CN111786006A - 软包电池热封系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软包电池热封系统，包括：封头装置、与封头装置相对设置的预热装置以及传送线，封头装置和预热装置配合封装电池的电极端，封头装置包括：上封头组件；以及下封头组件，包括：与上封头组件相对设置的下封头、驱动下封头朝向或远离上封头组件方向运动的下封头伺服驱动件；预热装置包括：上预热组件；以及下预热组件，包括：与上预热组件相对设置的下预热件、驱动下预热件朝向或远离上预热组件方向运动的下预热伺服驱动件；软包电池热封系统还包括：主控单元，与上封头组件、下封头伺服驱动件、上预热组件以及下预热伺服驱动件电连接。与现有技术相比，使得电池可便捷的精准热封，降低热封成本，保证电池的质量。

Description

软包电池热封系统

技术领域

本发明实施例涉及电池封装领域，特别涉及软包电池热封系统。

背景技术

随着动力电池技术的发展，软包电池因其具有安全性能好，重量轻，容量大，内阻小，设计灵活等优点而被越来越广泛的应用。电芯热封是软包电池电芯生产工艺中的一个重要环节，是将上铝塑膜/裸电芯的极耳/下铝塑膜通过热封而成电池的正负极端，而在热封中为防止短路，裸电芯的极耳不能直接接触到上铝塑膜和下铝塑膜，需要让热封胶完全涂敷在铝塑膜和极耳之间，进而热封精度和稳定性将是热封工艺中影响封装厚度、封印表面质量、以及短路测试结果的重要指标。

对于传统的预热块和封头控制，都由气缸控制。在传统的封装工艺中，下封头作为上下位置基准，为了保证封头封装面、预热块接触面和电芯夹具之间的位置关系，需要调节下封头和下预热块相对电芯夹具的位置，而下封头和下预热块只能通过气缸上的螺母调节，调节距离无法量化，且需要人工借助辅助工具并在狭小的空间内调节。在厂房气源有波动的情况下，上下预热块都由气缸控制难以保证夹紧位置的准确性，且也只能通过气缸上的螺母调节，调节距离无法量化，需要人工借助辅助工具调节。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种软包电池热封系统，使得电池可便捷的精准热封，降低热封成本，保证电池的质量。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种软包电池热封系统，包括：两组相对设置的封头装置、两组相对设置的预热装置以及向所述封头装置和所述预热装置输送电池的传送线，其中一个封头装置和一个预热装置配合封装电池的正极端，另一个封头装置和另一个预热装置配合封装电池的负极端，各所述封头装置包括：

上封头组件；以及

下封头组件，包括：与所述上封头组件相对设置的下封头、驱动所述下封头朝向或远离所述上封头组件方向运动的下封头伺服驱动件；

各所述预热装置包括：

上预热组件；以及

下预热组件，包括：与所述上预热组件相对设置的下预热件、驱动所述下预热件朝向或远离所述上预热组件方向运动的下预热伺服驱动件；

所述软包电池热封系统还包括：主控单元，与各所述上封头组件、各所述下封头伺服驱动件、各所述上预热组件以及各所述下预热伺服驱动件电连接。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于下封头组件包括下封头和下封头伺服驱动件，下预热组件包括下预热件和下预热伺服驱动件，主控单元与下封头伺服驱动件和下预热伺服驱动件电连接，传送线输送电池至封头装置和预热装置处，根据电池的电极端的高低，主控单元控制下封头伺服驱动件驱动下封头到达电极端所在的位置，让电池的电极端正好放置在下封头上。同样的，主控单元控制下预热伺服驱动件驱动下预热件到达电极端所在的位置，让电池的电极端放置在下预热件上。从而通过主控单元控制下封头伺服驱动件快速精准的驱动下封头，且主控单元也控制下预热伺服驱动件快速精准的驱动下预热件，让下封头和下预热件可快速精准的定量运动，从而实现对电极端的高精度且稳定封装，提高电池的封装质量。

