CN103904342B - 电芯折边设备及采用其的电芯折边方法 - Google Patents

电芯折边设备及采用其的电芯折边方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电芯折边设备，其具有一次折边装置，该一次折边装置的上模具有多个间隔设置的上压板，下模具有多个间隔设置的下压板，且上压板的间隔设置与下压板的间隔设置交错配合，从而使一次折边后电芯弧形边的热封边形成有规律的皱褶。然后可利用一90度折边装置进行二次折边，电芯的弧形热封边就可以整齐褶皱折起，不会出现因热封边皱在一起出现的封边外扩严重或包装膜被折边装置扯裂的情况，彻底解决目前弧形软包锂电池折边漏液难题。

Description

电芯折边设备及采用其的电芯折边方法
技术领域
本发明涉及电芯生产设备及方法，特别涉及一种弧形电芯折边设备及采用其的电芯折边方法。
背景技术
随着电子产品个性化的发展，市场对弧形软包锂电池需求量越来越大。
弧形软包锂电池折边一直以来都是业界难题，现有弧形软包装锂电池在封装时都是采用一次性折边工艺，一次冲压成型。然而在这个过程中电芯弧形边缘处的折边的皱褶不整齐，不整齐的位置容易外翘，且折边时对包装膜的损伤较大，很容易使包装膜撕裂破损而出现漏液，阻碍弧形软包锂电池的广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在折边过程中对包装膜损伤小的电芯折边设备。
一种电芯折边设备，其用于对具有弧形边的软包装电池进行折边操作，其具有一次折边装置，该一次折边装置包括下模组件和上模组件，所述下模组件包括下模和设置在下模上的弹性垫，所述下模上与电芯的弧形边相对应的位置设计有凸墙，所述凸墙和下模上表面围成一用于收容弹性垫和电芯的定位槽。其中，所述凸墙的外侧壁上延伸而出多个间隔设置的下压板，所述下压板实质上垂直于所述凸墙的外侧壁及下模表面。下压板的外侧边从靠近凸墙的顶部的外侧壁或从凸墙的顶部向下模表面延伸，且其从起点延伸的方向相对所述凸墙的外侧壁的角度小于或等于90度并大于或等于0度。所述上模组件的上模设置有与所述多个间隔设置的下压板相对应的多个间隔设置的上压板，所述多个间隔设置的上压板与所述多个间隔设置的下压板交错配合，从而使上模组件下压时可将上、下模组件之间的电芯封边压出整齐的皱褶。
优选的，所述下模上与电芯的直边相对的位置也形成有凸墙。
优选的，所述的电芯折边设备还包括具有第二上模组件和第二下模组件的二次折边装置，所述第二下模组件和一次折边装置的下模组件相比的区别点至少包括省略了所述下压板，所述凸墙之外的下模表面为光滑表面，所述第二上模组件的上模与所述光滑表面相对的位置为光滑表面。
优选的，所述下模上形成有定位孔，所述上模上与所述定位孔相对的位置上设置有导柱，所述上模组件下压时，所述导柱插入所述定位孔内。
优选的，所述上模的槽口内侧形成有孔，所述孔内设置有通过弹簧与所述上模相连的压块，所述上模组件下压时，所述压块预压电芯。
本发明的目的还在于提供一种应用上述折边设备的电芯折边方法。
一种电芯折边方法，其包括以下步骤：
将未折边的电芯放置于所述凸墙内侧的弹性垫上，使电芯的包装膜封边从所述凸墙上方伸展；
利用所述一次折边装置对所述未折边的电芯进行冲压操作以完成一次折边，使一次折边后的电芯的弧形边的热封边呈规律的皱褶状，且封边与电芯侧壁的夹角大于或等于0度并小于90度；以及
利用二次折边装置对所述经过一次折边操作后的电芯进行冲压操作以完成二次折边，使电芯的弧形边的热封边与电芯侧壁的夹角小于30度。
本发明的电芯折边设备具有一次折边装置，利用其对具有弧形边的电芯进行一次折边后，电芯的弧形封边可按一定斜度和一定皱折折起，然后再采用一90度折边装置进行二次折边时，电芯的弧形封边就可整齐褶皱，不会因封边皱在一起出现的封边外扩严重或包装膜被折边装置扯裂的情况，彻底解决目前弧形软包锂电池折边漏液难题。
附图说明
图1为本发明一实施例中电芯折边设备的一次折边装置的剖面图。
图2为本发明一实施例中未折边的电芯的示意图。
图3为本发明一实施例中经过一次折边后的电芯示意图。
图4为本发明一实施例中一次折边装置下模主视图及其三向剖面图。
图5为本发明一实施例中一次折边装置上模主视图及其三向剖面图。
图6为本发明一实施例中经过二次折边后电芯的纵向剖面示意图。
图7为本发明一实施例中电芯折边设备的二次折边装置的剖面图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本发明电芯折边设备及采用其的电芯折边方法作进一步详细描述。
