CN105977540A - 软包电池立式封装机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软包电池立式封装机，包括对经过预封工序的软包电池进行竖立装夹及输送的装卸机构、设于装卸机构的上方对软包电池进行二次封装的封装机构、连通封装机构的气液分离系统，以及控制上述机构与系统实现封装过程的电控装置。本发明设计精巧，在控制原理、结构配置、操作方式上更加合理，自动化程度高，解决了以往电解液浪费，以及存在的因电芯气袋不能有效刺破出现的抽气不干净问题，利于保证电芯的品质。工作时，能将混合在抽出气体中的电解液进行分离回收，避免了电解液进入真空发生装置产生的腐蚀状况。本发明动作迅速，效率高，而且在操作上简便,提升了软包电池的生产效率。

Description

软包电池立式封装机
技术领域
本发明涉及一种锂电池生产设备。
背景技术
软包电池(软包电池)的三种重要构型中，方形层叠式(俗称的“软包”)较圆柱卷绕式和方形卷绕式具有散热性能好、极板上的电流密度分布均匀性优良和质轻等优点,因而在应用范围上更加广泛。
在软包电池的生产进程中，需要往电芯气袋内注入电解液，注液后再对电芯气袋的开口进行一封封头(预封工序)；在二封工序时，以往由人工将电芯气袋平放进行抽真空操作，此时，电芯气袋内的电解液相当一部分随之被抽出，直接影响成品电池的品质与带来生产良品率问题。而且，由于电解液残留在二次封装的封装位，易出现封装不良。
现有技术的封装设备，注液后的电芯气袋往往采用平放于工装夹具中进行封装，这种工况下，容易发生电解液漏出现象，在影响电池成品质量的同时，漏出的电解液会对设备造成腐蚀，损坏部件。封装不良的软包电池在产后的使用寿命和可靠性难保证。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述不足，提供一种用于半成品软包电池在竖立形态进行抽真空封装，以及解决电解液对真空发生装置产生腐蚀的软包电池立式封装机。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种软包电池立式封装机，包括对经过预封工序的软包电池进行竖立装夹及输送的装卸机构、设于装卸机构的上方对软包电池进行二次封装的封装机构、连通封装机构的气液分离系统，以及控制上述机构与系统实现封装过程的电控装置。
本发明的另一优选方案，所述装卸机构包括底架、设于底架上的进出料工作台和设于进出料工作台上的夹持平移装置；所述夹持平移装置包括设在进出料工作台上的平移导轨组件，设在平移导轨组件上的滑台、设在滑台上的下腔体、夹板组件、夹持气缸组、送料气缸、滑台导柱组件和丝杠电机，所述送料气缸设在进出料工作台上驱动连接滑台，所述下腔体设在滑台的顶端面，下腔体设有方向朝上的下腔口以及供夹板组件安装的空间，所述夹板组件设在下腔体中，包括两块平行对称相对应于地平面呈垂直角度设置的夹板，所述夹持气缸组对称设在下腔体的两侧，驱动连接所述夹板，所述滑台导柱组件竖直设在滑台的底端面，所述丝杠电机设在滑台导柱组件的一端通过丝杠驱动连接下腔体。
本发明的另一优选方案，所述封装机构包括上腔导柱组件、设在上腔导柱组件中的上腔装置以及驱动上腔装置与所述下腔体合腔的合腔气缸；所述上腔导柱组件设有容纳所述下腔体的空间，包括多根竖直设在所述进出料工作台上的上腔导柱，以及设在多根上腔导柱顶部的顶板，所述合腔气缸竖直设在顶板的顶端面并气缸杆贯穿所述顶板；所述上腔装置包括升降盖板、设在升降盖板上的维护导柱、泄真空装置、上腔体、以及设在上腔体内的封头组件与吸盘组件，所述升降盖板设有与所述上腔导柱相套设的轴承，所述维护导柱水平设在升降盖板的顶端面，升降盖板开设有两个对称的供维护导柱的滑块贯穿的开孔，所述上腔体设在升降盖板的底端面其内部空间与真空发生装置连通，上腔体设有方向朝下与所述下腔口相适配的上腔口，所述泄真空装置设在上腔体中。
