CN104538676B - 软包装锂离子电芯的封装封头及封装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种软包装锂离子电芯的封装封头，包括上封头与下封头，所述上封头具有朝向所述下封头的上封装面，所述下封头具有与所述上封装面相对的下封装面，所述上封装面设置有多个朝所述下封装面凸伸的上凸点，所述下封装面设置有多个朝所述上封装面凸伸的下凸点，所述上凸点与所述下凸点呈相互错开设置使所述上封头与所述下封头可相互啮合。本发明封装封头不易发生错位、对封装封头的平整度要求不高，能够明显地改善封装效果。

Description

软包装锂离子电芯的封装封头及封装装置
技术领域
本发明涉及锂电池封装设备领域，尤其涉及一种软包装锂离子电芯的封装封头及封装装置。
背景技术
锂离子电池是目前最先进的商品化二次电池，大量应用于各种电子产品中。锂离子电池按照包装材料来分，可分为钢壳锂离子电池、铝壳锂离子电池和软包装锂离子电池。其中，软包装锂离子电池具有能量密度高、重量轻、形态变化多、可做成薄型电池等优点，因此目前电子移动产品基本上采用软包装锂离子电池作为能源。
软包装锂离子电池的电芯一般采用铝塑复合膜做包装膜。由于锂离子电池用的电解液包括多种有机溶剂的混合，是一种非常危险的化学品，且不允许其与外界空气相互接触，因此要求锂离子电池的封装成型时牢固、安全，防止电解液泄露或避免外界空气渗透进入电芯内部，造成伤害和危险，同时保证软包装锂离子不因漏液、鼓胀而影响性能。
铝塑复合膜一般具有五层结构，内外各两层聚乙烯层(PE)及聚丙烯层(PP)，中间一层铝箔层。在封装时，通常使用一体式、单发热通道的平面封头封装电芯的封边，具体地，封头包括其相对面呈平面的上封头及下封头，将待封口的膜置于上、下封头之间，然后闭合上、下封头，在一定的压力、温度、时间作用下即可将两片铝塑复合膜的PE层及PP层热熔熔合而实现密封封装。
然而，这种一体式、单发热通道的平面封头存在以下缺陷：1，由于上、下封头的相对面为平面，在闭合时容易产生相对滑动而错位，导致铝塑复合膜部分不熔合或未完全熔合，粘接强度降低，由于封装成型后的软包装锂离子电池还需经过分容充放电、高温静置等工艺，这些工艺过程中外界的气体会沿着溶胶不良部位渗透，同时其内的电解液会沿着铝塑复合膜熔合不良部位渗透出来，导致软包装锂离子电池的漏液、鼓胀或报废；2，封装效果对上、下封头的平整度要求较高，平整度达不到要求时，同样会导致封装效果不佳。
因此，亟待一种不易发生错位、封装效果好的封装封头及封装装置，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不易发生错位、封装效果好的封装封头。
本发明的另一个目的是提供一种不易发生错位、封装效果好的封装装置。
为了实现上述目的，本发明提供了一种软包装锂离子电芯的封装封头，包括上封头与下封头，所述上封头具有朝向所述下封头的上封装面，所述下封头具有与所述上封装面相对的下封装面，所述上封装面设置有多个朝所述下封装面凸伸的上凸点，所述下封装面设置有多个朝所述上封装面凸伸的下凸点，所述上凸点与所述下凸点呈相互错开设置使所述上封头与所述下封头可相互啮合，所述上凸点与下凸点分别于所述上封装面与下封装面上呈矩阵排列设置。
与现有技术相比，由于本发明在所述上封头的所述上封装面设置了多个所述上凸点，并在所述下封头的所述下封装面设置了多个所述下凸点，所述上凸点与所述下凸点呈相互错开设置，从而使所述上封头与所述下封头可以藉由所述上凸点与所述下凸点而啮合。在进行封装时，将软包装锂离子电芯的封边口置于上、下封头之间，然后闭合上、下封头，由于上、下封头的相对面在宏观上是具有凸点的凹凸面而不是现有技术中的平面，因此所述上封头与下封头在闭合状态下不易发生错位，能够保证良好的封装效果。同时，利用凹凸面进行封装，则无需满足对所述上封装面与下封装面的平整度要求。