本发明的电芯折边设备主要包括一次折边装置和二次折边装置，用于对具有弧形边的电芯，例如图2所示的未折边电芯10经过两次折边后，电芯的弧形边缘处的折边皱褶整齐，相对电芯外侧壁的弯折角度在合适的范围内。
图2所示的未折边电芯10的外形接近乒乓球拍，具有弧形边12和连接弧形边两端的直边14，其中乒乓球拍的手柄被电池的正负极耳16取代。包装膜已完成热封边，封边18从电芯的上表面或下表面延伸而出。
如图1所示，一个较佳实施例中，本发明的电芯折边设备的一次折边设备主要包括下模组件30和上模组件20。下模组件30包括垫板31、通过螺钉固定在垫板31上的下模32以及设置在下模32上的弹性垫33。弹性垫33用于在上模组件20下压时缓冲电芯受到的冲击力，以保护电芯。本实施例中，利用硅橡胶制成弹性垫，由于硅胶板.具有一定弹力，可以使折边后电芯容易取出，在上模下压时还起到保护电芯和电芯外包装膜的作用。弹性垫33的形状和尺寸与电芯本体（不包括极耳16）的形状和尺寸相同或略大。
下模32上对应弹性垫33的外缘基本/实质上垂直向上延伸而出一圈凸墙34。凸墙34和下模上表面围成一用于收容弹性垫33和电芯10的定位槽，凸墙的高度低于电芯和弹性垫的厚度的和。请同时参考图4，其中图4(a)为下模主视图，图4(b)为下模A-A向剖面图，图4(c)为下模B-B向剖面图，图4(d)为下模C-C向部分剖面图。本实施例中，为描述方便，与电芯10的直边14对应的凸墙被标记为341，与电芯10的弧形边对应的凸墙被标记为343。其它实施例中，凸墙341仅保留与凸墙343连接处的一段。
特别的是，凸墙343以及凸墙341的与凸墙343相连接的端部的外侧壁上延伸而出多个间隔设置的下压板35。下压板35实质上垂直凸墙34和下模32上表面。为达到电芯10封边18的皱褶程度从里侧到外侧逐渐增大的目的，下压板35的外侧边（远离凸墙外壁和下模表面的一边）从靠近凸墙34的顶部的外侧壁或从凸墙的顶部向下模表面延伸，且其从起点延伸的方向相对凸墙的外侧壁的角度小于90度并大于或等于0度。本实施例中，下压板35呈三角板形，其两个直角边分别与凸墙34和下模相连。其它实施例中，下压板35可呈接近三角板形，其可不与下模表面连接。其他实施例中，下压板35可呈矩形板状，如此，其从凸墙34的外侧壁向外延伸的角度等于90度，上模下压后，电芯封边18的皱褶程度从里侧到外侧一致，也可实现二次折边后形成整齐褶皱的目的。
实际制造过程中，下压板是利用冲压设备在凸墙外侧部冲压凹槽351后形成的。
上模组件20主要包括安装板21、通过螺钉固定在安装板21上的垫板22以及固定在垫板22上的上模23。其中，垫板22用于固定弹簧组件24。弹簧组件24包括导柱和套在导柱上的弹簧。弹簧的末端连接一预压块25。预压块25的形状和尺寸与电芯本体（不包括极耳16）的形状和尺寸相同或略小，其在外力的作用下可压缩弹簧并沿导柱朝向垫板22运动。从而上模组件20下压时，电芯10的受力在可控范围内。其它实施例中，可省略垫板22，预压块25通过弹簧组件固定于安装板21上。
请同时参考图5，其中图5(a)为上模主视图，图5(b)为上模A-A向剖面图，图5(c)为上模B-B向剖面图，图5(d)为上模C-C向部分剖面图。本实施例中，由于电芯的极耳16不需要弯折，因此上模23朝向下模组件30的一面呈二级台阶状，具体的，与凸墙341以及电芯的极耳16相对的一侧231低于其与电芯本体及凸墙343相对的另一侧232，从而在上模组件20下压时，电芯封边18位于直边14的一侧没有被折边。
上模23呈环形，其中间的通孔用于收容弹簧组件24和预压块25。上模23围成上述通孔的边缘处与下压板35相对，该围成上述通孔的边缘处的与凸墙343（也即电芯弧形边）相对的部分、以及与凸墙341的与凸墙343相连接的端部相对的部分呈外扩的斜面233，也即从上模的纵截面来看，与凸墙343相对的通孔的边缘处呈朝向下模组件30扩张的喇叭状，在此称其为外扩的槽口。上模组件20下压到最低位置时，槽口233的表面与下压板35的外侧边相贴合。槽口233的表面基本垂直或实质上垂直延伸而出多条间隔设置的凸条2331作为上压板234，上压板234和下压板35交错设置，从而上压板下压时可将上、下压板之间的包装膜封边压出规律的皱褶（请参考图3，其中图3(a)为电芯主视图，图3(b)为图3(a)的A-A剖面图），且一次折边后，电芯弧形边处的封边与电芯外侧壁的夹角小于或等于90度并大于或等于0度。
其它实施例中，凸墙341的与凸墙343相连接的端部的外侧壁上可不设置下压板。对应的，上模的围成上述通孔的边缘处的与凸墙341的与凸墙343相连接的端部相对的部分也可不设置上压板。
