CN105206864B - 软包装电池的封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软包装电池的封装装置，所述封装装置包括座体结构、压板结构、刀刺及热封结构、及真空部。上述软包装电池的封装装置，由于包括压板结构、刀刺及热封结构，刀刺及热封结构刀刺电池包装铝膜后不易粘合于一起，压板结构对电池的平压更均匀、效果更好。

Description

软包装电池的封装装置

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，特别是涉及一种软包装电池的封装装置。

背景技术

软包装锂离子电池以其能量密度高、循环寿命好等优点而受到越来越多青睐。而软包装锂离子电池的封装是影响锂离子电池质量的关键因素，

目前大多数电池厂家采用是封装机，对电池进行预封装，再对其进行穿刺、抽气、终封装。然而，传统的封装机采用针刺的方式来穿透电池包装材料铝膜，其针刺完铝膜容易粘合在一起，不利于电池中多余的电解液流出；再者，传统的封装机一般采用同一真空度进行整个封装过程，其不符合每个具体步骤所需真空度的需要；再者，传统的封装机的压板结构采用气动增压缸结构压实电池，其成本较高；另外，传统的封装机体积较大，不能够放置于手套箱内操作。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种体积较小、采用两段真空度、刀具刺穿电池包装铝膜的软包装电池的封装装置，以解决现有技术中存在的问题。

本发明的实施例提供一种软包装电池的封装装置，所述封装装置包括座体结构、压板结构、刀刺及热封结构、及真空部，所述座体结构包括底座和设置于所述底座下端四周的侧板，所述压板结构包括侧板、座体、放置板、压板、盖板、气缸、弹簧组件、及拉簧，所述侧板为两个且平行间隔地固定于座体的两侧，所述座体设置于所述底座上且中心开设有槽体，所述放置板设置于所述槽体中，所述侧板上开设有竖直的滑槽，所述气缸的缸体固定于所述滑槽的下方，所述气缸的活塞杆沿所述滑槽向上伸出与所述盖板的侧壁铰接连接，所述拉簧两端分别固定于所述盖板和所述活塞杆上，所述压板设置于所述盖板的下方且通过所述弹簧组件连接，所述气缸带动所述压板及所述盖板同步运动实现所述压板平压所述放置板的电池及所述盖板的扣合；所述刀刺及热封结构包括热封结构、刀具结构、及外罩，所述热封结构和所述刀具结构固定于所述底座上且所述热封结构夹设于所述压板结构与所述刀具结构之间，所述热封结构上下对称设置且可相对靠近而封装于其间的所述电池，所述刀具结构可竖直及水平移动而刀刺其下方的所述电池，所述外罩罩设于所述热封结构与所述刀具结构的外侧；真空部设置于所述压板结构或所述压板结构中。

进一步地，所述刀刺及热封结构包括底板，所述底板的下端固定于所述底座的上端，所述热封结构河所述刀具结构固定于所述底板上。

进一步地，所述热封结构包括上模组件和下模组件；所述上模组件包括上模固定件、上模头、铜模、第一气缸，所述第一气缸为两个且间隔地固定于所述底板上，所述第一气缸的活塞杆竖直向上且所述上模固定件的两端夹设并固定于两个所述第一气缸的活塞杆顶端，所述上模头固定于所述上模固定件下端，所述上模头与所述上模固定件之间设置有用于加热的所述铜模；所述下模组件包括下模固定件、下模头、及铜模，所述下模固定件固定于所述底板上，所述下模头固定于所述下模固定件的上端，所述下模头与所述下模固定件之间设置有用于加热的所述铜模，所述上模头与所述下模头上下对位；加热后的所述上模头在所述第一气缸作用下向下运动与加热后的所述下模头压合于二者间的所述电池。

进一步地，所述刀具结构包括第二气缸、刀具固定板、及刀具，所述第二气缸固定所述底板上，所述第二气缸的活塞杆竖直向上且与所述刀具固定板的下端中部固定连接，所述刀具包括侧板、连接块、第三气缸、及刀具本体，所述侧板的同一侧两端通过所述连接块与所述刀具固定板的一侧固定连接，所述第三气缸水平地固定于所述侧板上，所述刀具本体固定于所述第三气缸的活塞杆上，所述第三气缸的活塞杆水平伸缩；所述刀具本体在所述第三气缸和所述第二气缸的控制下既可水平移动还可竖直移动。