较佳地，每一所述上凸点伸入相邻的至少两所述下凸点之间，而每一所述下凸点伸入相邻的至少两所述上凸点之间。
较佳地，所述上凸点朝所述下封装面凸伸的距离与所述下凸点朝所述上封装面凸伸的距离相同，所述上封头与所述下封头啮合后，所述上凸点抵顶于所述下封装面，所述下凸点抵顶于所述上封装面。使所述上凸点抵顶于所述下封装面，所述下凸点抵顶于所述上封装面，目的是为了加强所述上封头与下封头之间的啮合稳定性，进一步确保封装质量。
较佳地，所述上凸点与所述下凸点均呈长方体结构。
较佳地，所述上封头包括上发热体及上导热体，所述上导热体可拆卸地固定于所述上发热体，所述上封装面设置于所述上导热体，所述下封头包括下发热体及下导热体，所述下导热体可拆卸地固定于所述下发热体，所述下封装面设置于所述下导热体。现有技术中的封头是一整体结构，由于封装设备结构空间有限，在进行封头的保养、更换时需要将封头整体拆卸，拆装过程慢，一定程度上影响生产效率。通过将所述上封头设置为所述上导热体可拆卸固定于所述上发热体的结构，将所述下封头设置为所述下导热体可拆卸固定于所述下发热体的结构，在进行保养、更换时只需拆卸上导热体、下导热体即可，拆装更快捷，对生产效率影响较小。
具体地，所述上导热体与所述下导热体的横截面均呈“T”字形。
更具体地，所述上导热体包括上固定部及固定于所述上固定部的中间位置并相对所述上固定部垂直延伸的上封装部，所述上封装部的端面为所述上封装面，所述上固定部开设有分列于所述上封装部两侧并贯穿所述上固定部的若干螺孔；所述下导热体包括下固定部及固定于所述下固定部的中间位置并相对所述下固定部垂直延伸的下封装部，所述下封装部的端面为所述下封装面，所述下固定部开设有分列于所述下封装部两侧并贯穿所述下固定部的若干螺孔。
具体地，所述上发热体及所述下发热体内分别沿长度方向开设有两个发热通道。传统的封头中只设置一个发热通道，容易造成封头各部位的温差较大且不稳定，通过在上发热体及所述下发热体内设置两个所述发热通道，能够提高封头的温度稳定性，使电芯在封装成型的膜封边熔合粘接强度较大，实现了软包装锂离子电池的无漏液、无鼓胀，提高了软包装锂离子电池的合格率。
本发明还提供了一种包括了所述封装封头的软包装锂离子电芯的封装装置。由于采用所述封装封头，本封装装置的封头不易发生错位、对封装封头的平整度要求不高，能够明显地改善封装效果。
附图说明
图1是本发明封装封头的立体图。
图2是本发明封装封头另一角度的立体图。
图3是本发明封装封头的分解示意图。
具体实施方式
下面结合给出的说明书附图对本发明的较佳实施例作出描述。
结合图1至图3所示，本发明公开了一种软包装锂离子电芯的封装封头，包括上封头1与下封头2，根据一般的封头设置方式，所述上封头1位于上方，所述下封头2位于下方，所述上封头1与下封头2上下相对。所述上封头1包括上发热体11与可拆卸地固定于所述上发热体11的上导热体12；所述下封头2包括下发热体21与可拆卸地固定于所述下发热体21的下导热体22。
所述上发热体11与下发热体21的结构相同，均为长方体结构且其端面为正方形，所述上发热体11与下发热体21内分别沿其长度方向开设有两个横截面为圆形的发热通道110、210，两个所述发热通道110、210沿正方形的对角线设置。所述发热通道110、210用于容纳电热铁等发热装置，使所述上发热体11及下发热体21可以分别将热量传递给所述上导热体12及下导热体22。所述上发热体11与下发热体21内的所述发热通道110、210的数量也可以设置得更多，并呈均匀分布设置，从而使封头各部位的温度更平衡稳定，但是所述发热通道110、210设置的数量越多，发热装置的数量也需要越多，会导致成本的升高，因此本实施例中选择发热通道的数量为两个，设置两个所述发热通道110、210已经能够使电芯在封装成型的膜封边熔合粘接强度较大，其粘接强度平均可以达到37.3N。
