CN108448153B - 一种软包电池的自调节热封机构 - Google Patents

Abstract

一种软包电池的自调节热封机构，包括：安装基座，所述安装基座具有竖直安装面；下热封机构，所述下热封机构安装在所述竖直安装面的下部，所述下热封机构具有热封时可水平固定支撑下热封头的下支撑部；上热封机构，所述上热封机构安装在所述竖直安装面的上部，所述上热封机构包括上驱动部及通过浮动机构与所述上驱动部的输出端连接的上热封头；弹性调节部，所述弹性调节部包括至少两处，分别设置在所述上热封机构位于所述浮动机构的两边的上部，所述弹性调节部竖直方向可伸出抵接至所述浮动机构并与所述浮动机构联动。本发明的软包电池的自调节热封机构可实现热封软包电池时热封机构根据软包电池自调节，从而提高软包电池的热封品质。

Description

一种软包电池的自调节热封机构

技术领域

本发明涉及软包电池的制造领域，尤其涉及一种软包电池的自调节热封机构。

背景技术

软包电池的工序通常包括配料、涂布、辊压、模切、极片烘烤、叠片、组装、电芯烘烤、注液、化成、终封(Degas)、分容等。其中，在软包电池的组装工艺的过程中，包括铝塑膜成形，将电芯放入成形的铝塑膜中，然后将铝塑膜的顶侧面和两侧面热封等的工艺过程。

在对软包电池进行热封的过程中，因为热封强度及热封厚度会影响软包电池的品质，同时，热封头的平行度会影响热封厚度的均匀性，从而进一步影响软包电池的品质。

现有技术的热封机构通过包括上下两处热封头，下处的热封头作为基准热封头，然后采取人工通过螺栓调整的方式调整上处热封头相对于下处热封头的平行度，并使用气缸驱动上处的热封头对软包电池的铝塑膜进行热封。使用螺栓调整的方式，虽然可以调整平行度，但是，热封头的平行度实质上是相对软包电池而言的，如相对于表面平整的软包电池，热封头可以很好地完成热封，但是，对应表面有微凸起的软包电池时，还是容易出现因为热封头不能适应软包电池而影响热封厚度的均匀性，从而影响软包电池的品质的情况。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出了一种软包电池的自调节热封机构，以实现热封软包电池时热封机构根据软包电池自调节，从而提高软包电池的热封品质。

解决技术问题的技术方案。

一种软包电池的自调节热封机构，包括：安装基座，所述安装基座具有竖直安装面；下热封机构，所述下热封机构安装在所述竖直安装面的下部，所述下热封机构具有热封时可水平固定支撑下热封头的下支撑部；上热封机构，所述上热封机构安装在所述竖直安装面的上部，所述上热封机构包括上驱动部及通过浮动机构与所述上驱动部的输出端连接的上热封头；弹性调节部，所述弹性调节部包括至少两处，分别设置在所述上热封机构位于所述浮动机构的两边的上部，所述弹性调节部竖直方向可伸出抵接至所述浮动机构并与所述浮动机构联动。

优选地，所述浮动机构的中部设置有铰接结构，所述铰接结构的固定端与所述上驱动部的输出端固定连接，所述上热封头安装至所述铰接结构的活动端的下部，所述活动端可绕所述固定端的销轴竖直方向摆动。

优选地，所述弹性调节部包括可调行程气缸，所述可调行程气缸伸出时其输出端可抵接至所述浮动机构的一边的上部。

进一步优选地，所述可调行程气缸的输出端固定连接有调整块，所述调整块具有可抵接至所述浮动机构的一边的上部的弧状的接触面。

进一步优选地，所述可调行程气缸的气动回路上设置有可独立调节所述可调行程气缸所用的气源的压力的调压阀。

优选地，还包括至少两处调节螺栓，所述调节螺栓分别设置在所述上热封机构位于所述浮动机构的两边的上部。

优选地，所述下支撑部包括固定支撑所述下热封头的第一支撑板及可自锁地驱动所述第一支撑板升降的下驱动部。

进一步优选地，所述下驱动部包括盘状凸轮机构，所述盘状凸轮机构包括由伺服电机驱动的盘状凸轮及滚子从动件，所述第一支撑板安装在所述滚子从动件上竖直方向可滑动。

优选地，所述浮动机构的中部设置有球形浮动接头，所述浮动机构通过所述球形浮动接头与所述上驱动部连接，所述浮动机构的下部设置有与所述球形浮动接头连接的可固定支撑所述上热封头的第二支撑板。