进一步地，所述刀具本体包括多个平行间隔的刀体且刀体的刀刃朝下。

进一步地，所述刀具结构还包括回收槽，所述回收槽可拆卸地固定于所述底板上，所述回收槽包括回收槽体和可拆卸地盖设于所述回收槽体上端的回收槽盖板，所述回收槽盖板上开设有回流孔。

进一步地，所述压板结构还包括档杆，所述档杆水平地架设于所述盖板内侧的上方，所述档杆限位所述盖板。

进一步地，所述放置板中心设置有升降调节孔，所述升降调节孔中安装有螺栓，所述螺栓于所述升降调节孔中旋转调节而实现所述放置板的水平高度调节。

进一步地，所述活塞杆的端部设置有气缸挂钩，所述气缸挂钩与所述盖板铰接连接，所述气缸挂钩随所述活塞杆下落时所述气缸挂钩缩回所述滑槽中。

进一步地，所述封装装置还包括控制系统，所述控制系统设置于所述侧板及所述侧板的外壁上，所述控制系统包括压板结构控制键、刀刺控制键、热封控制键、及真空控制器。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：上述软包装电池的封装装置，由于包括压板结构、刀刺及热封结构，刀刺及热封结构刀刺电池包装铝膜后不易粘合于一起，压板结构对电池的平压更均匀、效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例的软包装电池的封装装置的结构示意图；

图2是图1的另一角度的结构示意图；

图3是图2拆卸外罩后的结构示意图；

图4是压板结构的结构示意图；

图5是弹簧组件的拆分示意图；

图6是刀刺及热封结构的主视图；

图7是图6的后视图；

图8是刀具334的俯视图；

图9是电池放置状态的示意图；以及

图10是回收槽的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参阅图1至图10所示，软包装电池的封装装置100包括座体结构10、压板结构20、刀刺及热封结构30、真空部40、及控制系统50。

座体结构10包括底座11和侧板12。底座11下端四周固定有侧板12，侧板12用于固定控制系统50的各个控制按钮。

压板结构20设置于座体结构10的底座11上端。压板结构20包括侧板21、座体22、放置板23、压板24、盖板25、气缸26、档杆27、弹簧组件28、及拉簧29。

侧板21为两个且侧板21的上边倾斜，两个侧板21平行间隔固定于座体22的两侧，座体22为长方体状结构，座体22中心开设有矩形的槽体221，槽体221中设置有可调节高度的水平的放置板23，放置板23中心设置有升降调节孔231，升降调节孔231中安装有螺栓232，螺栓232于升降调节孔231中旋转调节而实现放置板23的水平高度调节。

侧板21上开设有竖直的滑槽211，气缸26的缸体262固定于滑槽211的下方，气缸26的活塞杆264沿滑槽211向上伸出滑槽211而与盖板25的侧壁铰接连接，具体地，活塞杆264端部设置有气缸挂钩266，气缸挂钩266与盖板25铰接连接，气缸挂钩266随活塞杆264下落时气缸挂钩266缩回滑槽211中。

盖板25包括上盖板252和固定于上盖板252上的玻璃盖板254，上盖板252的侧壁与气缸挂钩266铰接连接。拉簧29的两端分别固定于上盖板252和气缸挂钩266上，拉簧29对上盖板252提供预紧力。

档杆27水平地架设于盖板25内侧的上方，档杆27用于限位于盖板25。

压板24设置于盖板25的下方且夹设于两个活塞杆264之间。压板24上表面的中部和内侧端部分别通过不同长度的弹簧组件28与盖板25下表面对应部分连接，弹簧组件28垂直于压板24，压板24和盖板25的外侧互相靠近，压板24和盖板25的内侧互相远离。

弹簧组件28为多个且长度不同，弹簧组件28包括轴套固定件281、轴282、轴套283、及弹簧284。轴套固定件281开设有螺纹孔2811，轴282的中部设置有凸出于轴282的凸台2822，轴套283开口端的侧壁设置有外螺纹2831，轴套283的封闭端开设有通孔2832，外螺纹2831与螺纹孔2811相配合。轴套固定件281固定于盖板25下表面，弹簧284于轴282的一端套设于轴282上且限位于凸台2822上，轴282的另一端穿设于轴套283中且从通孔2832穿出至轴套283外，凸台2822抵靠于通孔2832封闭端端壁而限位于轴套283中，轴套283的外螺纹2831与轴套固定件281的螺纹孔2811螺纹连接，轴282的端部固定于压板24上表面。在弹簧组件28的作用下，压板24和盖板25的间距可伸缩。