在一实施例中，所述下封头伺服驱动件包括：

下封头伺服电机，设置在机架上，且与所述主控单元电连接；以及

下封头丝杠，与所述下封头伺服电机相连，且朝向与所述上封头组件的方向延伸；其中所述下封头设置在所述下封头丝杠上。

在一实施例中，所述机架上设有朝向所述上封头组件的方向延伸的滑轨，所述下封头丝杠与所述滑轨相对设置；

所述下封头包括：

下封头滑动件，与所述滑轨滑动设置，且与所述下封头丝杠相固定；

下封头本体，与所述下封头滑动件相固定。

在一实施例中，所述下封头本体包括：

下封头承接块；

下封头加热块，设置在所述下封头承接块和所述下封头滑动件之间。

在一实施例中，所述下封头承接块的承接面上开设有用于放置电极端极耳的下放置槽；

所述上封头组件具有与所述下封头承接块的承接面相对设置的上承接面，所述上承接面上开设有与所述下放置槽相对设置的上放置槽。

在一实施例中，所述下封头组件还包括：与所述主控单元电连接的封头限位开关；

所述上封头滑动件上设有被所述封头限位开关感应的封头限位件。

在一实施例中，所述下预热伺服驱动件包括：

下预热伺服电机，设置在机架上，且与所述主控单元电连接；以及

下预热丝杠，与所述下预热伺服电机相连，且朝向所述上预热组件的方向延伸；其中所述下预热件设置在所述下预热丝杠上。

在一实施例中，所述机架上设有朝向所述上预热组件的方向延伸的滑轨，所述下预热丝杠与所述滑轨相对设置；

所述下预热件包括：

下预热滑动件，与所述下预热滑动件滑动设置，且与所述下预热丝杠相固定；

下预热本体，与所述下预热滑动件相固定。

在一实施例中，所述下预热组件还包括：与所述主控单元电连接的预热限位开关；

所述下预热滑动件上设有被所述预热限位开关感应的预热限位件。

在一实施例中，所述封头装置和所述预热装置均设有两个，且一个所述封装装置和其所对应的预热装置设置在所述传送线的一侧边，另一个所述封装装置和该封装装置所对应的预热装置设置在所述传送线的另一侧边。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例中软包电池热封系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中封头装置和预热装置配合的结构示意图；

图3是本发明实施例中下封头组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中下预热组件的结构示意图；

图5是本发明实施例中下封头和上封头配合的剖视图；

图6是本发明实施例中软包电池热封系统的电路模块图；

其中，1、下封头组件；11、下封头；111、下封头滑动件；112、下封头本体；1121、下封头承接块；1122、下封头加热块；12、下封头伺服驱动件；121、下封头伺服电机；122、下封头丝杠；2、上封头组件；21、上封头；3、上预热组件；31、上预热件；4、下预热组件；41、下预热件；411、下预热滑动件；412、下预热本体；42、下预热伺服驱动件；421、下预热伺服电机；422、下预热丝杠；61、正极端；62、负极端；110、下放置槽；100、上放置槽；13、封头限位开关；130、封头限位件；43、预热限位开关；430、预热限位件；8、传送线；81、夹具；71、滑轨；72、滑轨；10、机架；1111、滑块；1112、安装支座；1123、隔热块；4111、滑块；4112、安装支座；22、气缸；32、气缸。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

下文参照附图描述本发明的实施例。软包电池热封系统，如图1和图2所示，包括：两组相对设置的封头装置、两组相对设置的预热装置以及向封头装置和预热装置输送电池的传送线8，其中一个封头装置和一个预热装置配合封装电池的正极端61，另一个封头装置和另一个预热装置配合封装电池的负极端62。电池通过传送线8上的夹具81夹持固定住，且电池垂直于传送线8的传送方向设置，正极端61和负极端62分别位于传送线8的两侧边。一个封装装置和其所对应的预热装置设置在传送线8的一侧边对正极端61封装，另一个封装装置和该封装装置所对应的预热装置设置在传送线8的另一侧边对负极端62封装。

两个封头装置结构相同，两个预热装置结构相同，现以一个封头装置和一个预热装置为例，且该封头装置和预热装置配合使用对正极端61封装。如图1、图2和图6所示，封头装置包括：上封头组件2和与上封头组件2相对设置的下封头组件1。如图3和图4所示，下封头组件1包括：与上封头组件2相对设置的下封头11、驱动下封头11朝向或远离上封头组件2方向运动的下封头伺服驱动件12。预热装置包括：上预热组件3和上预热组件3相对设置的下预热组件4。下预热组件4包括：与上预热组件3相对设置的下预热件41、驱动下预热件41朝向或远离上预热组件3方向运动的下预热伺服驱动件42。软包电池热封系统还包括：主控单元，主控单元与各上封头组件2、各下封头伺服驱动件12、各上预热组件3以及各下预热伺服驱动件42电连接。传送线8可为传送带轮，传送线8输送电池到工装位时，电池的正极端61伸入到上封头组件2和下封头组件1之间，也伸入到上预热组件3和下预热组件4之间。当下封头11与正极端61的距离较远或较短时，主控单元控制下封头伺服驱动件12驱动下封头11向上或向下运动，让正极端61的极耳精准的放置在下封头11上，下封头11为基准面，上封头组件2的气缸22下压至上封头组件2的上封头21上压持住正极端61。同样的，当下预热件41与正极端61的距离较远或较短时，主控单元控制下预热伺服驱动件42驱动下预热件41向上或向下运动，让正极端61的极耳精准的放置在下预热件41上，上预热组件3的气缸32驱动上预热组件3的上预热件3131向下运用，与下预热件41配合夹持住正极端61，对正极端61进行加热熔融热熔胶。且由于下封头11和下预热件41的位置都是通过精准控制得到，从而可让正极端61封装后裸电芯的极耳与上铝塑膜和下铝塑膜之间的热熔胶均匀的粘合，裸电芯的极耳与上铝塑膜和下铝塑膜不会直接接触，防止电池短路。

