CN106711489B - 软包电池的加工装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及软包电池的加工装置。该加工装置包括定位机构、注液机构、气袋开启机构以及封装机构，所述定位机构用于与软包电池定位配合，且在加工过程中，软包电池始终被定位在所述定位机构上，所述注液机构用于将电解液注入软包电池内部，所述气袋开启机构用于将软包电池的气袋打开以供电解液注入，所述封装机构用于对注入电解液的软包电池进行封装。该加工装置在软包电池的注液、静置以及封装过程中，软包电池始终定位在定位机构上，从而节省了软包电池在多个工位之间流转的时间，缩短了生产节拍，提高了生产效率。

Description

软包电池的加工装置

技术领域

本申请涉及软包电池加工技术领域，尤其涉及一种软包电池的加工装置。

背景技术

二次电池具有较高的体积能量密度、较高的安全性能，应用较为广泛。对于软包电池而言，电芯本体外部包裹铝塑膜或钢塑膜，在软包电池的制造过程中，通常在铝塑膜或钢塑膜内注入电解液，再进行一定时间的真空静置，然后对铝塑膜或钢塑膜进行真空封装。

现有技术中，上述的工艺流程通常为：上料→将软包电池的气袋吸开→抽真空→向注夜杯内打电解液→向铝塑膜或钢塑膜内注入电解液→气袋张开→泄真空→料盘转移至静置腔→抽真空→静置→泄真空→循环N次→料盘转移至真空封装腔→抽真空→保持一定时间→封装→泄真空→出料。

在上述的工艺流程中，软包电池的注液、静置和封装需要分别在不同的工位上完成，在不同的工位上对应设置相应地注液装置、静置装置以及封装装置，这使得软包电池在多个工位之间流转，导致软包电池的生产节拍较长，生产效率低。

发明内容

本申请实施例提供了一种软包电池的加工装置，可以缩短生产节拍，提高生产效率。

本申请提供了一种软包电池的加工装置，包括定位机构，注液机构、气袋开启机构以及封装机构，

所述定位机构用于与软包电池定位配合，且在加工过程中，软包电池始终被定位在所述定位机构上，

所述注液机构用于将电解液注入软包电池内部，所述气袋开启机构用于将软包电池的气袋打开以供电解液注入，所述封装机构用于对注入电解液的软包电池进行封装。

优选的，所述气袋开启机构包括第一作用部和第二作用部，所述第一作用部与所述第二作用部用于分别位于所述软包电池的厚度方向的两相对侧，且所述第一作用部与所述第二作用部分别具有朝向远离彼此一侧的运动行程，

所述第一作用部具有第一通道，所述第二作用部具有第二通道，所述第一通道与所述第二通道朝向彼此的一侧的开口相对，所述第一通道与所述第二通道分别与气源连通，在所述气源的负压作用下，所述第一作用部以及所述第二作用部分别用于对所述气袋产生吸附力，且在所述运动行程中，能够将所述气袋打开。

优选的，所述封装机构包括第一热封头与第二热封头，

所述第一热封头与所述第二热封头用于分别位于所述软包电池的厚度方向的两相对侧且相对设置，所述第一热封头与所述第二热封头具有朝向彼此的相对运动行程，在所述相对运动行程中，所述第一热封头与所述第二热封头用于沿所述软包电池的厚度方向压紧所述气袋。

优选的，还包括挤压机构，所述挤压机构用于沿所述软包电池的厚度方向对静置过程中的软包电池施加挤压力以使电解液上升。

优选的，所述挤压机构包括固定块以及活动块，所述活动块具有朝向所述固定块的活动行程，在所述活动行程中，所述活动块能够将软包电池压紧在所述固定块上，所述固定块安装于所述定位机构。

优选的，所述固定块上开设有卡槽，所述卡槽用于与所述软包电池的封边卡合。

优选的，还包括驱动部，所述驱动部与所述活动块固定连接，在驱动部的驱动作用下，所述活动块产生所述活动行程。

优选的，还包括正压机构，所述正压机构包括进气通道，所述进气通道的出口与所述软包电池的内部连通，在所述挤压机构的挤压过程中，所述正压机构用于向软包电池内施加正向气压。

