CN109473725A - 一种软包电池的顶封机构及其顶封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池生产的技术领域，具体涉及一种软包电池顶封机构及其顶封方法，顶封机构包括包括机架、上封头、下封头、第一气缸、第二气缸和加热组件；所述上封头和所述下封头上均设有容置槽，所述容置槽两侧分别对称设有第一压条和第二压条，所述第一压条和所述第二压条上均设有两极耳槽；本发明使用双压印顶封技术，PP层熔化液在所述极耳槽形成第一封装层，多余的熔化液在所述容置槽中形成第二封装层，第一封装层和第二封装层一起共同形成软包电池的封装层；双压印顶封技术解决了现有技术中采用单压印封装技术时只有对极耳位置封装，导致软包电池的顶封不到位的问题。

Description

一种软包电池的顶封机构及其顶封方法
技术领域
本发明涉及电池生产的技术领域，具体涉及一种顶封机构及其顶封方法。
背景技术
在在锂离子电池生产中，通常采用铝壳、钢壳或者电池软包袋进行封装，使用电池软包袋进行封装的锂离子电池一般称作软包电池，软包电池具有以下优点：安全性能好，软包电池在发生安全隐患的情况下一般只会鼓气裂开，可减小发生爆炸的概率；重量轻，软包电池重量较同等容量的钢壳锂电轻40％，较铝壳电池轻20％；容量大，内阻小，软包电池的内阻较锂电池小，降低了电池的自耗电；设计灵活，软包电池的形状可根据灵活定制，便于开发新的电芯型号。
电池软包袋一般由铝塑膜制成，通常分为干式层压软包袋和热层压软包袋两大类。热层压软包袋一般适用于不需要深度塑形能力的高功率和高能量应用场合；干式层压软包袋应用场合更广，可应用于绝大部分类型的锂离子电池。电池软包袋的主要性能要求有：较高的薄膜软包密封性、较高的抗耐电解质性能、较高的水蒸汽隔层性能和较好的薄膜软包的尺寸样式多样性。
软包电池的广泛应用使之与人们的生活密不可分；电池软包袋作为软包电池的重要组件，电池软包装技术是目前软包电池生产中重点改进的方向，电池软包袋的研发趋势是：更薄、更轻、耐电解液稳定性更好、阻隔性更高、热封强度更高和电性能影响更小。
软包电池包括电池本体和电池软包袋，电池本体的上设置有正极耳和负极耳，正极耳和负极耳间隔分布于电池本体的一侧；使用电池软包袋封装电池本体，正极耳和负极耳需从电池软包袋穿出，并且在穿出位置需保持良好密封。使用铝塑膜对电池本体设置正极耳和负极耳的一侧进行封装，称作顶封。现有技术中对软包电池进行顶封存在密封效果不良，易造成铝塑膜破损和产生漏液风险的技术问题，因此，针对现有技术的技术问题进行改进。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种软包电池的顶封机构及其顶封方法。
本发明的技术方案如下：
一种软包电池的顶封机构，包括机架、上封头、下封头、第一气缸、第二气缸和加热组件；所述第一气缸和所述第二气缸对称设置并固定设于所述机架上；所述上封头和所述下封头上分别设有连接组件，所述连接组件分别与所述第一气缸和所述第二气缸连接；所述加热组件分别固定设于所述上封头和所述下封头上；所述上封头和所述下封头上均设有容置槽，所述容置槽两侧分别对称设有第一压块和第二压块，所述第一压条和所述第二压条上均设有两极耳槽。
进一步的，所述容置槽的深度为2.5mm到4.5mm。
进一步的，所述上封头和所述下封头上均设有避空槽。
进一步的，所述加热组件包括加热丝；所述上封头和所述下封头上均设有加热孔，所述加热丝设于所述加热孔内。
进一步的，所述连接组件包括上连接件和下连接件；所述机架上设有轨道，上连接件和所述下连接件分别滑动设于所述轨道上；所述第一气缸和所述第二气缸的推杆上分别设有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台分别与所述上连接件和下连接件连接。