压板结构20处于悬空状态，由气缸26拉动盖板25及压板24上升和下降，档杆27挡住盖板25终止位。盖板25及压板24在下降的过程中，由于重力、气缸挂钩266拉力、拉簧29拉力的共同作用下，盖板25会自动校正对准座体22(放置板23)上端面，压板24会自动对准放置板23。同时根据不同厚度的电池，可通过调节升降调节孔231中的螺栓232进行放置板23高度的调整。压板结构20采用弹簧原理使压板保持平稳下降压实，结构简单，成本较现有的气动增压缸结构的压板结构20的价格低，压板结构20为旋转式运动方式。

刀刺及热封结构30设置于座体结构10的底座11上方且临近压板结构20。刀刺及热封结构30包括底板31、热封结构32、刀具结构33、及外罩34。

底板31为水平板状结构，底板31的下端面固定于座体结构10的底座11的上端面，底板31的上端面用于固定热封结构32及刀具结构33。

热封结构32包括上模组件321和下模组件322。

上模组件321包括上模固定件3211、上模头3212、铜模3213、第一气缸3214、隔热板3215。第一气缸3214为两个且间隔固定于底板31上，第一气缸3214的活塞杆竖直向上，上模固定件3211的两端夹设并固定于两个第一气缸3214的活塞杆的顶端，上模固定件3211水平设置，两个第一气缸3214同步运动。上模头3212固定于上模固定件3211的下端，上模头3212与上模固定件3211之间还设置有用于加热的铜模3213。铜模3213与上模固定件3211之间还设置有隔热板3215。铜模3213加热并将热量传递给上模头3212。

下模组件322包括下模固定件3221、下模头3222、铜模3223、隔热板3225。下模固定件3221固定于底板31上且与上模固定件3211上下对位，下模头3222固定于下模固定件3221的上端，上模头3212与下模头3222上下对位，下模头3222与下模固定件3221之间还设置有用于加热的铜模3223，铜模3223与下模固定件3221之间还设置有隔热板3225。铜模3223加热并将热量传递给下模头3222，加热后的上模头3212在第一气缸3214的作用下向下运动而与加热后的下模头3222压合二者间的电池200。下模头3222的上端等于或略高于压板结构20的放置板23。

热封结构32的外侧设置有刀具结构33。刀具结构33包括第二气缸331、刀具固定板332、竖直导向结构333、刀具334、及回收槽336。

第二气缸331固定于底板31上，第二气缸331的活塞杆竖直向上且与刀具固定板332的下端中部固定连接，刀具固定板332的两端设置有竖直导向结构333，竖直导向结构333可确保刀具固定板332沿竖直方向运动，刀具固定板332的一侧设置有刀具334。

刀具334包括侧板3341、连接块3342、第三气缸3343、及刀具本体3344。侧板3341的同一侧两端通过连接块3342与刀具固定板332的一侧固定连接，第三气缸3343水平地固定于侧板3341上，刀具本体3344固定于第三气缸3343的活塞杆上，第三气缸3343的活塞杆水平伸缩，刀具本体3344包括多个平行间隔的刀体且刀体的刀刃朝下。刀具334还可包括水平导向结构3345，水平导向结构3345设置于侧板3341与刀具固定板332之间。

刀具本体3344在第三气缸3343、第二气缸331的控制下既可水平移动还可竖直移动，以便于刀具本体3344穿刺电池200使得内部多余的电解液和气体排出。

刀具334的下方设置有回收槽336，回收槽336可拆卸地固定于底板31上。回收槽336包括回收槽体3361和回收槽盖板3362，回收槽盖板3362上开设有回流孔3363，回收槽盖板3362可拆卸地固定于回收槽体3361的上端而将回收槽体3361盖住。下模头3222夹设于回收槽336与放置板23之间。

外罩34罩设于热封结构32及刀具结构33的外侧，当盖板25扣合时，盖板25与外罩34共同作用使得压板结构20、刀刺及热封结构30整体处于密封状态，且压板结构20、刀刺及热封结构30之间形成连通空间。外罩34的侧壁设置有可观察的玻璃视窗342。