所述上导热体12的横截面呈“T”字形，所述上导热体12包括上固定部121及固定于所述上固定部121的中间位置并相对所述上固定部121垂直向下延伸的上封装部122，所述上固定部121即为“T”字上端较宽的部分，而所述上封装部122即为“T”字下端较细的部分，所述上固定部121与上封装部122是一体成型结构。
所述上固定部121开设有分列于所述上封装部122两侧并贯穿所述上固定部121的若干螺孔121a，并且位于所述上封装部122两侧的两排所述螺孔121a呈对称设置。在所述上发热体11上可以对应地开设若干螺孔，安装时，使用螺钉或螺柱等连接件螺纹连接于所述上固定部121上的所述螺孔121a内并穿过所述上固定部121后连接于所述上发热体11上的螺孔，从而实现所述上导热体12在所述上发热体11上的可拆卸固定连接。
所述上封装部122的一端与所述上固定部121固定，所述上封装部122的另一端的端面(图2中朝下的一面)为上封装面123，所述上封装面123朝向所述下封头2，所述上封装面123上设置有多个相对所述上封装面123凸起的上凸点124，所述上凸点124朝所述下封头2凸伸，多个所述上凸点124于所述上封装面123上呈矩阵排列设置，具体的，所述上凸点124呈长方体结构。
所述下导热体22的横截面呈倒置的“T”字形，所述下导热体22包括下固定部221及固定于所述下固定部221的中间位置并相对所述下固定部221垂直向上延伸的下封装部222，所述下固定部221即为“T”字上端较宽的部分，而所述下封装部222即为“T”字下端较细的部分，所述下固定部221与下封装部222是一体成型结构。
所述下固定部221开设有分列于所述下封装部222两侧并贯穿所述下固定部221的若干螺孔221a，并且位于所述下封装部222两侧的两排所述螺孔221a呈对称设置。在所述下发热体21上可以对应地开设若干螺孔，安装时，使用螺钉或螺柱等连接件螺纹连接于所述下固定部221上的所述螺孔221a内并穿过所述下固定部221后连接于所述下发热体21上的螺孔，从而实现所述下导热体22在所述下发热体21上的可拆卸固定连接。
所述下封装部222的一端与所述下固定部221固定，所述下封装部222的另一端的端面(图1中朝上的一面)为下封装面223，所述下封装面223与所述上封装面123相对。所述下封装面223上设置有多个相对所述下封装面223凸起的下凸点224，所述下凸点224朝所述上封装面123凸伸，多个所述下凸点224于所述下封装面223上呈矩阵排列设置，具体的，所述下凸点224呈长方体结构。
所述下凸点224与所述上凸点124呈相互错开设置使所述上封头1与所述下封头2可相互啮合，具体的说，就是每一个所述上凸点124沿竖直方向对应到所述下封装面223上的位置没有设置下凸点224而具有空间，每一个所述下凸点224沿竖直反向对应到所述上封装面123上的位置没有设置上凸点124而具有空间。所述上凸点124朝所述下封装面223凸伸的距离与所述下凸点224朝所述上封装面123凸伸的距离相同，所述上封头1与所述下封头2啮合后，所述上凸点124抵顶于所述下封装面223，所述下凸点224抵顶于所述上封装面123，此时每一所述上凸点124伸入相邻的至少两所述下凸点224之间，而每一所述下凸点224伸入相邻的至少两所述上凸点124之间。较佳地，相邻的两所述下凸点224间的距离等于所述上凸点124的宽度，而相邻的两所述上凸点124间的距离也等于所述下凸点224的宽度，因此所述上封装面123上的多个所述上凸点124与所述下封装面223上的多个所述下凸点224可以相互嵌合并加强连接时的相互作用力，同时消除了所述上封装面123与下封装面223啮合时的空隙，保证封装无死角。
