CN104953149A - 电池卷芯包装装置及包装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池卷芯包装装置，所述电池卷芯软包装装置包括铰接在一起的上定位板和下定位板，所述上定位板和下定位板上设有凹槽，当所述上定位板与下定位板处于闭合状态时，所述上定位板和下定位板上的凹槽围成容置电池卷芯的电池腔。该装置结构简单，便于操作，在对电池卷芯进行包装时省去了冲压的过程，既可以节省原材料，又能够避免对铝塑包装膜的损害，提高了安全性能。

Description

电池卷芯包装装置及包装方法

技术领域

    本发明涉及电池制造领域，尤其涉及一种锂电池卷芯包装装置，同时也涉及电池卷芯的包装方法。

背景技术

现有的圆柱形锂电池的电池卷芯外一般使用钢外壳或铝外壳包装，但这种金属包装外壳的防爆安全性差，对锂电池具有很大的安全隐患，除此之外，金属外壳的长度和直径一般是固定的，难以适应多种型号的锂电池。为此，中国专利200620056378.4公开了一种圆柱形锂电池软包装壳，该包装壳是由铝塑复合膜组成，在铝塑复合膜上有两个冲压而成的半圆柱形凹坑，将铝塑膜合拢，两个半圆柱形凹坑相对形成圆柱形电池腔。将电池卷芯放入半圆柱形凹坑内合拢铝塑膜即完成对电池卷芯的软包装，然后对电池卷芯进行极耳边热封，最后经过注液，预充，二封，续充等工序完成软包圆柱形电芯的制造，这种对电池卷芯包装的工序也存在如下不足：第一，该方法需要将铝塑包装膜分切并通过模具冲压成凹坑，冲压后的包装膜四周边变形很大，需切掉很多边角料，造成包装材料的浪费。 第二，由于铝塑膜很薄，冲压成形的过程中难免会对铝塑包装膜产生撕扯，铝塑膜在冲压模具的冲击下容易形成很难观察到的裂痕和针眼小孔，造成了严重的安全隐患。第三，该方法对极耳边热封时需要靠人工把电池卷芯放入成形后的铝塑包装膜槽内，然后才能热封，该工序即浪费人力，也降低了生产效率。第四，该方法工序复杂，生产效率相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种便于对电池卷芯包装的包装装置，该包装装置结构简单，便于操作，同时能够减少工序环节，对电池卷芯包装效率和包装质量的提供具有极大的促进作用。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种电池卷芯包装的方法，该方法省去了冲压过程，提高了电池卷芯的包装效率和生产质量。

一种电池卷芯包装装置，所述电池卷芯软包装装置包括铰接在一起的上定位板和下定位板，所述上定位板和下定位板上设有凹槽，当所述上定位板与下定位板处于闭合状态时，所述上定位板和下定位板上的凹槽围成容置电池卷芯的电池腔。该装置结构简单，便于操作，在对电池卷芯进行包装时省去了冲压的过程，既可以节省原材料，又能够避免对铝塑包装膜的损害，提高了安全性能。

所述上定位板至少为两个，各相邻的上定位板通过铰接连接。通过设置多个上定位板，可以适应更多电池卷芯形状的需求。

进一步的，所述上定位板由左上定位板和右上定位板组成，所述左上定位板与下定位板的左端铰接，所述右上定位板与下定位板的右端铰接。

所述电池卷芯软包装装置还设有抽真空装置，所述左上定位板和/或右上定位板上设有与抽真空装置连接的真空吸孔。真空吸孔能够吸附铝塑包装膜，防止铝塑包装膜在包装过程中发生脱落或错位。

所述电池卷芯软包装装置还包括与左上定位板和右上定位板连接的用以驱动左上定位板和右上定位板闭合的夹具气缸。

所述上定位板与下定位板处于闭合状态时，由上定位板和下定位板上凹槽围成的容置电池卷芯的电池腔的截面形状为圆形或长方形或正方形，以便适应不同形状的电池卷芯。

所述电池卷芯包装装置还设有送料机构和传输机构，所述送料机构包括齿轮和套设在齿轮上的传送带，所述传输机构包括丝杆、带动丝杆转动的步进电机以及套设在丝杆上与丝杆啮合的抓取装置。通过送料机构和传输机构，实现了电池卷芯包装的自动化生产。

所述传送带上设有若干用以容置电池卷芯的槽体，所述传送带上的槽体能够更好的固定电池卷芯，防止电池卷芯偏移预定位置造成定位不准。

所述抓取装置包括双杆气缸和与双杆气缸连接的真空吸盘，通过真空吸盘实现对电池卷芯的自动抓取和释放。

一种电池卷芯包装方法，包括如下步骤：

1）将分切好的铝塑包装膜置于权利要求1至9任一所述的电池卷芯包装装置上，铝塑包装膜覆盖所述下定位板凹槽，铝塑包装膜沿下定位板凹槽长度方向的一边长度大于所述凹槽的长度；