优选的，还包括静置机构，所述静置机构具有静置腔，所述静置腔与正压气源连通，所述静置腔用于容纳所述软包电池，所述静置腔用于供注入电解液的软包电池真空静置，所述定位机构位于所述静置腔内。

优选的，所述静置机构包括密封部，所述静置机构上开设有连接孔，所述气袋开启机构以及所述封装机构从外部经由所述连接孔伸入所述静置腔内，所述气袋开启机构以及所述封装机构通过所述密封部密封连接于所述连接孔处。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种软包电池的加工装置，包括定位机构、注液机构、气袋开启机构以及封装机构，该加工装置在软包电池的注液、静置以及封装过程中，软包电池始终定位在定位机构上，从而节省了软包电池在多个工位之间流转的时间，缩短了生产节拍，提高了生产效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的软包电池的加工装置的示意图Ⅰ；

图2为本申请实施例提供的软包电池的加工装置的示意图Ⅱ。

附图标记：

1-加工装置；

11-定位机构；

111-卡槽；

12-注液机构；

121-注液杯；

122-注液器；

122a-活塞前座；

122b-活塞推杆；

122c-活塞气缸；

123-单向阀；

124-注液阀；

13-气袋开启机构；

131-第一作用部；

131a-第一通道；

132-第二作用部；

132a-第二通道；

14-封装机构；

141-第一热封头；

142-第二热封头；

143-温控器；

15-挤压机构；

151-活动块；

152-驱动部；

16-正压机构；

17-静置机构；

171-静置腔；

172-抽气阀；

173-泄气阀；

174-真空电阻计；

175-密封部；

2-软包电池；

21-气袋；

22-封边。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-2所示，本申请提供了一种软包电池的加工装置1，包括定位机构11、注液机构12、气袋开启机构13以及封装机构14。

定位机构11用于与软包电池2定位配合，且在加工过程中，软包电池2始终被定位在该定位机构11上。需要说明的是，定位机构11与软包电池2定位配合时无需采用夹紧软包电池2的方式，以免造成电解液无法注入，例如，定位机构11可以采用L形定位板，L形定位板的水平段上开设定位槽，软包电池2放置在定位槽内，并与L形定位板的竖直段抵靠即可实现定位。

注液机构12用于将电解液注入软包电池2内部，气袋开启机构13用于将软包电池2的气袋打开以供电解液注入，封装机构14用于对注入电解液的软包电池2进行封装。

根据以上的描述，该加工装置1在软包电池2的注液、静置以及封装过程中，软包电池2始终定位在定位机构11上，从而节省了软包电池2在多个工位之间流转的时间，加快了生产节拍，提高了生产效率。

如图2所示，注液机构12可以包括储液罐(图中未示出)、定量泵(图中未示出)、注液杯121、注液器122等，电解液存储在储液罐内，定量泵能够将电解液从储液罐定量输送至注液杯121内，然后再由注液器122将注夜杯121内的电解液注入到软包电池2的内部。

注液器122可以采用活塞式注液器，具体地，活塞式注液器包括活塞前座122a、活塞推杆122b以及活塞气缸122c，活塞前座122a经由活塞推杆122b与活塞气缸122c连接，活塞前座122a设于注液杯121内，活塞前座122a与注夜杯121滑动连接，在活塞气缸122c的推力作用下，活塞前座122a移动并将此推力传递给电解液，从而将电解液注入软包电池2内。需要说明的是，活塞前座122a与注夜杯121密封连接，以保证电解液不会泄露。当然，在其他一些实施例中，注液器122还可以采用螺旋推进式注液器。

此外，在连接储液罐与注液杯121的连接管路中还可以设置单向阀123，在连接注夜杯121与软包电池2的连接管路中还可以设置有注液阀124，单向阀123能够避免电解液从注夜杯121回流至储液罐，注液阀124能够在注液完成后关闭连接管路。