进一步的，所述上连接件包括上导向件和上连接块；所述上导向件滑动设于所述轨道上，上导向件的外侧壁上设有左右对称的卡件，所述卡件之间设有连接部，所述第一凸台与所述连接部卡接；所述上连接块的两端分别与所述上导向件和所述上封头连接。
进一步的，所述下连接件包括下导向件和下连接块；所述下导向件滑动设于所述轨道上，所述下导向件上设有卡接部，所述第二凸台卡设于所述卡接部；所述下连接块的两端分别与所述下导向件和下封头连接。
进一步的，步骤包括：
S1、把电池送到顶封工位，所述第一气缸和所述第二气缸工作分别带动所述上封头和所述下封头相互靠近并接触，电池的极耳分别置于所述两极耳槽内；
S2、所述加热丝通电并开始发热，所述加热丝分别把热量传递到所述上封头和所述下封头，电池的极耳内侧设置的一PP层受热流动填充两所述极耳槽和所述容置槽形成封装层；
S3、所述第一气缸和所述第二气缸工作分别带动所述上封头和下封头相互远离，电池的极耳离开所述极耳槽，完成顶封工序。
进一步的，所述封装层包括第一封装层和第二封装层；步骤S2中PP层熔化后形成熔化液，熔化液填充所述两极耳槽形成第一封装层，多余的熔化液流动到所述容置槽中形成第二封装层。
有益效果，本发明中，所述容置槽置于所述第一压条和所述第二压条之间，顶封过程使用双压印顶封技术，PP层熔化液在所述极耳槽形成第一封装层，多余的熔化液在所述容置槽中形成第二封装层，第一封装层和第二封装层一起共同形成软包电池的封装层；双压印顶封技术解决了现有技术中采用单压印封装技术时只有对极耳位置封装，导致软包电池的顶封不到位的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视图；
图3为本发明的右视图；
图4为本发明中下封头的结构示意图；
图5为图4中A的放大示意图；
图6为图1中B的放大示意图；
图7为图1中C的放大示意图。
机架1；上封头2；下封头3；第一气缸4；第二气缸5；加热组件6；连接组件7；容置槽8；避空槽9；第一凸台40；第二凸台50；加热丝60；加热孔61；上连接件70；下连接件71；第一压条80；第二压条81；极耳槽82；上导向件700；上连接块701；卡件702；连接部703；下导向件710；下连接块711；卡接部712。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳的实施例，一种电池的顶封机构，包括机架1、上封头2、下封头3、第一气缸4、第二气缸5和加热组件6；所述第一气缸4和所述第二气缸5对称设置并固定设于所述机架1上；所述上封头2和所述下封头2上分别设有连接组件7，所述连接组件7分别与所述第一气缸4和所述第二气缸5连接；所述加热组件6分别固定设于所述上封头2和所述下封头3上；所述上封头2和所述下封头3上均设有容置槽8，所述容置槽8两侧分别对称设有第一压块80和第二压块81，所述第一压条80和所述第二压条81上均设有两极耳槽82；优选的，所述第一压条80和所述第二压条81的外侧壁与所述容置槽8的内侧壁相平齐，所述第一压条80上的两所述极耳槽82和所述第二压条81的两所述极耳槽82相对应设置，进行顶封工序时，软包电池的正极耳和负极耳分别置于所述极耳槽82和所述容置槽8中。
本发明提供的顶封机构用于对软包电池进行顶封，将待顶封的软包电池放置于所述上封头2和所述下封头3之间，软包电池的阳极耳和阴极耳分别置于两所述极耳槽82；在正极耳处，软包电池包括正极耳和两层铝塑膜共三层结构；在负极耳处，软包电池包括负极耳和两层铝塑膜共三层结构；铝塑膜的内侧设置有PP层，PP层受热具有一定流动性；进行顶封时，所述加热组件7发热，所述上封头2和所述下封头3挤压铝塑膜时，所述上封头2和所述下封头3把热量传递给铝塑膜。铝塑膜上的PP层受热流动，在挤压作用下流动并填充两所述极耳槽82和容置槽8，密封效果更好。