优选地，所述下驱动部包括通过伺服电机驱动可竖直方向进给的丝杆传动机构。

本发明具有如下有益效果

本发明的一种软包电池的自调节热封机构，通过设置浮动机构及可从浮动机构的两边的上部抵接至浮动机构的弹性调节部，可方便地调节上、下热封头的平行度的同时，实现浮动机构在对应如软包电池的微凸起的外力时，可浮动，从而可以保证热封头与软包电池之间的平行度。因此，本发明的软包电池的自调节热封机构可实现热封软包电池时热封机构根据软包电池自调节，从而提高软包电池的热封品质。

附图说明

图1是一种软包电池的自调节热封机构的一种实施例的结构示意图；

图2是上热封机构的一种实施例的结构示意图；

图3是下热封机构的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下参照图1至3，对本发明作详细说明。需要指出的是，本发明可以以许多不同的方式实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例目的是为了使本领域的技术人员对本发明所公开的内容理解更加透彻全面。

另外，根据本发明的原理对说明性的实施例所进行的描述旨在要结合附图来进行阅读，其将被视作整个书面说明书的一部分。在公开的本发明的实施例的描述中，任何方向或方位的引用仅仅旨在便于说明，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。相关术语如，“X轴”、“Y轴”、“Z轴”，应该被解释为平面直角坐标系的“X轴”、“Y轴”，或者空间直角坐标系的“X轴”、“Y轴”、“Z轴”。“下部的”、“上部的”、“水平的”、“垂直的”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”)及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应当被解释为下文所述的或在讨论中的附图所示的方位。这些相关术语仅为方便说明之用，而不能要求设备按照特定方位进行构造或操作,除非有明确说明。除非另有明确规定，否则术语，如“附着”、“粘贴”、“连接”、“耦合”、“互连”和类似术语是指多个结构通过介入结构直接地或间接地相互固定或附着的关系，以及可移动或刚性的附着或关系。因此，本发明不应被确切地限制于对可单独存在或在其它特征组合中存在的特征的一些可能的非限制性组合进行说明的示例性实施例；本发明的保护范围由所附权利要求界定。

正如当前设想，本次公开描述了本发明的最优模式或实践模式。本发明并非旨在从限制层面上进行理解，而是通过结合附图提供仅供说明使用的发明示例，以告知本领域的普通技术人员本发明的优点和构造。在附图的各种视图中，相同的附图标记指代相同或相似的部件。

参照图1、图2、图3，一种软包电池的自调节热封机构，包括：安装基座10，安装基座10具有竖直安装面11；下热封机构20，下热封机构20安装在竖直安装面11的下部，下热封机构20具有热封时可水平固定支撑下热封头21的下支撑部22；上热封机构30，上热封机构30安装在竖直安装面11的上部，上热封机构30包括上驱动部32及通过浮动机构40与上驱动部32的输出端连接的上热封头31；弹性调节部50，弹性调节部50包括至少两处，分别设置在上热封机构30位于浮动机构40的两边的上部，弹性调节部50竖直方向可伸出抵接至浮动机构40并与浮动机构40联动。需要指出的是，此处所指的弹性调节部50与浮动机构联动，指的是弹性调节部50、浮动机构40、上热封头31一同通过上驱动部32运动，当然，弹性调节部50的伸缩端同时还根据浮动机构40的浮动而可微量收缩，这些动作下面会通过机械结构详细说明。

下热封机构20及上热封机构30均安装在竖直安装面11上，便于上热封机构30及下热封机构20的平行度的调整。安装基座10可以焊接成型，并精加工其底面及竖直安装面11，保证其底面与竖直安装面11的垂直度，另外，安装基座10也可以使用冷板通过螺丝连接，并且紧固连接后的安装基座10同样需要打表检测。同时，作为一个整体，软包电池的自调节热封机构即可以直接锁紧在设备上，也可以通过直线滑轨等可滑动地安装在设备上，本领域的普通技术人员可以根据需求自行决定。