2）将电池卷芯放于铝塑包装膜上方并向下挤压铝塑包装膜直至电池卷芯被推送至下定位板凹槽内；

3）转动上定位板至上定位板与下定位板闭合使电池卷芯容置在上定位与下定位板所围成的电池腔内；

4）对电池卷芯两端极耳边的铝塑包装膜进行热封。

该包装方法省去了冲压的步骤，简化了工序，提供了生产效率，减小了冲压对铝塑包装膜的损坏。

进一步的，步骤2）采用权利要求9所述的抓取装置将电池卷芯放于铝塑包装膜上方，并通过所述双杆气缸向下挤压铝塑包装膜直至电池卷芯被推送至下定位板凹槽内。

本发明电池卷芯包装装置结构简单，便于操作，在对电池卷芯进行包装时省去了冲压的过程，保持了铝塑包装膜的原貌，无需切除边角料，降低了对原材料的浪费，同时，省去冲压过程也最大限度地减少了包装装置对铝塑包装膜的损害，增加了铝塑包装膜的安全保障。本发明采用的对电池卷芯的包装方法，工艺简单，适应自动化生产的需要，节省了人力成本，本发明可在电池卷芯包装装置上直接对电池卷芯极耳边进行热封，精简了工序，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例1电池卷芯包装装置打开状态下的剖视图；

图2是本发明实施例1电池卷芯包装装置闭合状态下的剖视图；

图3是本发明实施例2电池卷芯包装装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图1、图2所示，本发明所述电池卷芯6包装装置由下定位板1和上定位板组成，所述上定位板由左上定位板2和右上定位板3组成，左上定位板2与下定位板1的左端部铰接连接，同样，右上定位板3与下定位板1的右端铰接连接，左上定位板2与右上定位板3绕铰接处的转轴4旋转。所述左上定位板2与下定位板1之间的接触面以及右上定位板3与下定位板1之间的接触面相互配合，使左上定位板2与右上定位板3打开时，左上定位板2与右上定位板3处于水平状态，如图1所示。所述左上定位板2、右上定位板3以及下定位板1的内侧均设有圆弧形凹槽，当左上定位板2与右上定位板3处于闭合状态时，所述下定位板1与左上定位板2与右上定位板3上的弧形凹槽围成的用以容置电池卷芯的电池腔的横截面为圆形，如图2所示。当然，本发明可以根据被包装产品——电池卷芯6的形状合理改变下定位板1与左上定位板2与右上定位板3上的凹槽形状及大小，比如，当电池卷芯6长度方向的横截面为长方形或正方形时，可以将下定位板1与左上定位板2与右上定位板3上的凹槽改为直角形使得三者围成的电池腔横截面为长方形或正方形以便适应电池卷芯6的形状。

所述电池卷芯软包装装置还设有抽真空装置（图中未显示），所述左上定位板2和/或右上定位板3上设有与抽真空装置连接的真空吸孔5, 将电池卷芯包装膜，即铝塑包装膜7放在左上定位板2和右上定位板3后，在真空吸孔5的作用下，铝塑包装膜7被牢牢吸住，防止铝塑包装膜7在上定位板旋转的过程中发生脱落。

使用本发明对电池卷芯6进行包装的步骤如下：

1）将分切好的电池卷芯6包装材料——铝塑包装膜，置于电池卷芯包装装置上，开启抽真空装置，铝塑包装膜7被牢牢地吸附在上定位板上。本发明使用的铝塑包装膜为现有技术领域的铝塑包装膜，铝塑包装膜7尺寸根据电池卷芯6大小确定，铝塑包装膜7应该能够覆盖下定位板1的凹槽，铝塑包装膜7沿所述凹槽长度方向的一边长度应大于该凹槽长度，即铝塑包装膜7能够伸出凹槽；

2）将电池卷芯6放于铝塑包装膜上方并向下挤压铝塑包装膜直至电池卷芯6被推送至下定位板凹槽内；

3）转动左上定位板2和右上定位板3至上定位板与下定位板1闭合使电池卷芯6容置在上定位与下定位板1所围成的电池腔内；

4）在步骤3）的基础上，对电池卷芯6两端极耳边的铝塑包装膜7进行热封，由于在步骤1）中，铝塑包装膜7沿凹槽长度方向的一边长度应大于该凹槽长度，在上定位板与下定位板1闭合状态下，电池卷芯6取下之前可对电池卷芯6两端部的铝塑包装膜7进行热封。电池卷芯6热封后即完成了对电池卷芯6的软包装工艺。 