本发明的另一优选方案，所述上腔体包括对称设置的侧安装板、以及依次连接侧安装板对称设置的围板，所述侧安装板与围板均一侧边设在所述升降盖板的底端面并垂直于升降盖板，构成容纳所述封头组件与吸盘组件的所述内部空间，侧安装板各对应与所述维护导柱的滑块连接。
本发明的另一优选方案，所述封头组件的数量为两套，水平对称设置，包括封刀组件和驱动封刀组件的封头气缸，所述封刀组件包括导向板、封刀座、设在封刀座上的封头、连接封头的封刀和设在封刀座与封头之间的隔热件，所述封头内置有发热体，所述封刀座通过封刀座导柱设在所述侧安装板的一板面上，所述封头气缸设在侧安装板上并气缸杆贯穿侧安装板与封刀座连接，所述导向板设在封刀座与封头的下方并一端弯曲延伸至封刀的位置。
本发明的另一优选方案，所述吸盘组件的数量为两套，水平对称设置，包括挡板、吸盘架、设在吸盘架的同一安装平面上的多个吸盘、以及驱动吸盘架的吸盘气缸，所述吸盘架通过吸盘架导柱设在所述侧安装板的一板面上，位于所述封刀组件的下方位置，所述吸盘气缸设在侧安装板上并气缸杆贯穿侧安装板与吸盘架连接，所述挡板设在吸盘架上。
本发明的另一优选方案，所述气液分离系统分别与所述上腔体的内部空间以及真空发生装置连通。
本发明的另一优选方案，所述气液分离系统设在所述底架中。
本发明的有益效果为：本发明用于对经过预封工序的软包电池进行二次封装，将经过预封工序的软包电池在竖立形态进行抽真空，抽真空过程中一方面保证了抽气干净，同时能对混合在抽出气体中的电解液进行分离与回收，从而很好的解决了以往设备整体受电解液腐蚀以及电解液的浪费问题。由于软包电池在竖立的形态进行抽真空与封装，利于电解液在电芯中的保有量稳定，解决封装位置的残留电解液造成的封装不良问题。
本发明设计精巧，在控制原理、结构配置、操作方式上更加合理，自动化程度高，解决了以往电解液浪费，以及存在的因电芯气袋不能有效刺破出现的抽气不干净问题，利于保证电芯的品质。工作时，能将混合在抽出气体中的电解液进行分离回收，避免了电解液进入真空发生装置产生的腐蚀状况。本发明动作迅速，效率高，而且在操作上简便,提升了软包电池的生产效率。
下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中夹持平移装置的结构示意图。
图3是图1中上腔装置的结构示意图。
图4是图3的另一视角结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明用于对经过预封工序的软包电池进行二次封装，将经过预封工序的软包电池在竖立形态进行抽真空与封装，以及对混合在抽出气体中的电解液进行分离与回收，很好的解决了以往设备整体受电解液腐蚀以及电解液的浪费问题。参见图1，示出了本发明的结构构成。
参见图1至图4，本实施例提供的一种软包电池立式封装机，包括对经过预封工序的软包电池进行竖立装夹及输送的装卸机构、设于装卸机构的上方对软包电池进行二次封装的封装机构、连通封装机构的气液分离系统(图中未示)，以及控制上述机构与系统实现封装过程的电控装置(图中未示)；装卸机构用于将半成品软包电池呈竖立形态进行快速装夹、送料传输以及软包电池封装后的送出，封装机构用于对半成品软包电池进行抽真空与二次封装，解决了以往因电芯气袋不能有效刺破出现的抽气不干净问题，气液分离系统对抽出气体中的电解液进行分离回收，解决了以往电解液进入真空发生装置(图中未示)产生的腐蚀问题，装卸机构、封装机构和气液分离系统在电控装置的控制下由各机构的执行元件实现自动。
本实施例的装卸机构包括底架、设于底架上的进出料工作台和设于进出料工作台上的夹持平移装置；所述夹持平移装置包括水平设在进出料工作台上的平移导轨组件，设在平移导轨组件上的滑台、设在滑台上的下腔体、夹板组件、夹持气缸组、送料气缸、滑台导柱组件和丝杠电机，所述送料气缸设在进出料工作台上驱动连接滑台，所述下腔体设在滑台的顶端面，下腔体设有方向朝上的下腔口以及供夹板组件安装的空间，所述夹板组件设在下腔体中，包括两块平行对称相对应于地平面呈垂直角度设置的夹板，所述夹持气缸组对称设在下腔体的两侧，驱动连接所述夹板，夹板用于半成品软包电池呈竖立形态装夹，利于后续工序对电解液注入量的保持，所述滑台导柱组件竖直设在滑台的底端面，所述丝杠电机设在滑台导柱组件的一端通过丝杠传动连接两块夹板，驱动两块夹板相对于滑台的位置向上升高或降下，结构设计巧妙。其中，下腔体内为半封闭空间，所述下腔口设有气密件。