在下热封机构20的一种实施例中，下热封机构20通过下支撑部22固定在竖直安装面11上。为了便于下热封机构20调整自身的平行度，竖直安装面11的下部可以设置有精加工的凸面(未图示)或者镶定位销(未图示)，以作为下热封机构20的的下支撑部22的定位基准。下支撑部22包括垂直于竖直安装面11安装的第一支撑板221，下热封头21安装固定在第一支撑板221上。由于热封头通常呈长条状，因此，第一支撑板221也可设置为长条状。第一支撑板221的长边的两侧分别安装有具有阶梯的定位销222，阶梯面作为定位基准面，同时，定位销222位于阶梯面的上部，设置有外径小于阶梯面的外径的导向圆柱体。另外，上热封机头同样可以设置具有可以与第一支撑板221上的定位销222的导向圆柱体配合的导向孔的定位衬套321，并把定位衬套321的端面设置为辅助定位面，调整时，定位销222的阶梯面与定位衬套321的端面贴合，即意味着上热封机构30与下热封机构20已经调好平行度。通过设置固定的下热封机构20，可以确保下热封机构20在竖直安装面11上的平行度，在作为单机操作或者半自动操作的软包电池的热封设备中，具有很大的优势。

需要说明的是，作为调试用的定位销222或者定位衬套321，调试完成后，可以拆卸。

参照参照图1、图3，在下热封机构20的别的实施例中，下支撑部22包括固定支撑下热封头21的第一支撑板221及可自锁地驱动第一支撑板221升降的下驱动部23。需要说明的是，本发明的自锁指的是，下驱动部23作业停止后，如电机转动停止、电机突然断电等，不会因为不超过下驱动部23的额定负载的外力的作用，而导致自身出现意外的移动或者转动的情况。

在下热封机构20的另一种实施例中，下驱动部23包括盘状凸轮机构24，盘状凸轮机构24包括由伺服电机驱动的盘状凸轮241及滚子从动件242，第一支撑板221安装在滚子从动件242上竖直方向可滑动。盘状凸轮机构24包括安装在安装基座10的下部的两处轴承座243，支撑轴(未图示)穿过盘状凸轮241的基圆的圆心支撑在轴承座243上。支撑轴的一端通过柔性联轴器与伺服电机连接，伺服电机优选具有制动器的伺服电机，支撑轴的另一端安装有感应片244，并在轴承座243上配合安装有U型光电开关，以辅助伺服电机确定原点及停止点等。第一支撑板221及滚子从动件242均分别安装在线性滑轨上，为了确保滚子从动件242与盘状凸轮241的紧密贴合，盘状凸轮机构24可以设置有拉簧245，拉簧245的一端勾在滚子从动件242上，另一端勾在轴承座243上。

另外，盘状凸轮241与滚子从动件242的配合，设置为上热封机构30与下热封机构20对压热封软包电池时，盘状凸轮机构24刚好处于凸轮的死点处，即：盘状凸轮241与滚子从动件242的接触位置与盘状凸轮241的基圆的圆心在竖直方向上共线，另外，盘状凸轮241与滚子从动件242的接触位置的圆弧设置为等径，以防止盘状凸轮241与伺服电机之间因为柔性联轴器的轻微的摆动而导致滚子从动件242竖直方向位置变化。

通过设置伺服电机驱动的盘状凸轮机构24，并进一步设置上热封机构30与下热封机构20对压热封软包电池时，盘状凸轮机构24刚好处于凸轮的死点处，可以确保下热封机构20在上热封机构30下压时的稳定支撑。

另外，通过设置具有下驱动部23的下热封机构20，可以实现上热封机构30及下热封机构20同时朝向软包电池以热封软包电池的铝塑膜，便于实现将软包电池的自调节热封机构应用于自动化设备。如在具有送料转盘的热封设备上，软包电池水平放置在热封设备的转盘的夹具上，并通过夹具以夹持除需要热封的部位的其他部分的方式定位，热封机构包括多处，并分别设置在转盘的边缘，另外，热封机构也可以做出适当的改动，如热封软包电池的前端部分的，热封软包电池的左右两侧部分的，每当一个软包电池进入热封机构，下热封机构20及上热封机构30分别工作，从软包电池的上下两侧对软包电池的热封部分进行热封。