此外，下模32上形成有定位孔36，上模23上与定位孔36相对的位置上设置有导柱26，当上模组件20下压时，导柱26插入定位孔36内辅助定位，以确保折边的准确性。
二次折边装置的结构与上述一次折边装置类似，也包括下模组件60和上模组件50，如图7所示。下模组件60与下模组件30的主要区别在于下模组件60上未设置下压板，未设置下压板的位置呈光滑表面。上模组件50与上模组件20的主要区别在于未设置槽口233和上压板234，未设置槽口233和上压板234的位置为光滑表面。也即，二次折边装置用于进行90度折边处理，上模下压时，上模中部通孔的边缘与下模的凸墙作用将封边进行90度折边处理，处理后的热封边与电芯侧壁的夹角优选的小于30度。此处的夹角是从热封边边缘处远离电芯外侧壁的皱褶顶部测量得到的。
综上，本发明利用上述电芯折边设备执行的电芯折边方法主要包括以下几个步骤。
步骤一，将未折边的电芯放置于凸墙34内侧的弹性垫33上，使电芯的包装膜封边从凸墙34上方伸展而出。
步骤二，利用一次折边装置对未折边的电芯和包装膜行冲压操作以完成一次折边，使一次折边后的电芯的弧形边的封边呈规律的皱褶状，且弧形边处的封边与电芯侧壁的夹角小于或等于90度并大于或等于0度。
步骤三，将经过一次折边后的电芯转移至二次折边装置上，利用二次折边装置对电芯进行冲压操作以完成二次折边，使电芯的弧形边的封边与电芯侧壁的夹角小于30度，如图6所示，其中图6(a)为经过二次折边的电芯的正面图，图6(b)为图6(a)的A-A剖面图。
本发明创造性地利用一次折边装置对具有弧形边的电芯进行一次折边处理，使电芯的弧形封边可按一定斜度和一定皱折折起，然后再采用一90度折边装置进行二次折边，电芯的弧形封边可整齐褶皱，不会因封边皱在一起出现的封边外扩严重或包装膜被折边装置扯裂的情况，彻底解决目前弧形软包锂电池折边漏液难题。
虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (6)

1.一种电芯折边设备，用于对具有弧形边的软包装电池进行折边操作，其具有一次折边装置，该一次折边装置包括下模组件和上模组件，所述下模组件包括下模和设置在下模上的弹性垫，所述下模上与电芯的弧形边相对应的位置设计有凸墙，所述凸墙和下模上表面围成一用于收容弹性垫和电芯的定位槽，其特征在于：
所述凸墙的外侧壁上延伸而出多个间隔设置的下压板，所述下压板实质上垂直于所述凸墙的外侧壁及下模表面；下压板的外侧边从靠近凸墙的顶部的外侧壁或从凸墙的顶部向下模表面延伸，且其从起点延伸的方向相对所述凸墙的外侧壁的角度小于或等于90度并大于或等于0度；
所述上模组件的上模设置有与所述多个间隔设置的下压板相对应的多个间隔设置的上压板，所述多个间隔设置的上压板与所述多个间隔设置的下压板交错配合，从而使上模组件下压时可将上、下模组件之间的电芯封边压出整齐的皱褶。
2.根据权利要求1所述的电芯折边设备，其特征在于，所述下模上与电芯的直边相对的位置也形成有凸墙。
3.根据权利要求1所述的电芯折边设备，其特征在于，还包括具有第二上模组件和第二下模组件的二次折边装置，所述第二下模组件和一次折边装置的下模组件相比的区别点至少包括：省略了所述下压板，所述凸墙之外的下模表面为光滑表面；所述第二上模组件和一次折边装置的上模组件相比的区别点至少包括：所述第二上模组件的上模与所述第二下模组件的下模表面的光滑表面处相对的位置为光滑表面。
4.根据权利要求1所述的电芯折边设备，其特征在于，所述下模上形成有定位孔，所述上模上与所述定位孔相对的位置上设置有导柱，所述上模组件下压时，所述导柱插入所述定位孔内。
5.根据权利要求1所述的电芯折边设备，其特征在于，所述上模的槽口内侧形成有孔，所述孔内设置有通过弹簧与所述上模相连的压块，所述上模组件下压时，所述压块预压电芯。
6.一种基于权利要求1所述的电芯折边设备的电芯折边方法，其特征在于，包括以下步骤：
将未折边的电芯放置于所述凸墙内侧的弹性垫上，使电芯的包装膜封边从所述凸墙上方伸展；
利用所述一次折边装置对所述未折边的电芯进行冲压操作以完成一次折边，使一次折边后的电芯的弧形边的热封边呈规律的皱褶状，且封边与电芯侧壁的夹角大于或等于0度并小于90度；以及
利用二次折边装置对所述经过一次折边操作后的电芯进行冲压操作以完成二次折边，使电芯的弧形边的热封边与电芯侧壁的夹角小于30度。
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