本实施例的封装机构包括上腔导柱组件、设在上腔导柱组件中的上腔装置以及驱动上腔装置与所述下腔体合腔的合腔气缸；所述上腔导柱组件设有容纳所述下腔体的空间，包括多根竖直设在所述进出料工作台上的上腔导柱，以及设在多根上腔导柱顶部的顶板，所述合腔气缸竖直设在顶板的顶端面并气缸杆贯穿所述顶板；所述上腔装置包括升降盖板、设在升降盖板上的维护导柱、泄真空装置(图中未示)、上腔体、以及设在上腔体内的封头组件与吸盘组件，所述升降盖板设有与所述上腔导柱相套设的轴承，所述维护导柱水平设在升降盖板的顶端面，升降盖板开设有两个对称的供维护导柱的滑块贯穿的开孔，所述上腔体设在升降盖板的底端面其内部空间与真空发生装置连通，上腔体设有方向朝下与所述下腔口相适配的上腔口，所述泄真空装置设在上腔体中，使上腔体的内部空间与外部环境连通或隔绝。
本实施例的上腔体包括对称设置的侧安装板、以及依次连接侧安装板对称设置的围板，所述侧安装板与围板均一侧边设在所述升降盖板的底端面并垂直于升降盖板，构成容纳所述封头组件与吸盘组件的所述内部空间，侧安装板各对应与所述维护导柱的滑块连接。维护时，侧安装板通过滑块进行移开，无需拆卸其它部件，便于维护以及保证了安装精度，设计巧妙，结构合理。
其中，上腔体和下腔体通过上腔口与下腔口相接合形成一个密闭空间，用于置于密闭空间中剪出抽气开口的半成品软包电池抽真空，抽真空过程中能减少电解液随空气抽出，解决了以往技术的设备存在的因电芯气袋不能有效刺破出现的抽气不干净问题，利于保证电芯的品质。
优选的，上腔体和下腔体的内表面设有耐腐蚀层。
本实施例的封头组件的数量为两套，水平对称设置，包括封刀组件和驱动封刀组件的封头气缸，所述封刀组件包括导向板、封刀座、设在封刀座上的封头、连接封头的封刀和设在封刀座与封头之间的隔热件，所述封头内置有发热体，所述封刀座通过封刀座导柱设在所述侧安装板的一板面上，所述封头气缸设在侧安装板上并气缸杆贯穿侧安装板与封刀座连接，所述导向板设在封刀座与封头的下方并一端弯曲延伸至封刀的位置。
本实施例的吸盘组件的数量为两套，水平对称设置，包括挡板、吸盘架、设在吸盘架的同一安装平面上的多个吸盘、以及驱动吸盘架的吸盘气缸，所述吸盘架通过吸盘架导柱设在所述侧安装板的一板面上，位于所述封刀组件的下方位置，所述吸盘气缸设在侧安装板上并气缸杆贯穿侧安装板与吸盘架连接，所述挡板设在吸盘架上。
本实施例的气液分离系统分别与所述上腔体的内部空间以及真空发生装置连通。
优选的，气液分离系统设在所述底架中，设有电解液回收容器。结构紧凑。
本发明工作时，夹持气缸组驱动两块夹板对半成品软包电池装夹，半成品软包电池位于下腔体中呈竖立形态，送料气缸驱动滑台将下腔体移至上腔体的正下方位置，上腔体下压与下腔体合腔，形成供剪出抽气开口的半成品软包电池抽真空的封闭空间，丝杠电机通过滑台导柱组件驱动两块夹板升高，将半成品软包电池送至吸盘组件的工作位置，吸盘组件使抽气开口敞开进行抽真空以及抽真空后将电芯气袋推平，当抽真空达到设定值后，丝杠电机驱动两块夹板升高将半成品软包电池送至封刀的位置进行封装，完成对半成品软包电池的二次封装处理，进而，封闭空间泄真空，两块夹板、上腔体与下腔体均归位，成品软包电池由人工取出，完成一个工作循环。