在下热封机构20的第三种实施例中，下驱动部23包括通过伺服电机驱动可竖直方向进给的丝杆传动机构(未图示)，进一步地，当选用滚珠丝杆传动机构时，伺服电机使用带制动器的伺服电机，当选用可自锁的梯形丝杆传动机构时，伺服电机可选用不带制动器的伺服电机。

参照图1、图2，如上所述，上热封机构30安装在竖直安装面11的上部，包括上驱动部32及通过浮动机构40与上驱动部32的输出端连接的上热封头31。

上驱动部32可以使用电机或者气缸驱动，由于气缸伸出或缩回时经常速度不稳定，使用气缸可能会导致弹性调节部50及浮动机构40不能起到自调节作用或者过快地自调节，同样不利于软包电池的热封，因此本发明优选伺服电机驱动以实现热封时的微量、精密进给。上驱动部32包括导向的线性滑轨，作为传动机构，可以使用滚珠丝杆传动机构，滚珠丝杆的一端与伺服电机连接，滚珠丝杆的丝杆螺母与浮动机构40连接。

以下结合实施例对浮动机构40进行详细说明。

在浮动机构40的一种实施例中，优选地，浮动机构40通过安装座与滚珠丝杆的丝杆螺母连接。浮动机构40的中部设置有铰接结构41，铰接结构41的固定端411与上驱动部32的输出端固定连接，上热封头31安装至铰接结构41的活动端412的下部，活动端412可绕固定端411的销轴413竖直方向摆动。固定端411可以通过螺丝锁紧至安装座，固定端411可以设置为双耳型，销轴413的两端分别支撑在固定端411的双耳的铰接孔上，活动端412可以包括⊥型的第一安装板414，第一安装板414的⊥型朝上凸出的一端设置有与销轴413配合的铰接孔，上热封头31安装在第一安装板414上。进一步地，为了在水平方向调整上热封头31X轴或Y轴的安装位置，第一安装板414上还可以通过X轴可调的第二安装板415及Y轴可调的第三安装板416与上热封头31连接。

由于热封头通常呈狭长状，而软包电池的凸起通常是微量的，因此，设置铰接结构41，限定热封头只能上下方向浮动，可方便控制浮动机构40的浮动方向及浮动量。

在浮动机构40的第二种实施例中，浮动机构40的中部设置有球形浮动接头(未图示)，浮动机构40通过球形浮动接头与上驱动部32连接，浮动机构40的下部设置有与球形浮动接头连接的可固定支撑上热封头31的第二支撑板(未图示)。球形浮动接头可以选择具有狭长的安装法兰的球形浮动接头。

为了防止浮动机构40的浮动量过大，还包括至少两处调节螺栓54，调节螺栓54分别设置在上热封机构30位于浮动机构40的两边的上部。

一方面，软包电池的自调节热封机构，通过设置浮动机构40及弹性调节部50，并配合上述的定位销222及定位衬套321调整，调整上热封机构30及下热封机构20的平行度。将定位销222的阶梯面及定位衬套321的端面贴合后，调整弹性调节部50竖直方向伸出，抵接至所述浮动机构40。另外，调整调节螺栓54距离浮动机构40的两边的上部的距离优选范围为0.5mm-1mm。进一步地，调节弹性调节部50的弹力，弹性调节部50的弹力设置为刚好可以压住浮动机构40，防止浮动机构40偏摆，在从下往上朝热封头施加微力如5N-10N的力时，浮动机构40可以克服弹性调节部50的弹力浮动。

因此，弹性调节部50在本发明中定义为，具有调节的行程及额定调节力，当施加超出该额定调节力的外力时，其行程能够收缩。另外，由于弹性调节部50同时兼有调节浮动机构40的平行度的能力，因此，该弹性调节部50同样具有可精密限制伸缩行程的功能，由于弹性调节部50的缩回行程的调节已经通过上述的调节螺栓54调节，因此，弹性调节部50还需可精密控制其伸出行程。

