CN109119700A - 电池封装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池生产技术领域，具体公开一种电池封装设备，包括：箱体；刺穿组件，所述刺穿组件位于所述箱体中，所述刺穿组件用于刺穿气袋；第一封装组件，所述第一封装组件包括第一动力机构和位于所述箱体中的第一热压装置，所述第一动力机构用于驱动所述第一热压装置对气袋靠近电池主体的一端进行热压；第二封装组件，所述第二封装组件包括第二动力机构和位于所述箱体中的第二热压装置，所述第二动力机构用于驱动所述第二热压装置对气袋的刺穿口进行热压。本发明提供的电池封装设备，可以在刺破气袋的工序中尽量避免电解液与外界接触，达到安全和环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种电池封装设备。
背景技术
生产过程中，电池在完成电池化成工序后会出现胀气的现象，形成气袋。气袋的切除需要在抽真空状态下进行，在抽真空状态下将气袋刺破，气袋内的气体才能排出来。
刺破气袋不仅会排出气体，同时也会将电池主体内的部分电解液带出来，电解液是强酸强碱的物质，会对电池、生产设备、工作人员以及环境等造成恶劣影响，所以在刺破气袋抽真空时要格外注意电解液的飞溅问题。
现有的锂电池生产设备在刺破气袋这一步骤均没有采取特别好的措施：有的设备会在设备底部开一个凹槽，让电解液顺着凹槽流到一个收集盒，收集后进行处理；有的设备在电池离开用于刺破气袋的腔体时，会在转运电池的支撑板前端放置吸附棉来吸附电解液，然后对吸附棉进行处理。这些办法处理效果不佳，要从源头上解决问题，就要尽量避免电解液与外界接触。
因此，需要一种设备，可以在刺破气袋的工序中尽量避免电解液与外界接触，达到安全和环保的目的。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种电池封装设备，可以在刺破气袋的工序中尽量避免电解液与外界接触，达到安全和环保的目的。
为达以上目的，本发明提供一种电池封装设备，包括：
箱体；
刺穿组件，所述刺穿组件位于所述箱体中，所述刺穿组件用于刺穿气袋；
第一封装组件，所述第一封装组件包括第一动力机构和位于所述箱体中的第一热压装置，所述第一动力机构用于驱动所述第一热压装置对气袋靠近电池主体的一端进行热压；
第二封装组件，所述第二封装组件包括第二动力机构和位于所述箱体中的第二热压装置，所述第二动力机构用于驱动所述第二热压装置对气袋的刺穿口进行热压。
优选地，所述第一热压装置包括第一上压头和第一下压头，所述第一封装组件还包括：
导柱，所述导柱的上端与所述第一上压头固定连接，所述导柱的中部与所述第一下压头滑动连接，所述导柱的下端与所述第一动力机构的驱动端固定连接。
优选地，所述第二热压装置包括第二上压头和第二下压头，所述第二上压头包括：
横梁；
压板，所述压板位于所述横梁下方，所述压板的中部设有贯通槽；
热压块，所述热压块位于所述横梁的下方并与所述横梁固定连接，所述热压块用于穿过所述贯通槽与所述第二下压头配合对气袋的刺穿口进行热压；
加热棒，所述加热棒与所述热压块接触连接；
导杆，所述导杆的上端与所述横梁滑动连接，所述导杆的下端与所述压板固定连接；
第一弹簧，所述第一弹簧套接在所述导杆上。
优选地，所述第二下压头包括：
接液盒，所述接液盒用于收集从刺穿口流出的电解液，所述接液盒上设有安装槽；
承压块，所述承压块固定于所述安装槽中，所述承压块用于与所述热压块配合对气袋的刺穿口进行热压。
优选地，所述箱体包括箱主体和与所述箱主体铰接的箱门；所述第二动力机构位于所述箱主体的上方，所述第二动力机构的驱动端伸入所述箱体中；所述横梁与所述箱门沿上下方向滑动连接，所述接液盒固定于所述箱门上。
优选地，所述刺穿组件包括：
第三动力机构，所述第三动力机构固定于所述箱体的上方，所述第三动力机构的驱动端伸入所述箱体中；
L型板，所述第三动力机构用于驱动所述L型板往下运动；
刀架，所述刀架位于所述L型板的下方，所述刀架通过第一滚轮与所述L型板的底部滚动连接；
刺刀，所述刺刀固定在所述刀架上；
三角垫块，所述三角垫块固定于所述箱门上，所述三角垫块位于所述接液盒的上方，所述刀架与所述三角垫块的斜面滑动连接；
第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述箱门固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述刀架连接，所述第二弹簧用于拉动所述刀架沿所述三角垫块的斜面往斜上方运动。