气袋开启机构13开启气袋21，以便向软包电池2内部注入电解液。根据一个实施例，气袋开启机构13可以采用拨动机构，通过拨动机构将气袋21拨开，从而开启气袋21。本实施例中，如图2所示，气袋开启机构13包括第一作用部131和第二作用部132，第一作用部131与第二作用部132分别位于软包电池2的厚度方向的两相对侧，第一作用部131与第二作用部132具有朝向彼此的相对运动行程，其中，第一作用部131具有第一通道131a，第二作用部132具有第二通道132a，第一通道131a与第二通道132a朝向彼此的一侧的开口相对，并且，第一通道131a与第二通道132a分别与气源连通，当气源开启，在气源的负压作用下，第一作用部131以及第二作用部132分别对气袋21产生吸附力，此时，第一作用部131以及第二作用部132朝向远离彼此的一侧运动，在此运动行程中，将气袋21打开。由于气袋21的两相对侧贴合较紧密，且气袋21通常为铝塑膜或钢塑膜，当采用拨动机构开启气袋21时，容易使气袋21发生褶皱，反而不容易开启，本方案通过气体的吸附力作用开启气袋21，不会使气袋21发生褶皱，且方便开启。第一作用部131以及第二作用部132的运动可以通过气缸、液压缸或直线电机等驱动。

当注液完成后，封装机构14能够将软包电池2封装起来，根据一个实施例，封装机构14可以采用激光焊接机，即，通过激光焊接的方式将软包电池2封装起来。本实施例中，如图2所示，封装机构14包括第一热封头141与第二热封头142，第一热封头141与第二热封头142分别位于软包电池2的厚度方向的两相对侧且相对设置，第一热封头141与第二热封头142具有朝向彼此的相对运动行程，在此相对运动行程中，第一热封头141与第二热封头142沿软包电池2的厚度方向压紧气袋21。该方案通过热封实现气袋21的封装，较激光封装而言，其封装面积较大，封装更加可靠。而且，热封头的形状可以根据具体需求进行调整，例如，热封头可以采用矩形封头、S形封头等。

此外，还可以分别在第一热封头141和第二热封头142上设置相互匹配的凹凸结构，当第一热封头141与第二热封头142压紧气袋时，两者上的凹凸结构相互嵌设，以此使得热封装的效果更佳。

需要说明，第一热封头141与第二热封头142可以均具有运动行程，即，两者可以分别朝向靠近彼此的一侧运动，从而将气袋21热封。另外，也可以仅设置第一热封头141具有运动行程，且第一热封头141能够向靠近第二热封头142的一侧运动，而第二热封头142固定设置，此时，也可以实现气袋21的封装。如前所述，带动第一热封头141和第二热封头142运动的部件同样可以采用气缸、液压缸或直线电机等。

本申请中，封装机构14还包括温控器143，第一热封头141与第二热封头142均与温控器143电连接，温控器143用于控制两个热封头的温度，避免第一热封头141与第二热封头142温度过高或过低。

为了实现电解液的充分浸润，该加工装置1还包括挤压机构15，挤压机构15用于沿软包电池2的厚度方向对静置过程中的软包电池2施加挤压力以使电解液上升。该方案中，由于软包电池2外的铝塑膜或钢塑膜为软性材料，在电解液注入软包电池2内部时，电解液在重力作用下会沉积在软包电池2的底部，并且，电解液的重力会作用于铝塑膜或钢塑膜上，使得铝塑膜或钢塑膜向外膨胀，这使得电解液与位于软包电池2顶部的极片无法充分浸润。为此，设置挤压机构15，通过对软包电池2施加挤压力，可以使得软包电池2内的电解液上升，在上升的过程中，电解液能够进入气袋21，以使得电解液被浸润至位于软包电池2顶部的极片内，从而加强了浸润效果。

根据一个实施例，挤压机构15可以包括吹气通道，吹气通道的出口正对软包电池2，从吹气通道吹出的气体的压力作用于软包电池2，以使得软包电池2受到挤压力，从而使得软包电池2内部的电解液上升。

