CN110444802A - 一种软包电芯封装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软包电芯封装设备，属于电池制造技术领域。本发明所提供的软包电芯封装设备包括夹紧组件、热封组件和加压组件，夹紧组件包括驱动机构和夹紧机构，热封组件设置在夹紧机构的夹紧端。在驱动机构的驱动下，夹紧机构能够夹紧软包电芯，热封组件能够在夹紧机构夹紧软包电芯时热封软包电芯，且在夹紧机构夹紧软包电芯后，利用加压组件能够提高夹紧机构的夹紧力。该软包电芯封装设备通过先热封后加压的方式能够实现对软包电芯的封装，在极大程度上提高了软包电芯的热封效果，有利于提高软包电芯的质量。

Description

一种软包电芯封装设备

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种软包电芯封装设备。

背景技术

锂离子电池是一种可充电电池，其主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。随着锂离子电池技术的快速发展，锂离子电池被越来越广泛地应用在各个领域，例如电动汽车等。锂离子电池包括软包电芯，软包电芯的生产工艺流程包括叠片、预焊、主焊、铝膜冲坑、铝膜裁切以及热封。

现有用于软包电芯的热封工艺的热封效果较差，很容易发生泄漏现象，如何提高软包电芯在生产过程中的热封效果使现在亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软包电芯封装设备，热封效果好，能够提高软包电芯的成品质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种软包电芯封装设备，包括：

夹紧组件，所述夹紧组件包括驱动机构和夹紧机构，所述驱动机构与所述夹紧机构传动连接，所述夹紧机构被配置为能够在所述驱动机构的驱动下夹紧软包电芯；

热封组件，所述热封组件设置在所述夹紧机构的夹紧端，并能够在所述夹紧机构夹紧所述软包电芯时热封所述软包电芯；

加压组件，所述加压组件被配置为能够抵压在所述夹紧机构上以增大所述夹紧机构的夹紧力。

作为优选，所述软包电芯封装设备还包括：

安装板，用于安装所述夹紧组件和所述加压组件。

作为优选，所述夹紧机构包括第一滑道板、两个相对设置的夹紧连杆以及两个固定架，所述第一滑道板与所述驱动机构连接，所述第一滑道板上设置有两个相对设置的第一滑道；

两个所述夹紧连杆的第一端均设置有第一滑块，两个所述第一滑块分别滑动连接在两个所述第一滑道中，两个所述夹紧连杆的中部均转动连接在所述安装板上；

两个所述固定架分别设置在两个所述夹紧连杆的第二端，所述固定架上设置有第二滑道，所述夹紧连杆的第二端设置有第二滑块，所述第二滑块滑动连接在所述第二滑道内；

两个所述固定架均与所述热封组件连接，在所述驱动机构的驱动下，两个所述夹紧连杆能够相对转动，以使所述热封组件与所述软包电芯抵接。

作为优选，所述驱动机构包括夹紧气缸，所述夹紧气缸的气缸杆与所述第一滑道板连接。

作为优选，所述夹紧气缸的气缸杆和所述第一滑道板之间设置有连接组件，所述连接组件包括依次连接的气缸连接件、连接块和伸缩杆，所述气缸连接件与所述夹紧气缸的气缸杆连接，所述伸缩杆与所述第一滑道板连接，所述伸缩杆穿过所述安装板设置。

作为优选，所述安装板和所述热封组件两者中，其中一个设置有导轨，另一个设置有导向块，所述导向块与所述导轨滑动连接。

作为优选，所述热封组件包括两个相对设置的热封机构，两个所述热封机构分别设置在两个所述固定架上。

作为优选，所述热封机构包括加热板和发热机构，所述加热板设置在所述固定架上，所述发热机构设置在所述加热板上。

作为优选，所述加压组件包括至少一个加压机构，所述加压机构包括加压驱动件、加压连杆，所述加压连杆的中部转动连接在所述安装板上，所述加压连杆的一端与所述加压驱动件的驱动端传动连接；