优选地，所述刺穿组件还包括：
第二滚轮，所述L型板的上端通过所述第二滚轮与所述第三动力机构的驱动端连接。
优选地，还包括送料机构，所述箱体上设有进料口，所述送料机构用于将带气袋的电池主体通过所述进料口送进箱体中；所述送料机构包括：
导轨；
盖板，所述盖板沿所述导轨滑动，用于密封或者打开所述进料口；
承托组件，所述承托组件连接于所述盖板靠近所述箱体的一侧，用于承托电池主体。
优选地，所述承托组件包括：
托板，所述托板上设有抽真空孔；
挡边，所述挡边固定于所述托板远离所述盖板的一侧；
推板，所述推板位于所述托板上；
第四动力机构，所述第四动力机构用于驱动所述推板靠近或者远离所述挡边。
优选地，还包括位于所述第一封装组件与送料机构之间的紧压装置，所述紧压装置用于压紧电池主体；所述紧压装置包括：
主压板，所述主压板位于所述箱体中，所述主压板用于与所述托板配合压紧电池主体；
主电机，所述主电机位于所述箱体的外部；
丝杆，所述主电机通过所述丝杆与所述主压板连接。
本发明的有益效果在于：提供一种电池封装设备，通过设置两组封装组件对刺穿口进行封装，可以在刺破气袋的工序中尽量避免电解液与外界接触，达到安全和环保的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的电池封装设备的背面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电池封装设备的正面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的送料机构的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的紧压装置的位置示意图；
图5为本发明实施例提供的紧压装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的第二封装组件的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的刺穿组件的位置示意图；
图8为本发明实施例提供的刺穿组件的结构示意图。
图中：
1、箱体；101、箱主体；1011、进料口；102、箱门；
2、刺穿组件；201、第三动力机构；202、L型板；203、刀架；204、刺刀；205、三角垫块；206、第二弹簧；207、第一滚轮；208、第二滚轮；
3、第一封装组件；301、第一动力机构；302、第一上压头；303、第一下压头；304、导柱；
4、第二封装组件；401、第二动力机构；402、横梁；403、压板；404、热压块；405、加热棒；406、导杆；407、第一弹簧；408、接液盒；409、承压块；
5、送料机构；501、导轨；502、盖板；503、承托组件；5031、托板；5032、抽真空孔；5033、挡边；5034、推板；
6、紧压装置；601、主压板；602、主电机；603、丝杆；
7、电池主体；
8、气袋。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1～图8所示，本实施例提供一种电池封装设备，包括送料机构5、箱体1、紧压装置6、刺穿组件2、第一封装组件3和第二封装组件4。
如图1～图2所示，固定在工作台上的箱体1包括位于靠近送料机构5一侧的箱主体101和与箱主体101铰接的箱门102。箱主体101靠近送料机构5的一侧开设有进料口1011，送料机构5用于将带气袋8的电池主体7通过进料口1011送进箱体1中。
如图3所示，送料机构5包括导轨501、盖板502和承托组件503。导轨501固定在工作台上；盖板502沿导轨501滑动，用于密封或者打开进料口1011；承托组件503连接于盖板502靠近箱体1的一侧，用于承托电池主体7。具体地，承托组件503包括托板5031、挡边5033、推板5034和第四动力机构。托板5031上设有抽真空孔5032；挡边5033固定于托板5031远离盖板502的一侧；推板5034位于托板5031上；第四动力机构用于驱动推板5034靠近或者远离挡边5033。
具体地，将电池主体7放在托板5031上，然后启动第四动力机构，推板5034就会将电池主体7推向挡边5033，直至电池主体7被推板5034和挡边5033从水平方向压紧，进而完成电池主体7的定位。另一方面，抽真空孔5032既可以用于在运输电池主体7的途中吸附电池主体7，使电池主体7不移位，也可以用于对箱体1内部的空间进行抽真空。