本实施例中，挤压机构15包括固定块以及活动块151，活动块151具有朝向固定块的活动行程，在该活动行程中，活动块151能够将软包电池2压紧在固定块上，此时，固定块安装于定位机构11。如此设置后，软包电池2受到的挤压力更加稳定，且电解液在活动块151的活动行程中能够连续且缓慢的上升，此方案较采用吹气的方案而言，减少了电解液在软包电池2内部骤然上升或骤然下降的现象。

进一步地，固定块上开设有卡槽111，卡槽111用于与软包电池2的封边22卡合，卡槽111可以减小软包电池2与固定块定位配合时倾倒的风险。

挤压机构15还包括驱动部152，驱动部152与活动块151固定连接，在驱动部152的驱动作用下，活动块151产生活动行程。同理，驱动部152可以采用气缸、液压缸或直线电机等。

更进一步，本申请提供的加工装置1还包括正压机构16，正压机构16包括进气通道，进气通道的出口与软包电池2的内部连通，在挤压机构15的挤压力的作用下，正压机构16向软包电池2的内部充入正向气压，可以使得电解液与极片充分浸润，并且可以避免电解液在软包电池2内沉积。

软包电池2在注入电解液后，需要静置以使电解液与极片充分反应，通常，静置可以采用常压静置或真空静置。本申请中，为了保证电解液的浸润更加充分，还包括静置机构17，静置机构17具有静置腔171，静置腔171与正压气源连通，静置腔171用于容纳软包电池2，且供注入电解液的软包电池2静置，如此设置后，当在静置腔171内通入正压气源，气体压力作用于软包电池2，该压力使软包电池2内的电解液更充分地进入电芯内，以加速电解液的浸润。此时，定位机构11设置在静置腔171内。

本实施例中，正压气源可以通过正压机构16提供，也就是说，正压机构16的进气通道可以分别与软包电池2以及静置腔171相连通，以实现正压机构16的共用。

静置机构17还可以包括抽真空机构、抽气阀172、泄气阀173以及真空电阻计174。抽真空机构用于对静置腔171抽取真空，当静置腔171为真空状态时，可以方便气袋21开启和电解液的注入。抽气阀172用于控制抽真空机构的气路与静置腔171的连通或断开，泄气阀173用于泄真空，电阻真空计174用于测量静置腔171内的真空度以及将真空度控制在目标值。

为了实现气袋开启机构13以及封装机构14对气袋21进行开启与封装操作，静置机构17上还开设有连接孔，气袋开启机构13以及封装机构14从外部经由连接孔伸入静置腔171内，为了保证静置腔171内的真空度，静置机构中还包括密封部175，气袋开启机构13以及封装机构14通过密封部175密封连接于该连接孔处，此方案可以使得静置腔171保持在真空状态，保证了静置腔171的密封性，密封部175可以采用密封圈。

下面对本申请提供的加工装置1对软包电池2的注液、静置以及封装的加工过程进行说明。

上料→抽真空→气袋吸开→打电解液→注液→挤压电池→正压静置→气袋闭合→抽真空封装→泄压并下料

1、上料

人工或机械手将软包电池2与固定块定位配合，软包电池2的封边22卡入卡槽111内部，活动块152朝向固定块的一侧运动，两者之间留有间隔，软包电池2容纳在该间隔内，此时，软包电池2为非夹紧状态。

2、抽真空

抽气阀172开启，抽气管路连通，当电阻真空计174监测到真空度达到预设值后，抽气阀172关闭。

3、气袋吸开

抽真空完成后，第一作用部131与第二作用部132吸住气袋21，然后向远离彼此的一侧移动预设距离，保持气袋21被拉开，此时，电解液能够注入软包电池2内部，此时，气袋21吸开与抽真空可以同时进行，以提高效率。

4、打电解液

注液器122的活塞气缸122c通过活塞推杆122b拉动活塞前座122a往上运动，电解液通过定量泵进入到注液杯121内，当电解液的量达到目标值后，活塞气缸122c停止向上运动，该过程与抽真空以及气袋21吸开过程可以同时进行，提高效率。