在所述加压驱动件的驱动下，所述加压连杆的另一端能够抵压在所述夹紧机构上。

作为优选，所述安装板上设置有避让槽，所述加压驱动件位于所述安装板上，所述加压连杆穿过所述避让槽设置。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种软包电芯封装设备，该软包电芯封装设备包括夹紧组件、热封组件和加压组件，夹紧组件包括驱动机构和夹紧机构，热封组件设置在夹紧机构的夹紧端。在驱动机构的驱动下，夹紧机构能够夹紧软包电芯，热封组件能够在夹紧机构夹紧软包电芯时热封软包电芯，且在夹紧机构夹紧软包电芯后，能够利用加压组件提高夹紧机构的夹紧力。该软包电芯封装设备能够通过先热封后加压的方式实现对软包电芯的封装，在极大程度上提高了软包电芯的热封效果，有利于提高软包电芯的质量。

附图说明

图1是本发明所提供的软包电芯封装设备的轴测图；

图2是本发明所提供的软包电芯封装设备的主视图；

图3是本发明所提供的软包电芯封装设备的侧视图；

图4是本发明所提供的软包电芯封装设备的仰视图；

图5是本发明所提供的软包电芯封装设备的俯视图；

图6是本发明所提供的软包电芯封装设备拆除安装板后的轴测图；

图7是本发明所提供的软包电芯封装设备拆除安装板后的主视图；

图8是本发明所提供的夹紧组件的轴测图；

图9是本发明所提供的加压组件的轴测图。

图中：

1、夹紧组件；11、夹紧气缸；12、第一滑道板；121、第一滑道；13、夹紧连杆；131、第一滑块；132、第二滑块；14、固定架；141、第二滑道；15、第一安装座；16、气缸连接件；17、连接块；18、伸缩杆；19、导向座；110、安装架；

2、热封组件；21、加热板；22、热封头；23、电加热管；24、热电偶；25、隔热板；

3、加压组件；31、加压气缸；32、气缸连接头；33、加压连杆；331、第三滑道；34、轴承；35、第四安装座；

4、安装板；

5、支撑架；51、上支撑板；52、立柱；53、下支撑板；

6、第三安装座；7、导轨；8、导向块；9、第二安装座；10、光电传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供了一种软包电芯封装设备，该软包电芯封装设备能够用于实现软包电芯的热封，且软包电芯的热封效果好，封印整齐、宽度一致，不易发生泄漏现象。如图1至图5所示，该软包电芯封装设备包括夹紧组件1、热封组件2以及加压组件3，夹紧组件1主要用于实现对软包电芯的夹紧，热封组件2主要用于实现对软包电芯的热封，加压组件3主要用于在热封组件2热封软包电芯时对夹紧组件1施力，以提高夹紧组件1的夹紧力，从而提高热封效果。为了实现夹紧组件1和加压组件3的安装，该软包电芯封装设备还包括安装板4。在本实施例中，安装板4为矩形板，当然在其他实施例中，安装板4也可根据需求设定为圆形板、椭圆形板或者其他形状。

如图6至图8所示，夹紧组件1包括驱动机构和夹紧机构，驱动机构主要用于为夹紧机构夹紧软包电芯提供动力，夹紧机构主要用于执行夹紧作业。驱动机构与夹紧机构传动连接，在驱动机构的驱动下，夹紧机构被配置为能够夹紧软包电芯。具体地，如图8所示，在本实施例中，驱动机构包括夹紧气缸11，夹紧气缸11位于安装板4的上方，夹紧气缸11的气缸杆与夹紧机构传动连接。

夹紧机构位于安装板4的下方，夹紧机构包括第一滑道板12、两个相对设置的夹紧连杆13以及两个固定架14。其中，第一滑道板12上设置有两个相对设置的第一滑道121。可选地，两个第一滑道121呈“八”字型排布或者平行设置。第一滑道板12为矩形板状结构，其可以为一整块板，或者为有两块或者更多块板拼装而成。第一滑道板12的顶部与夹紧气缸11的气缸杆直接或者间接连接。在本实施例中，为了便于组装以及提高夹紧机构运动的稳定性，选择采用连接组件间接连接。

具体地，如图8所示，连接组件包括依次连接的气缸连接件16、连接块17和伸缩杆18。气缸连接件16与夹紧气缸11的气缸杆连接。连接块17呈倒“T”型，连接块17的竖板与气缸连接件16利用螺栓连接。伸缩杆18的数量为两根，两个伸缩杆18平行设置。两个伸缩杆18的一端与连接块17的横板连接，另一端与第一滑道板12连接，伸缩杆18穿过安装板4设置，使第一滑道板12位于安装板4的下方。伸缩杆18的设置能够扩大夹紧机构的安装范围。