真空部40设置于刀刺及热封结构30的底板31上或压板结构20的座体22上，真空部40用于对连通空间进行真空吸附。

控制系统50设置于座体结构10的侧板12以及压板结构20的侧板21外壁上，控制系统50包括压板结构控制键、刀刺控制键、热封控制键、真空控制器。

压板结构控制键用于控制气缸26的升降进而控制压板24与盖板25的运动。刀刺控制键用于控制第三气缸3343和第二气缸331进而刀具本体3344的水平及竖直运动，热封控制键用于加热下模头3222和上模头3212，并控制第一气缸3214上下运动而实现压合。真空控制器有两个档位，真空控制器用于对连通空间抽真空。

本发明中的软包装电池的封装装置100即可进行电池200的一次(初级)封装，也可以进行电池200二次(终封)封装。

参见图1至图10所示，上述实施例中的软包装电池的封装装置100的操作步骤如下：

一次(初级)封装：将待封装电池200放置于放置板23上并将电池200待封口部分向前推至下模头3222的上方，启动压板结构控制键，控制压板24平压待封装电池200同时盖板25随之扣合，再启动热封控制键加热下模头3222和上模头3212并控制第一气缸3214向下运动压合而实现电池200封装，即初级封装。

由于初级封装的电池200内存有多余的电解液及未排出的气体，故需要进行二次(终封)封装。

二次(终封)封装：将初封的电池200放置于放置板23上并将电池200已封口部分向前推至下模头3222及回收槽336的上方，启动压板结构控制键，控制压板24平压电池200同时盖板25随之扣合；启动真空控制器54第一档(较低真空度)，连通空间抽真空，启动刀刺控制键52，控制第三气缸3343推动刀具本体3344水平移动，再控制第二气缸331推动刀具本体3344竖直下移并刀刺电池200已封口部分，电池200中的多余电解液及未排出气体在压差的作用下涌出，同时刀具本体3344复位；此时，启动真空控制器第二档(较高真空度)，使得涌出的电解液雾化并抽出，最终回收至回收槽336中；再启动热封控制键53加热下模头3222和上模头3212并控制第一气缸3214向下运动压合之前刀刺的部位而实现电池200二次封装，即终封封装。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：上述软包装电池的封装装置100，由于包括压板结构20、刀刺及热封结构30，刀刺及热封结构30刀刺电池包装铝膜后不易粘合于一起，压板结构20对电池的平压更均匀、效果更好。

在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本发明中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本发明中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包装电池的封装装置(100)，其特征在于：所述封装装置(100)包括座体结构(10)、压板结构(20)、刀刺及热封结构(30)、及真空部(40)，所述座体结构(10)包括底座(11)和设置于所述底座(11)下端四周的侧板(12)，所述压板结构(20)包括侧板(21)、座体(22)、放置板(23)、压板(24)、盖板(25)、气缸(26)、弹簧组件(28)、及拉簧(29)，所述侧板(21)为两个且平行间隔地固定于所述座体(22)的两侧，所述座体(22)设置于所述底座(11)上且中心开设有槽体(221)，所述放置板(23)设置于所述槽体(221)中，所述侧板(21)上开设有竖直的滑槽(211)，所述气缸(26)的缸体(262)固定于所述滑槽(211)的下方，所述气缸(26)的活塞杆(264)沿所述滑槽(211)向上伸出与所述盖板(25)的侧壁铰接连接，所述拉簧(29)两端分别固定于所述盖板(25)和所述活塞杆(264)上，所述压板(24)设置于所述盖板(25)的下方且通过所述弹簧组件(28)连接，所述气缸(26)带动所述压板(24)及所述盖板(25)同步运动实现所述压板(24)平压所述放置板(23)上的电池(200)及所述盖板(25)的扣合；所述刀刺及热封结构(30)包括热封结构(32)、刀具结构(33)、及外罩(34)，所述热封结构(32)和所述刀具结构(33)固定于所述底座(11)上且所述热封结构(32)夹设于所述压板结构(20)与所述刀具结构(33)之间，所述热封结构(32)上下对称设置且可相对靠近而封装于其间的所述电池(200)，所述刀具结构(33)可竖直及水平移动而刀刺其下方的所述电池(200)，所述外罩(34)罩设于所述热封结构(32)与所述刀具结构(33)的外侧；真空部(40)设置于所述压板结构(20)或所述刀刺及热封结构(30)中。