如图4～图5所示，紧压装置6位于第一封装组件3与送料机构5之间，当送料机构5将带气袋8的电池主体7送进箱体1内后，紧压装置6用于配合托板5031在竖直方向将电池主体7压紧。紧压装置6包括主压板601、主电机602和丝杆603。用于与托板5031配合压紧电池主体7的主压板601位于箱体1中并位于托板5031的上方；主电机602位于箱体1的外部；主电机602通过丝杆603与主压板601连接。具体地，当主电机602启动时，丝杆603转动，主压板601随之上下运动。优选地，可以在主压板601上安装用于检测压力大小的压力传感器，防止压力过大，压坏电池主体7。
如图7～图8所示，刺穿组件2位于箱体1中，安装于箱门102上，用于刺穿气袋8。刺穿组件2包括第三动力机构201、L型板202、刀架203、刺刀204、三角垫块205、第二弹簧206、第一滚轮207和第二滚轮208。第三动力机构201固定于箱体1的上方，第三动力机构201的驱动端伸入箱体1中；L型板202的上端连接有第二滚轮208，当箱门102打开时，L型板202与第三动力机构201的驱动端脱离，当箱门102关闭时，L型板202位于第三动力机构201的正下方，L型板202可以通过第二滚轮208与第三动力机构201的驱动端连接，第三动力机构201用于驱动L型板202往下运动；优选地，第三动力机构201可以为气缸或者液压缸；刀架203位于L型板202的下方，刀架203通过第一滚轮207与L型板202的底部滚动连接；刺刀204固定在刀架203上；三角垫块205固定于箱门102上，三角垫块205位于接液盒408的上方，刀架203与三角垫块205的斜面滑动连接；第二弹簧206的一端与箱门102固定连接，第二弹簧206的另一端与刀架203连接，第二弹簧206用于拉动刀架203沿三角垫块205的斜面往斜上方运动。具体地，关闭箱门102后，第三动力机构201的驱动端往下伸出，第二滚轮208带动L型板202往下运动，L型板202的下端是水平的，所以第一滚轮207在L型板202的下端和三角垫块205的斜面的共同作用下带动刀架203和刺刀204往斜下方刺去，从而刺破气袋8，得到刺穿口。完成刺穿工序后，第三动力机构201的驱动端回缩，刀架203在第二弹簧206的拉力作用下往斜上方运动，回到原位。
如图4所示，第一封装组件3包括导柱304、第一动力机构301和位于箱体1中的第一热压装置，第一动力机构301用于驱动第一热压装置对气袋8靠近电池主体7的一端进行热压。第一热压装置包括第一上压头302和第一下压头303；导柱304的上端与第一上压头302固定连接，导柱304的中部与第一下压头303滑动连接，导柱304的下端与第一动力机构301的驱动端固定连接，第一动力机构301固定于箱体1的下方，优选地，第一动力机构301为气缸或者液压缸。具体地，当第一动力机构301的驱动端往下伸出时，第一上压头302在导柱304的带动下往下运动，第一下压头303由于被挡住而不能往下运动只能相对于导柱304往上滑动，第一上压头302和第一下压头303相互靠近，最终压紧气袋8靠近电池主体7的一端的位置，然后第一上压头302和第一下压头303发热，完成气袋8靠近电池主体7的一端的封边操作。
如图6所示，第二封装组件4包括第二动力机构401和位于箱体1中的第二热压装置，第二动力机构401用于驱动第二热压装置对气袋8的刺穿口进行热压。第二热压装置包括第二上压头和第二下压头。第二上压头包括横梁402、压板403、热压块404、加热棒405、导杆406和第一弹簧407。横梁402通过滑块组件与箱门102连接，可以沿上下方向滑动；压板403位于横梁402下方，压板403的中部设有贯通槽；热压块404位于横梁402的下方并与横梁402的底部固定连接，热压块404用于穿过贯通槽与第二下压头配合对气袋8的刺穿口进行热压；加热棒405与热压块404接触连接，优选地，热压块404设有贯穿孔，加热棒405插入贯穿孔中；导杆406的上端与横梁402滑动连接，导杆406的下端与压板403固定连接；第一弹簧407套接在导杆406上。第二下压头包括接液盒408和承压块409。接液盒408固定在箱门102上，用于收集从刺穿口流出的电解液，接液盒408上设有安装槽；承压块409固定于安装槽中，承压块409用于与热压块404配合对气袋8的刺穿口进行热压。优选地，第二动力机构401为安装于箱体1的上方的气缸或者液压缸，第二动力机构401的驱动端伸入箱体1中，横梁402的上方设有缺口框。具体地，当箱门102打开时，第二动力机构401的驱动端与横梁402上的缺口框分离；当箱门102关闭时，第二动力机构401插入缺口框中，只要第二动力机构401往下伸出，压板403就会往下将气袋8远离电池主体7的一端压紧，然后热压块404往下运动，与承压块409配合对气袋8上的刺穿口进行热压封装。当横梁402驱动压板403往下运动时，第一弹簧407可以起缓冲作用，防止下压力量过大导致气袋8破裂。