具体的，所述容置槽8的深度的范围在2.5mm到4.5mm之间，优选的，所述容置槽8的深度选用3mm；所述容置槽8的深度与PP层熔化液的量相对应，能在两所述极耳槽82和所述容置槽8形成厚度足够的密封层。
具体的，所述上封头2和所述下封头3上均设有避空槽9；软包电池的边缘凸起置于所述避空槽9中，避免因边缘凸起导致所述上封头2和所述下封头3之间无法闭合，影响顶封时密封层的形成。
具体的，所述加热组件6包括加热丝60；所述上封头2和所述下封头3上均设有加热孔61，所述加热丝60设于所述加热孔61内；所述加热组件6通电后产生热量并把提供热量分别传递给所述上封头2和所述下封头3。
具体的，所述连接组件7包括上连接件70和下连接件71；所述机架1上设有轨道10，上连接件70和所述下连接件71分别滑动设于所述轨道10上；所述第一气缸4和所述第二气缸5的推杆上分别设有第一凸台40和第二凸台50，所述第一凸台40和所述第二凸台50分别与所述上连接件70和下连接件71连接；所述上连接件70和所述下连接件71滑动设于所述轨道10上，使所述上封头2和所述下封头3更加平稳的运动。
具体的，所述上连接件70包括上导向件700和上连接块701；所述上导向件700滑动设于所述轨道10上，上导向件700的外侧壁上设有左右对称的卡件702，所述卡件702之间设有连接部703，所述第一凸台40与所述连接部703卡接；所述上连接块701的两端分别与所述上导向件700和所述上封头2连接；优选的，所述卡件702分别设置在所述上导向件700的两平行外侧壁上，两所述卡件702的一端分别向外延伸并伸长，所述连接部703包括两凸沿，两凸沿分别固定在两所述卡件702之间的侧壁上，所述第一凸台40穿过所述连接部703之间的间隙并与两凸沿的底面抵触，当所述第一气缸4工作时，带动所述第一凸台40上下运动，所述第一凸台40经所述连接部703带动上连接件70上下运动，从而实现所述上封头2上下运动。
具体的，所述下连接件71包括下导向件710和下连接块711；所述下导向件710滑动设于所述轨道10上，所述下导向件710上设有卡接部712，所述第二凸台50卡设于所述卡接部712；所述下连接块711的两端分别与所述下导向件710和下封头3连接；优选的，所述卡接部712为一凹槽，凹槽的内侧壁上设有卡块，所述第二凸台50的顶面与凹槽的底面抵触，通过所述第二凸台50支撑所述下导向件710，卡块的顶面与所述第二凸台50的底面抵触，从而把所述第二凸台50固定设于所述下导向件710中，使所述下封头3的上下运动更加平稳。
本发明还提供了顶封机构的顶封方法，步骤包括：
S1、把电池送到顶封工位，所述第一气缸4和所述第二气缸5工作分别带动所述上封头2和所述下封头3相互靠近并接触，电池的极耳分别置于所述两极耳槽82内；
S2、所述加热丝60通电并开始发热，所述加热丝60分别把热量传递到所述上封头2和所述下封头3，电池的极耳内侧设置的一PP层受热流动填充两所述极耳槽82和所述容置槽8形成封装层；
S3、所述第一气缸4和所述第二气缸5工作分别带动所述上封头2和下封头3相互远离，电池的极耳离开所述极耳槽82，完成顶封工序。
具体的，所述封装层包括第一封装层和第二封装层；步骤S2中PP层熔化后形成熔化液，熔化液填充所述两极耳槽82形成第一封装层，多余的熔化液流动到所述容置槽8中形成第二封装层。