可选地，为了固定连接组件和夹紧气缸11，在安装板4的上方还设置有支撑架5。如图6所示，支撑架5包括上下平行设置的上支撑板51和下支撑板53，上支撑板51和下支撑板53之间设置有多根用于支撑上支撑板51的立柱52。在本实施例中，立柱52的数量为四根，分别连接于上支撑板51和下支撑板53的四个边角处。当然，在其他实施例中，立柱52的数量也可以根据需求设定为一根、两根、三根或者其他数量。夹紧气缸11安装至上支撑板51的顶面上，夹紧气缸11的气缸杆穿过上支撑板51上的过孔设置。气缸连接件16和连接块17均位于上支撑板51和下支撑板53之间。伸缩杆18穿过下支撑板53上的过孔设置。可选地，如图8所示，为了提高连接组件在夹紧气缸11驱动下的移动精度，从而提高夹紧机构的运动精度，在下支撑板53上还设置有导向座19，在导向座19上设置有供伸缩杆18穿过的导向孔。

两个夹紧连杆13结构相同。在本实施例中，两个夹紧连杆13均呈对勾状，其均包括固定连接的第一杆和第二杆，第一杆和第二杆之间呈预设夹角，可选地，预设夹角为钝角。第一杆远离第二杆的一端(即夹紧连杆13的第一端)设置有第一滑块131，两个第一滑块131分别滑动连接在第一滑道板12的两个第一滑道121内。第二杆远离第一杆的一端(即夹紧连杆13的第二端)设置有第二滑块132，第二滑块132滑动连接在固定架14上。可选地，夹紧连杆13还可以为其他形状，只要能够实现连接第一滑道板12和固定架14，并在夹紧气缸11的驱动下，实现固定架14朝靠近或者远离软包电芯方形移动的目的即可。

两个夹紧连杆13的中部均转动连接在安装板4上，具体地，如图1、图2、图3以及图8所示，两个夹紧连杆13的中部分别通过一个第一安装座15转动连接在安装板4上。具体地，第一安装座15包括第一连接板和垂直设置在第一连接板上的两个第二连接板，第一连接板与安装板4通过螺钉等连接件连接，两个第二连接板间隔设置，两者之间形成容纳夹紧连杆13的空间。在两个第二连接板和夹紧连杆13上均设置有转轴孔，转轴穿过转轴孔从而实现夹紧连杆13的转动连接。可选地，还可以在转轴孔内设置轴承，以降低转动时的摩擦力。

两个固定架14结构相同，并分别安装在两个夹紧连杆13的第二端上。固定架14用于实现夹紧机构和热封组件2的连接。在本实施例中，如图8所示，固定架14包括垂直设置的第二滑道板和第三连接板，第二滑道板垂直连接在第三连接板的中部，第三连接板利用螺钉等连接件与热封组件2连接。第二滑道板上设置有第二滑道141，第二滑块132滑动连接在第二滑道141内。

如图6和图7所示，热封组件2包括两个相对设置的热封机构，两个热封机构分别连接在夹紧机构的两个固定架14上。在夹紧机构的驱动下，两个热封机构能够相互靠近，以实现与软包电芯的抵接，从而实现对软包电芯的热封。具体地，两个热封机构的结构相同，均包括加热板21和发热机构。在本实施例中，发热机构为电加热管23，电加热管23与加热板21连接，从而能够将加热板21加热至一定温度。加热板21与软包电芯接触，就能够实现软包电芯的热封。

可选地，加热板21呈长条状，以提高热封面积。加热板21的截面形状呈L型，并在其凹槽内设置有热封头22。为了便于安装加热板21以及提高热封时的稳定性，夹紧机构还包括安装架110，安装架110呈长条状，且其截面形状呈L型，固定架14的第三连接板通过螺钉等连接件连接在安装架110上。呈长条状的加热板21置于安装架110的凹槽内，并与安装架110固定连接。

为了避免热量通过加热板21传递至安装架110上，在安装架110和加热板21之间还设置有隔热板25。可选地，隔热板25的截面形状同样呈L型，隔热板25设置在安装架110的凹槽内，加热板21设置在隔热板25的凹槽内。此外，为了便于获得热封机构的热封温度，在热封机构的加热板21上还设置有热电偶24。