2.如权利要求1所述的封装装置(100)，其特征在于：所述刀刺及热封结构(30)包括底板(31)，所述底板(31)的下端固定于所述底座(11)的上端，所述热封结构(32)和所述刀具结构(33)固定于所述底板(31)上。

3.如权利要求2所述的封装装置(100)，其特征在于：所述热封结构(32)包括上模组件(321)和下模组件(322)；所述上模组件(321)包括上模固定件(3211)、上模头(3212)、铜模(3213)、第一气缸(3214)，所述第一气缸(3214)为两个且间隔地固定于所述底板(31)上，所述第一气缸(3214)的活塞杆竖直向上且所述上模固定件(3211)的两端夹设并固定于两个所述第一气缸(3214)的活塞杆顶端，所述上模头(3212)固定于所述上模固定件(3211)下端，所述上模头(3212)与所述上模固定件(3211)之间设置有用于加热的所述铜模(3213)；所述下模组件(322)包括下模固定件(3221)、下模头(3222)、及铜模(3223)，所述下模固定件(3221)固定于所述底板(31)上，所述下模头(3222)固定于所述下模固定件(3221)的上端，所述下模头(3222)与所述下模固定件(3221)之间设置有用于加热的所述铜模(3223)，所述上模头(3212)与所述下模头(3222)上下对位；加热后的所述上模头(3212)在所述第一气缸(3214)作用下向下运动与加热后的所述下模头(3222)压合于二者间的所述电池(200)。

4.如权利要求2所述的封装装置(100)，其特征在于：所述刀具结构(33)包括第二气缸(331)、刀具固定板(332)、及刀具(334)，所述第二气缸(331)固定所述底板(31)上，所述第二气缸(331)的活塞杆竖直向上且与所述刀具固定板(332)的下端中部固定连接，所述刀具(334)包括侧板(3341)、连接块(3342)、第三气缸(3343)、及刀具本体(3344)，所述侧板(3341)的同一侧两端通过所述连接块(3342)与所述刀具固定板(332)的一侧固定连接，所述第三气缸(3343)水平地固定于所述侧板(3341)上，所述刀具本体(3344)固定于所述第三气缸(3343)的活塞杆上，所述第三气缸(3343)的活塞杆可水平伸缩；所述刀具本体(3344)在所述第三气缸(3343)和所述第二气缸(331)的控制下既可水平移动还可竖直移动。

5.如权利要求4所述的封装装置(100)，其特征在于：所述刀具本体(3344)包括多个平行间隔的刀体且刀体的刀刃朝下。

6.如权利要求4所述的封装装置(100)，其特征在于：所述刀具结构(33)还包括回收槽(336)，所述回收槽(336)可拆卸地固定于所述底板(31)上，所述回收槽(336)包括回收槽体(3361)和可拆卸地盖设于所述回收槽体(3361)上端的回收槽盖板(3362)，所述回收槽盖板(3362)上开设有回流孔(3363)。

7.如权利要求1所述的封装装置(100)，其特征在于：所述压板结构(20)还包括档杆(27)，所述档杆(27)水平地架设于所述盖板(25)内侧的上方，所述档杆(27)限位所述盖板(25)。

8.如权利要求1所述的封装装置(100)，其特征在于：所述放置板(23)中心设置有升降调节孔(231)，所述升降调节孔(231)中安装有螺栓(232)，所述螺栓(232)于所述升降调节孔(231)中旋转调节而实现所述放置板(23)的水平高度调节。

9.如权利要求1所述的封装装置(100)，其特征在于：所述活塞杆(264)的端部设置有气缸挂钩(266)，所述气缸挂钩(266)与所述盖板(25)铰接连接，所述气缸挂钩(266)随所述活塞杆(264)下落时所述气缸挂钩(266)缩回所述滑槽(211)中。

10.如权利要求1所述的封装装置(100)，其特征在于：所述封装装置(100)还包括控制系统(50)，所述控制系统(50)设置于所述座体结构(10)的所述侧板(12)及所述压板结构(20)的所述侧板(21)的外壁上，所述控制系统(50)包括压板结构控制键、刀刺控制键、热封控制键、及真空控制器。