实施例2

如图3所示，为了适应自动化生产的需要，本实施例在实施例1的基础上对电池卷芯包装装置进行了改进，在左上定位板2和右上定位板3上各设置了一个夹具气缸8，在夹具气缸8的驱动下，左上定位板2和右上定位板3实现闭合与张开。同时，本实施例还增设了送料机构和传输机构，所述送料机构包括两齿轮21以及套设在两齿轮21上的传送带22，所述传送带22上设有若干用以容置电池卷芯6的槽体23，所述齿轮21由驱动装置驱动。所述传输装置包括两支架24，两支柱24通过丝杆25连接，所述丝杆25与步进电机26连接，丝杆25上还套设有与丝杆25螺纹啮合的抓取装置27，该抓取装置27包括双杆气缸28和真空吸盘29，双杆气缸25可以直接套设在丝杆25上，也可以通过其他辅助部件套设在丝杆25上，所述真空吸盘29设于双杆气缸28的端部，真空吸盘29与抽真空装置连接，通过控制抽真空装置的工作状态可以实现真空吸盘29对电池卷芯6的抓取与释放，通过步进电机26控制丝杆25的转动，进而控制抓取装置27在丝杆25上的位置，当抓取装置27位于送料机构的传送带22上方时，双杆气缸28下压至真空吸盘29压紧传送带22槽体内的电池卷芯6，抽真空装置运转使真空吸盘29牢牢吸住电池卷芯6，双杆气缸28上升，在步进电机26的带动下，抓取装置26被定位至装有铝塑包装膜的下定位板1凹槽的上方，此时，双杆气缸28再次下压至下定位板1凹槽内，真空吸盘29的抽真空装置停止运转，双杆气缸28上升，夹具气缸8运转使左上定位板2和右上定位板3闭合，完成对电池卷芯的包装，然后对电池卷芯6两端部进行热封。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上对电池卷芯包装装置进行了改进，本实施例的电池卷芯包装装置包括下定位板1和上定位板2，下定位板1与上定位板2之间通过铰接方式联系在一起，下定位板1与上定位板2上各设有一个半圆形凹槽，当下定位板1与上定位板2闭合时，二者所围成的电池腔的横截面为圆形。

基于实施例1和实施例3，本发明所述上定位板既可以设置为1个，也可以设置为两个，当然，上定位板的数量也可以是三个或更多，当上定位板数量为3个或3个以上时，相邻的上定位板之间通过铰接连接，同理，本发明所述下定位板1也可以设置成两个或多个，不论上定位板和下定位板的数量如何，只要当上定位板处于闭合状态时上定位板与下定位板上的凹槽能够围成特定形状的电池腔即可实现本发明目的，比如，该设计可以满足电池卷芯为五边形或六边形等多边形的情形。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池卷芯包装装置，其特征在于，所述电池卷芯软包装装置包括铰接在一起的上定位板和下定位板，所述上定位板和下定位板上设有凹槽，当所述上定位板与下定位板处于闭合状态时，所述上定位板和下定位板上的凹槽围成容置电池卷芯的电池腔。

2.根据权利要求1所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述上定位板至少为两个，各相邻的上定位板通过铰接连接。

3.根据权利要求1所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述上定位板由左上定位板和右上定位板组成，所述左上定位板与下定位板的左端铰接，所述右上定位板与下定位板的右端铰接。

4.根据权利要求3所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述电池卷芯软包装装置还设有抽真空装置，所述左上定位板和/或右上定位板上设有与抽真空装置连接的真空吸孔。

5.根据权利要求3所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述电池卷芯软包装装置还包括与左上定位板和右上定位板连接的用以驱动左上定位板和右上定位板闭合的夹具气缸。

6.根据权利要求1所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述上定位板与下定位板处于闭合状态时，由上定位板和下定位板上凹槽围成的容置电池卷芯的电池腔的截面形状为圆形或长方形或正方形。

7.根据权利要求1至6任一所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述电池卷芯包装装置还设有送料机构和传输机构，所述送料机构包括齿轮和套设在齿轮上的传送带，所述传输机构包括丝杆、带动丝杆转动的步进电机以及套设在丝杆上与丝杆啮合的抓取装置。

8.根据权利要求7所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述传送带上设有若干用以容置电池卷芯的槽体。

9.根据权利要求7所述的电池卷芯包装装置，其特征在于，所述抓取装置包括双杆气缸和与双杆气缸连接的真空吸盘。

10.一种电池卷芯包装方法，包括如下步骤：

1）将分切好的铝塑包装膜置于权利要求1至9任一所述的电池卷芯包装装置上，铝塑包装膜覆盖所述下定位板凹槽，铝塑包装膜沿下定位板凹槽长度方向的一边长度大于所述凹槽的长度；

2）将电池卷芯放于铝塑包装膜上方并向下挤压铝塑包装膜直至电池卷芯被推送至下定位板凹槽内；

3）转动上定位板至上定位板与下定位板闭合使电池卷芯容置在上定位与下定位板所围成的电池腔内；

4）对电池卷芯两端极耳边的铝塑包装膜进行热封。

11.根据权利要求10所述电池卷芯包装方法，其特征在于，步骤2）采用权利要求9所述的抓取装置将电池卷芯放于铝塑包装膜上方，并通过所述双杆气缸向下挤压铝塑包装膜直至电池卷芯被推送至下定位板凹槽内。