本实施例中所述上凸点124与下凸点224分别布满所述上封装面123与下封装面223，在其他的实施方式中，所述上凸点124与下凸点224也可以只设置于所述上封装面123与下封装面223的部分，只要能将膜封边夹紧即可。
与现有技术相比，由于本发明在所述上封头1的所述上封装面123设置了多个所述上凸点124，并在所述下封头2的所述下封装面223设置了多个所述下凸点224，所述上凸点124与所述下凸点224呈相互错开设置，从而使所述上封头1与所述下封头2可以藉由所述上凸点124与所述下凸点224而啮合。在进行封装时，将软包装锂离子电芯的封边口置于上、下封头2之间，然后闭合上、下封头2，由于上、下封头2的相对面在宏观上是具有凸点的凹凸面而不是现有技术中的平面，因此所述上封头1与下封头2在闭合状态下不易发生错位，能够保证良好的封装效果。同时，利用凹凸面进行封装，则无需满足对所述上封装面123与下封装面223的平整度要求。另外，所述上封头1与下封头2分别设置为两部分组合而成的结构，维护、更换时只需拧松连接件并将所述上导热体12与下导热体22取下即可，拆装快捷。
本发明还提供了一种包括了所述封装封头的软包装锂离子电芯的封装装置。由于采用所述封装封头，本封装装置的封头不易发生错位、对封装封头的平整度要求不高，能够明显地改善封装效果。封装装置中的其他部件并非是本发明的改进点所在，并且是本领域技术人员可以从现有技术中轻易得到的，因此不做介绍。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种软包装锂离子电芯的封装封头，包括上封头与下封头，所述上封头具有朝向所述下封头的上封装面，所述下封头具有与所述上封装面相对的下封装面，其特征在于：所述上封装面设置有多个朝所述下封装面凸伸的上凸点，所述下封装面设置有多个朝所述上封装面凸伸的下凸点，所述上凸点与所述下凸点呈相互错开设置使所述上封头与所述下封头可相互啮合，所述上凸点与下凸点分别于所述上封装面与下封装面上呈矩阵排列设置。
2.如权利要求1所述的封装封头，其特征在于：每一所述上凸点伸入相邻的至少两所述下凸点之间，而每一所述下凸点伸入相邻的至少两所述上凸点之间。
3.如权利要求1所述的封装封头，其特征在于：所述上凸点朝所述下封装面凸伸的距离与所述下凸点朝所述上封装面凸伸的距离相同，所述上封头与所述下封头啮合后，所述上凸点抵顶于所述下封装面，所述下凸点抵顶于所述上封装面。
4.如权利要求1所述的封装封头，其特征在于：所述上凸点与所述下凸点均呈长方体结构。
5.如权利要求1所述的封装封头，其特征在于：所述上封头包括上发热体及上导热体，所述上导热体可拆卸地固定于所述上发热体，所述上封装面设置于所述上导热体，所述下封头包括下发热体及下导热体，所述下导热体可拆卸地固定于所述下发热体，所述下封装面设置于所述下导热体。
6.如权利要求5所述的封装封头，其特征在于：所述上导热体与所述下导热体的横截面均呈“T”字形。
7.如权利要求6所述的封装封头，其特征在于：所述上导热体包括上固定部及固定于所述上固定部的中间位置并相对所述上固定部垂直延伸的上封装部，所述上封装部的端面为所述上封装面，所述上固定部开设有分列于所述上封装部两侧并贯穿所述上固定部的若干螺孔；所述下导热体包括下固定部及固定于所述下固定部的中间位置并相对所述下固定部垂直延伸的下封装部，所述下封装部的端面为所述下封装面，所述下固定部开设有分列于所述下封装部两侧并贯穿所述下固定部的若干螺孔。
8.如权利要求5所述的封装封头，其特征在于：所述上发热体及所述下发热体内分别沿长度方向开设有两个发热通道。
9.一种软包装锂离子电芯的封装装置，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的封装封头。
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