5、注液

活塞气缸122c通过活塞推杆122b推动活塞前座122a往下运动，电解液被注入到软包电池2内。

6、挤压电池

注液完成后，活动块在气缸的推力作用下将软包电池2压紧，此时，部分电解液进入到气袋21内，使极片没入电解液中。

7、正压静置

正压气源开启，使正压气体进入到静置腔171中，气袋21内的电解液在正压作用下被压入软包电池2的内部，起到快速浸润的作用。(此步也可切换成真空静置工艺，即无需充入正压)。

8、气袋闭合

正压静置完成后，第一作用部131和第二作用部132驱动气袋21闭合，撤除吸附力后，松开气袋21并退回至原位。

9、抽真空封装

正压气源关闭，对静置腔171抽真空，第一热封头141与第二热封头142压紧气袋21并保持一定时间，然后，由气缸拉动第一热封头141和第二热封头142回到原位。(当第7步为真空静置时，此步无需抽真空，直接封装即可)。

10、泄真空并下料

对静置腔171泄真空，当静置腔171内回复常压后下料。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种软包电池的加工装置，其特征在于，包括定位机构、注液机构、气袋开启机构以及封装机构，

所述定位机构用于与软包电池定位配合，且在加工过程中，软包电池始终被定位在所述定位机构上，

所述注液机构用于将电解液注入软包电池内部，所述气袋开启机构用于将软包电池的气袋打开以供电解液注入，所述封装机构用于对注入电解液的软包电池进行封装；

还包括挤压机构，所述挤压机构用于沿所述软包电池的厚度方向对静置过程中的软包电池施加挤压力以使电解液上升；

所述挤压机构包括固定块以及活动块，所述活动块具有朝向所述固定块的活动行程，在所述活动行程中，所述活动块能够将软包电池压紧在所述固定块上，所述固定块安装于所述定位机构；

所述固定块上开设有卡槽，所述卡槽用于与所述软包电池的封边卡合；

所述定位机构采用L形定位板，所述L形定位板的水平段上开设定位槽，所述软包电池放置在所述定位槽内，并与所述L形定位板的竖直段抵靠。

2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述气袋开启机构包括第一作用部和第二作用部，所述第一作用部与所述第二作用部用于分别位于所述软包电池的厚度方向的两相对侧，且所述第一作用部与所述第二作用部分别具有朝向远离彼此一侧的运动行程，

所述第一作用部具有第一通道，所述第二作用部具有第二通道，所述第一通道与所述第二通道朝向彼此的一侧的开口相对，所述第一通道与所述第二通道分别与气源连通，在所述气源的负压作用下，所述第一作用部以及所述第二作用部分别用于对所述气袋产生吸附力，且在所述运动行程中，能够将所述气袋打开。

3.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述封装机构包括第一热封头与第二热封头，

所述第一热封头与所述第二热封头用于分别位于所述软包电池的厚度方向的两相对侧且相对设置，所述第一热封头与所述第二热封头具有朝向彼此的相对运动行程，在所述相对运动行程中，所述第一热封头与所述第二热封头用于沿所述软包电池的厚度方向压紧所述气袋。

4.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，还包括驱动部，所述驱动部与所述活动块固定连接，在驱动部的驱动作用下，所述活动块产生所述活动行程。

5.根据权利要求1-3任一项所述的加工装置，其特征在于，还包括正压机构，所述正压机构包括进气通道，所述进气通道的出口与所述软包电池的内部连通，在所述挤压机构的挤压过程中，所述正压机构用于向软包电池内施加正向气压。

6.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，还包括静置机构，所述静置机构具有静置腔，所述静置腔与正压气源连通，所述静置腔用于容纳所述软包电池，所述静置腔用于供注入电解液的软包电池静置，所述定位机构位于所述静置腔内。

7.根据权利要求6所述的加工装置，其特征在于，所述静置机构包括密封部，所述静置机构上开设有连接孔，所述气袋开启机构以及所述封装机构从外部经由所述连接孔伸入所述静置腔内，所述气袋开启机构以及所述封装机构通过所述密封部密封连接于所述连接孔处。