参照图2，在弹性调节部50的一种实施例中，弹性调节部50包括可调行程气缸51，可调行程气缸51伸出时其输出端可抵接至浮动机构40的一边的上部。可调节行程单轴气缸的输出力优选缸径小于25mm的气缸。使用可调行程气缸51，可以在上述的定位销222及定位衬套321相互贴合后，精密调节气缸的输出行程抵接至浮动机构40，从而实现定位销222及定位衬套321相互分离后，上热封机构30的位置在没有施加外力的情况下仍然可以保持不变。而当上热封头31及下热封头21热封软包电池时，倘若软包电池有微凸起，该微凸起施加于上热封头31的力同样作用于弹性调节部50即：可调行程气缸51，此时气缸的行程收缩，从而实现热封头根据软包电池的微凸起自调节。

参照图1，进一步地，可调行程气缸51的气动回路上设置有可独立调节可调行程气缸51所用的气源的压力的调压阀53，通过设置调压阀53，可以便于精密地控制气缸的输出力。这也是选择气缸作为弹性调节部50的重要的原因。

参照图2，更进一步地，为了减少弹性调节部50与浮动机构40之间的接触面积，便于浮动机构40的微量调节可调行程气缸51的输出端固定连接有调整块52，调整块52具有可分别抵接至浮动机构40的两边的上部的弧状的接触面。

另外，在别的实施例中，弹性调节部50同样可以使用线性导向轴及弹簧的组合，并使用本领域普通技术人员所公知的机械结构限制线性导向轴的输出行程，如在线性导向轴的一端设置螺纹及螺母，微调节线性导向轴的输出行程。虽然使用该实施例同样可以提高热封头的平行度，但是，由于弹簧的输出力难以精密控制，并且随着使用次数的增加，弹簧的输出力也变得不稳定，因此，在更加精密热封的场合，还是优选可调行程气缸51。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何方式进行组合，为了不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不另行说明。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明范围的任何修改或者等同替换，均应当涵括在本发明的技术方案内。

Claims (8)

1.一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，包括：

安装基座，所述安装基座具有竖直安装面；

下热封机构，所述下热封机构安装在所述竖直安装面的下部，所述下热封机构具有热封时可水平固定支撑下热封头的下支撑部；

上热封机构，所述上热封机构安装在所述竖直安装面的上部，所述上热封机构包括上驱动部及通过浮动机构与所述上驱动部的输出端连接的上热封头；

弹性调节部，所述弹性调节部包括至少两处，分别设置在所述上热封机构位于所述浮动机构的两边的上部，所述弹性调节部竖直方向可伸出抵接至所述浮动机构并与所述浮动机构联动；

其中，所述下支撑部包括固定支撑所述下热封头的第一支撑板及可自锁地驱动所述第一支撑板升降的下驱动部；

所述浮动机构的中部设置有铰接结构，所述铰接结构的固定端与所述上驱动部的输出端固定连接，所述上热封头安装至所述铰接结构的活动端的下部，所述活动端可绕所述固定端的销轴竖直方向摆动。

2.根据权利要求1所述的一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，所述弹性调节部包括可调行程气缸，所述可调行程气缸伸出时其输出端可抵接至所述浮动机构的一边的上部。

3.根据权利要求2所述的一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，所述可调行程气缸的输出端固定连接有调整块，所述调整块具有可抵接至所述浮动机构的一边的上部的弧状的接触面。

4.根据权利要求2所述的一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，所述可调行程气缸的气动回路上设置有可独立调节所述可调行程气缸所用的气源的压力的调压阀。

5.根据权利要求1所述的一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，还包括至少两处调节螺栓，所述调节螺栓分别设置在所述上热封机构位于所述浮动机构的两边的上部。

6.根据权利要求1所述的一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，所述下驱动部包括盘状凸轮机构，所述盘状凸轮机构包括由伺服电机驱动的盘状凸轮及滚子从动件，所述第一支撑板安装在所述滚子从动件上竖直方向可滑动。

7.根据权利要求1所述的一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，所述浮动机构的中部设置有球形浮动接头，所述浮动机构通过所述球形浮动接头与所述上驱动部连接，所述浮动机构的下部设置有与所述球形浮动接头连接的可固定支撑所述上热封头的第二支撑板。

8.根据权利要求1所述的一种软包电池的自调节热封机构，其特征在于，所述下驱动部包括通过伺服电机驱动可竖直方向进给的丝杆传动机构。