可选地，在安装架110和安装板4之间还设置有导向机构。具体地，如图6所示，导向机构包括设置在安装架110顶部的导向块8，以及设置在安装板4下方的导轨7，导向块8上设置有导槽，导轨7嵌入导槽内，导向块8能够在导轨7内滑动。通过设置导向机构能够控制两个热封机构在夹紧机构的驱动下相对移动时，两个热封机构的高度不发生变化，仅在同一水平面内移动。如此设置便于控制软包电芯的热封位置，当不同规格的软包电芯置于两个热封机构之间时能够实现快速定位，有利于提高热封效果和热封精度。当然在其他实施例中，也可以在安装板4上设置导槽，将导向块8滑动连接在导槽内。或者将导轨7设置在安装架110顶部，将设置有导槽的导向块8设置在安装板4上，以实现导向作用。此时需要注意的是，位于两个固定架14上的两个安装架110上分别设置有一段导轨7，且两段导轨在7间隔且平行设置，以避免在两个安装架110相互靠近时互相干涉；对应的，两个导向块8在安装板4上也间隔且平行设置。

为了便于安装导向块8，在安装架110的顶部设置有第二安装座9，并将导向块8设置在第二安装座9上。可选地，第二安装座9呈L型，并卡在安装架110的呈L型的外表面上，以便于快速定位和安装。当然，如果在其他实施例中不设置安装架110，那么也可以将导向块8直接设置在隔热板25或者加热板21或者热封机构的其他部件上。

由于热封机构的长度较长，为了提高两个热封机构移动的精度和稳定性，在本实施例中，设置有两套导向机构，两套导向机构设置在安装架110的长度方向的两端。可选地，为了检测热封机构是否移动到位，在安装板4的下方还设置有光电传感器10。

加压组件3主要用于在热封组件2热封软包电芯时提高夹紧机构的夹紧力，以提高热封效果。在本实施例中，加压组件3包括至少一个加压机构，如图9所示，加压机构包括加压驱动件、加压连杆33，加压连杆33的中部转动连接在安装板4上，加压连杆33的一端与加压驱动件的驱动端传动连接；在加压驱动件的驱动下，加压连杆33的另一端能够抵压在夹紧机构上。

具体地，加压驱动件为加压气缸31，加压气缸31的气缸杆通过气缸连接头32与加压连杆33滑动连接。加压连杆33整体呈对勾型，其包括固定连接的第三杆和第四杆，第三杆和第四杆之间呈预设夹角，可选地，预设夹角为钝角。第三杆远离第四杆的一端设置有第三滑道331，气缸连接头32上设置的第三滑块滑动连接在第三滑道331内。第四杆远离第三杆的一端用于与安装架110抵接，以提高夹紧机构的夹紧力。可选地，在第四杆远离第三杆的一端还设置有轴承34，以在抵接安装架110时降低对安装架110的磨损。

加压连杆33的中部通过第三安装座6转动连接在安装板4上。具体地，如图9所示，第三安装座6包括第四连接板、第五连接板和两个第六连接板，第四连接板通过连接件固定在安装板4的侧部，第五连接板安装至第四连接板的底端，两个第六连接板垂直设置在第五连接板上，两者之间形成安装加压连杆33的空间。在两个第六连接板和加压连杆33上均设置有转轴孔，转轴穿过转轴孔从而实现加压连杆33的转动连接。可选地，还可以在转轴孔内设置轴承，以降低转动时的摩擦力。

为了提高加压力度和加压的均衡性，在本实施例中，设置有四个加压机构，四个加压机构分别设置在安装板4的四个边角处。在安装时，将加压气缸31通过第四安装座35设置在安装板4的顶面上，可选地，第四安装座35呈L型。并在安装板4的四个边角处开设有四个避让槽，四个加压连杆33分别穿过四个避让槽设置。可选地，避让槽的宽度等于加压连杆33上位于避让槽内的部分的移动行程，以实现限位。当四个加压气缸31同时动作时，四个位于加压连杆33上的轴承34同时向靠近或者远离热封组件2的方向移动，以抵接或者脱离其对应的热封机构。当然在其他实施例中，也可以根据需要设置更多个或者更少个加压机构。

