先将下盖2自装置器I的底部嵌入装置器I内以使其与装置器I的底部内侧配合，再于下盖2与装置器I的配合处外部涂抹密封胶，然后在装置器I的底部外侧套设底座4，再将单体电池由装置器I的顶部放入已安装下盖2、底座4的装置器I内，并使单体电池的底部与支撑柱21接触，随后将上盖3自装置器I的顶部嵌入装置器I内以使其与装置器I的顶部内侧配合，最后于上盖3与装置器I的配合处外部涂抹密封胶，其中，单体电池的正、负极耳金属带经由极耳孔33穿出；
所述步骤三是指:待固化完成后，先除去上盖3与装置器I的配合处的密封胶，再向上提拉提手34以取下上盖3，然后拆下底座4，并除去下盖2与装置器I的配合处的密封胶，随后通过轻敲单体电池顶部的方式取下下盖2，最后推动单体电池底部并提拉正、负极耳金属带以将注塑后的单体电池取出。
[0031] 所述使用方法还包括在上盖3的底部、装置器I的内壁、下盖2的顶部均匀喷涂脱模剂并晾干的步骤，该步骤位于步骤一之前。
[0032] 所述步骤二中，固化温度为60〜100°C，固化时间为10〜60min。
[0033] 本发明一种软包锂离子电池外形注塑装置的原理说明如下:
本发明包括装置器1、下盖2、上盖3，下盖2的顶部设置有支撑柱21，该结构能够保证单体电池底部的注胶尺寸；上盖3的底部设置有垫角32，上盖3的顶部设置有极耳孔33和提手34，垫角32可以保证单体电池顶部的注胶尺寸，极耳孔33能够对单体电池的极耳金属带形成保护，提手34可方便装载与拆卸上盖3 ;装置器I的底部外侧套设有底座4，可有效提高下盖2与装置器I的配合强度；本发明不仅尺寸规则，适用于多种型号的单体电池，而且可完全保护单体电池的外形，便于单体电池组成模块时的装配，且有利于单体电池的装卸。
[0034] 本发明一种软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法的原理说明如下:
步骤一:该步骤中，下盖2、上盖3与装置器I的配合处均涂抹密封胶，有效避免了注塑
过程中注塑胶液的渗漏。
[0035] 步骤二:由于固化温度过低会延长固化时间且减弱其自消泡能力，温度过高制品表面容易发花和产生气泡，固化时间过长则会导致树脂与填料之间产生较大的内应力，也常使制品表面发暗起泡，严重时会使制品破裂，因此该步骤将固化温度控制在60〜100°C，固化时间控制在10〜60min。
[0036] 步骤三:包括除去下盖2、上盖3与装置器I的配合处的密封胶，拆下底座4，取下上盖3和下盖2，该步骤不仅不会对装置器1、下盖2、上盖3的表面造成损害，而且拆卸后的装置器1、下盖2、上盖3都能够重复装配使用。
[0037] 实施例1:
参见图1，一种软包锂离子电池外形注塑装置，包括装置器1、下盖2、上盖3，所述装置器I为两端开口的方型结构，装置器I的底部内侧与下盖2密封配合，装置器I的底部外侧套设有底座4，装置器I的顶部内侧与上盖3密封配合，所述下盖2的顶部设置有支撑柱21，所述上盖3的顶部呈方形，其四边对应设置有一对极耳孔33、一对提手34，所述极耳孔33对应开设在近垫角32的两端，提手34平行设置在垫角32之间的正中位置，且极耳孔33、提手34均相对于上盖3顶部开设的注胶孔31对称设置，所述上盖3底部的两端均设置有垫角32，所述装置器1、下盖2、上盖3的制造材料都为模具钢，底座4的制造材料为橡胶，所述支撑柱21的高度为2〜4mm、直径为3〜15mm,所述注胶孔31的直径为3〜15mm,所述垫脚32的高度为2〜4mm,所述极耳孔33的宽度为0.1〜1mm、长度为5〜100mm,所述提手34的高度为5〜10mm、宽度为2〜5mm、长度为5〜IOmm,所述底座4的高度为2〜4mm。
[0038] 一种上述软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法，该使用方法依次包括以下步骤:
a:在上盖3的底部、装置器I的内壁、下盖2的顶部均匀喷涂脱模剂并晾干；b:先将下盖2自装置器I的底部嵌入装置器I内以使其与装置器I的底部内侧配合，再于下盖2与装置器I的配合处外部涂抹密封胶，然后在装置器I的底部外侧套设底座4，再将单体电池由装置器I的顶部放入已安装下盖2、底座4的装置器I内，并使单体电池的底部与支撑柱21接触，随后将上盖3自装置器I的顶部嵌入装置器I内以使其与装置器I的顶部内侧配合，最后于上盖3与装置器I的配合处外部涂抹密封胶以完成注塑装置的装配，其中，单体电池的正、负极耳金属带经由极耳孔33穿出；
c:先由注胶孔31向已完成装配的注塑装置内加注注塑胶液，待加注完毕后，排出注塑装置内的空气，然后对注塑装置内的注塑胶液进行固化，其中，所述固化温度为60〜100 °C，固化时间为10〜60min ；
d:待固化完成后，先除去上盖3与装置器I的配合处的密封胶，再向上提拉提手34以取下上盖3，然后拆下底座4，并除去下盖2与装置器I的配合处的密封胶，随后通过轻敲单体电池顶部的方式取下下盖2，最后推动单体电池底部并提拉正、负极耳金属带以将注塑后的单体电池取出，此时，完成软包锂离子电池外形注塑装置的使用。

Claims (10)