优选地，第一动力机构301、第二动力机构401、第三动力机构201和第四动力机构均为气缸或者液压缸。当然，也可以是将电机的旋转运动通过蜗轮蜗杆等方式转化为直线运动的其它动力机构。
具体工作流程如下：
①开始时，托板5031位于箱体1的外面，机械手将带气袋8的电池主体7从上料工位放置在托板5031上，推板5034向挡边5033靠近，推板5034与挡边5033共同将电池主体7夹紧，由此完成电池主体7的初步定位；
②通过抽真空孔5032进行抽气，从而将电池主体7吸附在托板5031上，以免电池主体7在向箱体1转移的过程中发生掉落或位置偏移；由于推板5034只为电池主体7提供了水平方向的固定，所以需要通过抽气的方式增加竖直方向的固定；进一步地，由于推板5034和挡边5033的位置可调，所以可以适用于各种尺寸的电池，能有效提高送料机构5的通用性；
③托板5031沿导轨501滑动，将电池主体7和气袋8送进箱体1中，同时，盖板502封住进料口1011；
④进入箱体1之后，解除抽真空孔5032的抽真空状态，推板5034再次将电池主体7往前推进，使得气袋8远离电池主体7的一端位于压板403与接液盒408之间，由此完成电池主体7的精定位；
⑤主电机602运转，主压板601下行，通过压力传感器控制主压板601的下压位置后，电池本体被压住；
⑥开始抽真空，当真空压力到达负40Kpa时，刀架203带动刺刀204下行，在瞬间完成对气袋8的刺破，刺破后刺刀204立刻收回，气体开始排出；
⑦然后向箱体1内通干燥气体，稀释腔体里可燃气体，继续抽真空使得真空到达负90Kpa，保证腔体内的真空达到要求；
⑧第一上压头302和第一下压头303加热到设定温度后，在第一动力机构301的驱动下上下合并，对气袋8边进行封装；同时，热压块404也往下运动，对气袋8的刺穿口进行封装；
⑨封装完成之后，第一封装组件3和第二封装组件4先复位，然后紧压装置6复位，送料机构5将完成封装的电池主体7和气袋8送出，机械手将电池主体7带至下一工位，完成一个循环，等待下一轮工作。
本实施例提供的电池封装设备具备以下优点：
①在现有装置的基础上增加对刺破气袋8的预封功能，防止刺破气袋8抽真空时电解液外泄到空气中，本实施例中的方案即便有少量电解液流出来，也会因为刺破口已被及时封住而不会进一步流出，本实施例中的方案有效的防止了电解液外泄，一定程度上保护了电池，也保护了设备，更保护了周围环境以及作业人员的安全。
②对于刺穿口和气袋8的边沿是由两组独立的封装机构完成的，互不干涉，且可以同时进行，封装温度和封装时间都是独立设定，不会增加额外的时间。
③整个装置结构简单紧凑，体积较小。封装组件安装在同一基准的导柱304上，降低平行度的调试难度，保证了封装效果。
④整个设备的机械结构与电气机构相互配合，所有的位移都是通过程序严格控制，通过传感器传递信息，保证每一步操作都严格按照要求，从各个点保证气袋8的刺破、抽真空和封装效果。
⑤刺刀204独立安装，方便更换刺刀204，也方便检修，同时刺刀204是瞬时刺破，瞬时收回，刺破效率高，且不影响预封。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电池封装设备，其特征在于，包括：
箱体(1)；
刺穿组件(2)，所述刺穿组件(2)位于所述箱体(1)中，所述刺穿组件(2)用于刺穿气袋(8)；
第一封装组件(3)，所述第一封装组件(3)包括第一动力机构(301)和位于所述箱体(1)中的第一热压装置，所述第一动力机构(301)用于驱动所述第一热压装置对气袋(8)靠近电池主体(7)的一端进行热压；
第二封装组件(4)，所述第二封装组件(4)包括第二动力机构(401)和位于所述箱体(1)中的第二热压装置，所述第二动力机构(401)用于驱动所述第二热压装置对气袋(8)的刺穿口进行热压。
2.根据权利要求1所述的电池封装设备，其特征在于，所述第一热压装置包括第一上压头(302)和第一下压头(303)，所述第一封装组件(3)还包括：
导柱(304)，所述导柱(304)的上端与所述第一上压头(302)固定连接，所述导柱(304)的中部与所述第一下压头(303)滑动连接，所述导柱(304)的下端与所述第一动力机构(301)的驱动端固定连接。