该软包电芯封装设备的工作过程如下：

首先，夹紧气缸11的气缸杆收缩，并通过连接组件带动第一滑道板12向上移动；第一滑道板12带动两个夹紧连杆13转动，使两个固定架14相互靠近；两个固定架14带动两个热封机构相互靠近，以使两个热封机构夹紧在软包电芯上。

然后，电加热管23通电，加热板21升温，加热板21开始对软包电芯进行热封。

最后，加压气缸31的气缸杆收缩，加压连杆33设置轴承34的一端向安装架110移动，以抵压在安装架110上，从而达到提高整个夹紧机构的夹紧力，使热封机构更加紧密的热压在软包电芯上，进而提高热封效果。

本实施例中的软包电芯封装设备通过先热封后加压的方式能够实现对软包电芯的封装，在极大程度上提高了软包电芯的热封效果，有利于提高软包电芯的质量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包电芯封装设备，其特征在于，包括：

夹紧组件(1)，所述夹紧组件(1)包括驱动机构和夹紧机构，所述驱动机构与所述夹紧机构传动连接，所述夹紧机构被配置为能够在所述驱动机构的驱动下夹紧软包电芯；

热封组件(2)，所述热封组件(2)设置在所述夹紧机构的夹紧端，并能够在所述夹紧机构夹紧所述软包电芯时热封所述软包电芯；

加压组件(3)，所述加压组件(3)被配置为能够抵压在所述夹紧机构上以增大所述夹紧机构的夹紧力。

2.根据权利要求1所述的软包电芯封装设备，其特征在于，所述软包电芯封装设备还包括：

安装板(4)，用于安装所述夹紧组件(1)和所述加压组件(3)。

3.根据权利要求2所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述夹紧机构包括第一滑道板(12)、两个相对设置的夹紧连杆(13)以及两个固定架(14)，所述第一滑道板(12)与所述驱动机构连接，所述第一滑道板(12)上设置有两个相对设置的第一滑道(121)；

两个所述夹紧连杆(13)的第一端均设置有第一滑块(131)，两个所述第一滑块(131)分别滑动连接在两个所述第一滑道(121)中，两个所述夹紧连杆(13)的中部均转动连接在所述安装板(4)上；

两个所述固定架(14)分别设置在两个所述夹紧连杆(13)的第二端，所述固定架(14)上设置有第二滑道(141)，所述夹紧连杆(13)的第二端设置有第二滑块(132)，所述第二滑块(132)滑动连接在所述第二滑道(141)内；

两个所述固定架(14)均与所述热封组件(2)连接，在所述驱动机构的驱动下，两个所述夹紧连杆(13)能够相对转动，以使所述热封组件(2)与所述软包电芯抵接。

4.根据权利要求3所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述驱动机构包括夹紧气缸(11)，所述夹紧气缸(11)的气缸杆与所述第一滑道板(12)连接。

5.根据权利要求4所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述夹紧气缸(11)的气缸杆和所述第一滑道板(12)之间设置有连接组件，所述连接组件包括依次连接的气缸连接件(16)、连接块(17)和伸缩杆(18)，所述气缸连接件(16)与所述夹紧气缸(11)的气缸杆连接，所述伸缩杆(18)与所述第一滑道板(12)连接，所述伸缩杆(18)穿过所述安装板(4)设置。

6.根据权利要求3所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述安装板(4)和所述热封组件(2)两者中，其中一个设置有导轨(7)，另一个设置有导向块(8)，所述导向块(8)与所述导轨(7)滑动连接。

7.根据权利要求3所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述热封组件(2)包括两个相对设置的热封机构，两个所述热封机构分别设置在两个所述固定架(14)上。

8.根据权利要求7所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述热封机构包括加热板(21)和发热机构，所述加热板(21)设置在所述固定架(14)上，所述发热机构设置在所述加热板(21)上。

9.根据权利要求2-8任一项所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述加压组件(3)包括至少一个加压机构，所述加压机构包括加压驱动件、加压连杆(33)，所述加压连杆(33)的中部转动连接在所述安装板(4)上，所述加压连杆(33)的一端与所述加压驱动件的驱动端传动连接；

在所述加压驱动件的驱动下，所述加压连杆(33)的另一端能够抵压在所述夹紧机构上。

10.根据权利要求9所述的软包电芯封装设备，其特征在于，

所述安装板(4)上设置有避让槽，所述加压驱动件位于所述安装板(4)上，所述加压连杆(33)穿过所述避让槽设置。