本发明设计精巧，在控制原理、结构配置、操作方式上更加合理，自动化程度高，解决了以往电解液浪费，以及存在的因电芯气袋不能有效刺破出现的抽气不干净问题，利于保证电芯的品质。工作时，能将混合在抽出气体中的电解液进行分离回收，避免了电解液进入真空发生装置产生的腐蚀状况。本发明动作迅速，效率高，而且在操作上简便,提升了软包电池的生产效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列应用，其完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限定特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种软包电池立式封装机，其特征在于，包括对经过预封工序的软包电池进行竖立装夹及输送的装卸机构、设于装卸机构的上方对软包电池进行二次封装的封装机构、连通封装机构的气液分离系统，以及控制上述机构与系统实现封装过程的电控装置。
2.根据权利要求l所述的软包电池立式封装机，其特征在于，所述装卸机构包括底架、设于底架上的进出料工作台和设于进出料工作台上的夹持平移装置；
所述夹持平移装置包括设在进出料工作台上的平移导轨组件，设在平移导轨组件上的滑台、设在滑台上的下腔体、夹板组件、夹持气缸组、送料气缸、滑台导柱组件和丝杠电机，所述送料气缸设在进出料工作台上驱动连接滑台，所述下腔体设在滑台的顶端面，下腔体设有方向朝上的下腔口以及供夹板组件安装的空间，所述夹板组件设在下腔体中，包括两块平行对称相对应于地平面呈垂直角度设置的夹板，所述夹持气缸组对称设在下腔体的两侧，驱动连接所述夹板，所述滑台导柱组件竖直设在滑台的底端面，所述丝杠电机设在滑台导柱组件的一端通过丝杠驱动连接下腔体。
3.根据权利要求2所述的软包电池立式封装机，其特征在于，所述封装机构包括上腔导柱组件、设在上腔导柱组件中的上腔装置以及驱动上腔装置与所述下腔体合腔的合腔气缸；
所述上腔导柱组件设有容纳所述下腔体的空间，包括多根竖直设在所述进出料工作台上的上腔导柱，以及设在多根上腔导柱顶部的顶板，所述合腔气缸竖直设在顶板的顶端面并气缸杆贯穿所述顶板；
所述上腔装置包括升降盖板、设在升降盖板上的维护导柱、泄真空装置、上腔体、以及设在上腔体内的封头组件与吸盘组件，所述升降盖板设有与所述上腔导柱相套设的轴承，所述维护导柱水平设在升降盖板的顶端面，升降盖板开设有两个对称的供维护导柱的滑块贯穿的开孔，所述上腔体设在升降盖板的底端面其内部空间与真空发生装置连通，上腔体设有方向朝下与所述下腔口相适配的上腔口，所述泄真空装置设在上腔体中。
4.根据权利要求3所述的软包电池立式封装机，其特征在于，所述上腔体包括对称设置的侧安装板、以及依次连接侧安装板对称设置的围板，所述侧安装板与围板均一侧边设在所述升降盖板的底端面并垂直于升降盖板，构成容纳所述封头组件与吸盘组件的所述内部空间，侧安装板各对应与所述维护导柱的滑块连接。
5.根据权利要求4所述的软包电池立式封装机，其特征在于，所述封头组件的数量为两套，水平对称设置，包括封刀组件和驱动封刀组件的封头气缸，所述封刀组件包括导向板、封刀座、设在封刀座上的封头、连接封头的封刀和设在封刀座与封头之间的隔热件，所述封头内置有发热体，所述封刀座通过封刀座导柱设在所述侧安装板的一板面上，所述封头气缸设在侧安装板上并气缸杆贯穿侧安装板与封刀座连接，所述导向板设在封刀座与封头的下方并一端弯曲延伸至封刀的位置。
6.根据权利要求5所述的软包电池立式封装机，其特征在于，所述吸盘组件的数量为两套，水平对称设置，包括挡板、吸盘架、设在吸盘架的同一安装平面上的多个吸盘、以及驱动吸盘架的吸盘气缸，所述吸盘架通过吸盘架导柱设在所述侧安装板的一板面上，位于所述封刀组件的下方位置，所述吸盘气缸设在侧安装板上并气缸杆贯穿侧安装板与吸盘架连接，所述挡板设在吸盘架上。
7.根据权利要求6所述的软包电池立式封装机，其特征在于，所述气液分离系统分别与所述上腔体的内部空间以及真空发生装置连通。
8.根据权利要求7所述的软包电池立式封装机，其特征在于，所述气液分离系统设在所述底架中。
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