3.根据权利要求1所述的电池封装设备，其特征在于，所述第二热压装置包括第二上压头和第二下压头，所述第二上压头包括：
横梁(402)；
压板(403)，所述压板(403)位于所述横梁(402)下方，所述压板(403)的中部设有贯通槽；
热压块(404)，所述热压块(404)位于所述横梁(402)的下方并与所述横梁(402)固定连接，所述热压块(404)用于穿过所述贯通槽与所述第二下压头配合对气袋(8)的刺穿口进行热压；
加热棒(405)，所述加热棒(405)与所述热压块(404)接触连接；
导杆(406)，所述导杆(406)的上端与所述横梁(402)滑动连接，所述导杆(406)的下端与所述压板(403)固定连接；
第一弹簧(407)，所述第一弹簧(407)套接在所述导杆(406)上。
4.根据权利要求3所述的电池封装设备，其特征在于，所述第二下压头包括：
接液盒(408)，所述接液盒(408)用于收集从刺穿口流出的电解液，所述接液盒(408)上设有安装槽；
承压块(409)，所述承压块(409)固定于所述安装槽中，所述承压块(409)用于与所述热压块(404)配合对气袋(8)的刺穿口进行热压。
5.根据权利要求4所述的电池封装设备，其特征在于，所述箱体(1)包括箱主体(101)和与所述箱主体(101)铰接的箱门(102)；所述第二动力机构(401)位于所述箱主体(101)的上方，所述第二动力机构(401)的驱动端伸入所述箱体(1)中；所述横梁(402)与所述箱门(102)沿上下方向滑动连接，所述接液盒(408)固定于所述箱门(102)上。
6.根据权利要求5所述的电池封装设备，其特征在于，所述刺穿组件(2)包括：
第三动力机构(201)，所述第三动力机构(201)固定于所述箱体(1)的上方，所述第三动力机构(201)的驱动端伸入所述箱体(1)中；
L型板(202)，所述第三动力机构(201)用于驱动所述L型板(202)往下运动；
刀架(203)，所述刀架(203)位于所述L型板(202)的下方，所述刀架(203)通过第一滚轮(207)与所述L型板(202)的底部滚动连接；
刺刀(204)，所述刺刀(204)固定在所述刀架(203)上；
三角垫块(205)，所述三角垫块(205)固定于所述箱门(102)上，所述三角垫块(205)位于所述接液盒(408)的上方，所述刀架(203)与所述三角垫块(205)的斜面滑动连接；
第二弹簧(206)，所述第二弹簧(206)的一端与所述箱门(102)固定连接，所述第二弹簧(206)的另一端与所述刀架(203)连接，所述第二弹簧(206)用于拉动所述刀架(203)沿所述三角垫块(205)的斜面往斜上方运动。
7.根据权利要求6所述的电池封装设备，其特征在于，所述刺穿组件(2)还包括：
第二滚轮(208)，所述L型板(202)的上端通过所述第二滚轮(208)与所述第三动力机构(201)的驱动端连接。
8.根据权利要求1所述的电池封装设备，其特征在于，还包括送料机构(5)，所述箱体(1)上设有进料口(1011)，所述送料机构(5)用于将带气袋(8)的电池主体(7)通过所述进料口(1011)送进箱体(1)中；所述送料机构(5)包括：
导轨(501)；
盖板(502)，所述盖板(502)沿所述导轨(501)滑动，用于密封或者打开所述进料口(1011)；
承托组件(503)，所述承托组件(503)连接于所述盖板(502)靠近所述箱体(1)的一侧，用于承托电池主体(7)。
9.根据权利要求8所述的电池封装设备，其特征在于，所述承托组件(503)包括：
托板(5031)，所述托板(5031)上设有抽真空孔(5032)；
挡边(5033)，所述挡边(5033)固定于所述托板(5031)远离所述盖板(502)的一侧；
推板(5034)，所述推板(5034)位于所述托板(5031)上；
第四动力机构，所述第四动力机构用于驱动所述推板(5034)靠近或者远离所述挡边(5033)。
10.根据权利要求9所述的电池封装设备，其特征在于，还包括位于所述第一封装组件(3)与送料机构(5)之间的紧压装置(6)，所述紧压装置(6)用于压紧电池主体(7)；所述紧压装置(6)包括：
主压板(601)，所述主压板(601)位于所述箱体(1)中，所述主压板(601)用于与所述托板(5031)配合压紧电池主体(7)；
主电机(602)，所述主电机(602)位于所述箱体(1)的外部；
丝杆(603)，所述主电机(602)通过所述丝杆(603)与所述主压板(601)连接。
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