1.一种软包锂离子电池外形注塑装置，包括装置器(I)、下盖(2)，所述装置器(I)为两端开口的方型结构，其底部与下盖(2 )密封配合，其特征在于: 所述注塑装置还包括与装置器(I)的顶部密封配合的上盖(3 )，所述上盖(3 )的顶部开设有注胶孔(31)，上盖(3 )底部的两端均设置有垫角(32 )，且下盖(2 )的顶部设置有支撑柱(21)。
2.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置，其特征在于:所述上盖(3)的顶部呈方形，其四边对应设置有一对极耳孔(33)、一对提手(34)，所述极耳孔(33)对应开设在近垫角(32)的两端，提手(34)平行设置在垫角(32)之间的正中位置，且极耳孔(33)、提手(34)均相对于注胶孔(31)对称设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置，其特征在于:所述装置器(I)、下盖(2)、上盖(3)的制造材料都为模具钢。
4.根据权利要求2所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置，其特征在于:所述装置器(I)的顶部内侧与上盖(3)密封配合，装置器(I)的底部内侧与下盖(2)密封配合，装置器(I)的底部外侧套设有底座(4)。
5.根据权利要求4所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置，其特征在于:所述底座(4)的制造材料为橡胶。
6.根据权利要求4或5所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置，其特征在于: 所述注胶孔(31)的直径为3~15mm ； 所述垫脚(32)的高度为2~4mm ; 所述极耳孔(33)的宽度为0.1~1mm、长度为5~IOOmm ； 所述提手(34)的高度为5~10mm、宽度为2~5mm、长度为5~IOmm ； 所述支撑柱(21)的高度为2~4mm、直径为3~15mm ； 所述底座(4)的高度为2~4_。
7.—种权利要求1所述的软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法，其特征在于该使用方法依次包括以下步骤: 步骤一:注塑装置的装配:先将下盖(2)与装置器(I)的底部密封配合，再将单体电池由装置器(I)的顶部放入已安装下盖(2)的装置器(I)内，并使单体电池的底部与支撑柱(21)接触，然后将上盖(3)与装置器(I)的顶部密封配合以完成注塑装置的装配； 步骤二:注塑:先由注胶孔(31)向已完成装配的注塑装置内加注注塑胶液，待加注完毕后，排出注塑装置内的空气，然后对注塑装置内的注塑胶液进行固化； 步骤三:注塑装置的拆除:待固化完成后，拆下装置器(I)、下盖(2)、上盖(3)以取出注塑后的单体电池，此时，完成软包锂离子电池外形注塑装置的使用。
8.根据权利要求7所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法，其特征在于: 所述上盖(3)的顶部呈方形，其四边对应设置有一对极耳孔(33)、一对提手(34)，所述极耳孔(33)对应开设在近垫角(32)的两端，提手(34)平行设置在垫角(32)之间的正中位置，且极耳孔(33)、提手(34)均相对于注胶孔(31)对称设置； 装置器(I)的顶部内侧与上盖(3)密封配合，装置器(I)的底部内侧与下盖(2)密封配合，装置器(I)的底部外侧套设有底座(4)；所述步骤一是指:先将下盖(2)自装置器(I)的底部嵌入装置器(I)内以使其与装置器(I)的底部内侧配合，再于下盖(2)与装置器(I)的配合处外部涂抹密封胶，然后在装置器(I)的底部外侧套设底座(4)，再将单体电池由装置器(I)的顶部放入已安装下盖(2)、底座(4)的装置器(I)内，并使单体电池的底部与支撑柱(21)接触，随后将上盖(3)自装置器(I)的顶部嵌入装置器(I)内以使其与装置器(I)的顶部内侧配合，最后于上盖(3)与装置器(I)的配合处外部涂抹密封胶，其中，单体电池的正、负极耳金属带经由极耳孔(33)穿出； 所述步骤三是指:待固化完成后，先除去上盖(3)与装置器(I)的配合处的密封胶，再向上提拉提手(34)以取下上盖(3)，然后拆下底座(4)，并除去下盖(2)与装置器(I)的配合处的密封胶，随后通过轻敲单体电池顶部的方式取下下盖(2)，最后推动单体电池底部并提拉正、负极耳金属带以将注塑后的单体电池取出。
9.根据权利要求7或8所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法，其特征在于:所述使用方法还包括在上盖(3)的底部、装置器(I)的内壁、下盖(2)的顶部均匀喷涂脱模剂并晾干的步骤，该步骤位于步骤一之前。
10.根据权利要求7或8所述的一种软包锂离子电池外形注塑装置的使用方法，其特征在于:所述步骤 二中，固化温度为60~100°C，固化时间为10~60min。
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