本发明中，所述容置槽8置于所述第一压条80和所述第二压条81之间，顶封过程使用双压印顶封技术，PP层熔化液在所述极耳槽82形成第一封装层，多余的熔化液在所述容置槽8中形成第二封装层，第一封装层和第二封装层一起共同形成软包电池的封装层；双压印顶封技术解决了现有技术中采用单压印封装技术时只有对极耳位置封装，导致软包电池的顶封不到位的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种软包电池的顶封机构，其特征在于：包括机架(1)、上封头(2)、下封头(3)、第一气缸(4)、第二气缸(5)和加热组件(6)；所述第一气缸(4)和所述第二气缸(5)对称设置并固定设于所述机架(1)上；所述上封头(2)和所述下封头(2)上分别设有连接组件(7)，所述连接组件(7)分别与所述第一气缸(4)和所述第二气缸(5)连接；所述加热组件(6)分别固定设于所述上封头(2)和所述下封头(3)上；所述上封头(2)和所述下封头(3)上均设有容置槽(8)，所述容置槽(8)两侧分别对称设有第一压条(80)和第二压条(81)，所述第一压条(80)和所述第二压条(81)上均设有两极耳槽(82)。
2.如权利要求1所述的软包电池的顶封机构，其特征在于：所述容置槽(8)的深度为2.5mm到4.5mm。
3.如权利要求1所述的软包电池的顶封机构，其特征在于：所述上封头(2)和所述下封头(3)上均设有避空槽(9)。
4.如权利要求1所述的软包电池的顶封机构，其特征在于：所述加热组件(6)包括加热丝(60)；所述上封头(2)和所述下封头(3)上均设有加热孔(61)，所述加热丝(60)设于所述加热孔(61)内。
5.如权利要求1所述的软包电池的顶封机构，其特征在于：所述连接组件(7)包括上连接件(70)和下连接件(71)；所述机架(1)上设有轨道(10)，上连接件(70)和所述下连接件(71)分别滑动设于所述轨道(10)上；所述第一气缸(4)和所述第二气缸(5)的推杆上分别设有第一凸台(40)和第二凸台(50)，所述第一凸台(40)和所述第二凸台(50)分别与所述上连接件(70)和下连接件(71)连接。
6.如权利要求5所述的软包电池的顶封机构，其特征在于：所述上连接件(70)包括上导向件(700)和上连接块(701)；所述上导向件(700)滑动设于所述轨道(10)上，上导向件(700)的外侧壁上分别设有左右对称的卡件(702)，所述卡件(702)之间设有连接部(703)，所述第一凸台(40)与所述连接部(703)卡接；所述上连接块(701)的两端分别与所述上导向件(700)和所述上封头(2)连接。
7.如权利要求5所述的软包电池的顶封机构，其特征在于：所述下连接件(71)包括下导向件(710)和下连接块(711)；所述下导向件(710)滑动设于所述轨道(10)上，所述下导向件(710)上设有卡接部(712)，所述第二凸台(50)卡设于所述卡接部(712)；所述下连接块(711)的两端分别与所述下导向件(710)和下封头(3)连接。
8.一种具有权利要求1所述的软包电池的顶封机构的顶封方法，其特征在于：步骤包括：
S1、把电池送到顶封工位，所述第一气缸(4)和所述第二气缸(5)工作分别带动所述上封头(2)和所述下封头(3)相互靠近并接触，电池的极耳分别置于所述两极耳槽(82)内；
S2、所述加热丝(60)通电并开始发热，所述加热丝(60)分别把热量传递到所述上封头(2)和所述下封头(3)，电池的极耳内侧设置的一PP层受热流动填充两所述极耳槽(82)和所述容置槽(8)形成封装层；
S3、所述第一气缸(4)和所述第二气缸(5)工作分别带动所述上封头(2)和下封头(3)相互远离，电池的极耳离开所述极耳槽(82)，完成顶封工序。
9.如权利要求8所述的顶封方法，其特征在于：所述封装层包括第一封装层和第二封装层；步骤S2中PP层熔化后形成熔化液，熔化液填充所述两极耳槽(82)形成第一封装层，多余的熔化液流动到所述容置槽(8)中形成第二封装层。
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