可以理解的，封头装置和预热装置可以均设置有一个，该封头装置和预热装置配合封装电池的正极端61，也配合封装电池的负极端62。另外，当封头装置和预热装置均设有两个时，可以均位于传送线8的同一侧，对正极端61和负极端62都在同一侧的电池进行电极端的封装。

由上述内容可知，由于下封头组件1包括下封头11和下封头伺服驱动件12，下预热组件4包括下预热件41和下预热伺服驱动件42，主控单元与下封头伺服驱动件12和下预热伺服驱动件42电连接，传送线8输送电池至封头装置和预热装置处，根据电池的电极端的高低，主控单元控制下封头伺服驱动件12驱动下封头11到达电极端所在的位置，让电池的电极端正好放置在下封头11上。同样的，主控单元控制下预热伺服驱动件42驱动下预热件41到达电极端所在的位置，让电池的电极端放置在下预热件41上。从而通过主控单元控制下封头伺服驱动件12快速精准的驱动下封头11，且主控单元也控制下预热伺服驱动件42快速精准的驱动下预热件41，让下封头11和下预热件41可快速精准的定量运动，从而实现对电极端的高精度且稳定封装，提高电池的封装质量。

具体的说，如图2和3所示，下封头伺服驱动件12包括：下封头伺服电机121和下封头丝杠122，下封头伺服电机121设置在机架上，且与主控单元电连接。下封头丝杠122与下封头伺服电机121相连，且朝向与其对应的上封头组件2的方向延伸，其中下封头11设置在下封头丝杠122上。机架10上设有朝向与其对应的上封头组件2的方向延伸的滑轨，下封头丝杠122与滑轨71相对设置。下封头11包括：下封头滑动件111和下封头本体112，下封头滑动件111与滑轨71滑动设置，且与下封头丝杠122相固定，下封头本体112与下封头滑动件111相固定。主控单元控制下封头伺服电机121转动，下封头伺服电机121驱动下封头丝杠122，下封头滑动件111被下封头丝杠122带动沿滑轨滑动。

进一步的，如图2和3所示，下封头本体112包括：下封头承接块1121和下封头加热块1122，下封头加热块1122设置在下封头承接块1121和下封头滑动件111之间。下封头滑动件111包括设置在滑轨71上的滑块1111和与滑块相连的安装支座1112，安装支座1112朝向远离滑轨71的方向延伸，下封头加热块1122设置在安装支座1112上，在安装支座与下封头加热块1122之间还设有隔热块1123。下封头加热块1122可为在中间插入加热杆的金属块。

更值得一提的是，如图2和5所示，下封头承接块1121的承接面上开设有下放置槽110，电池的极耳放入在下放置槽110中。上封头组件2的上封头21具有与下封头承接块1121的承接面相对设置的上承接面，上承接面上开设有与下放置槽110相对设置的上放置槽100，上承接面与下承接面抵接，电池的极耳位于下放置槽110和上放置槽100中。

进一步的，如图2和3所示，下封头组件1还包括：与主控单元电连接的封头限位开关13，上封头21滑动件上设有被封头限位开关13感应的封头限位件130。从而在封头限位开关13检测到封头限位件130时，下封头伺服电机121停止运动，防止下封头11运动位于过大。

另外，如图2和4所示，下预热伺服驱动件42包括：下预热伺服电机421和下预热丝杠422，下预热伺服电机421设置在机架10上，且与主控单元电连接。下预热丝杠422与下预热伺服电机421相连，且朝向与其对应的上预热组件3的方向延伸，其中下预热件41设置在下预热丝杠422上。主控单元控制下预热伺服电机421转动，下预热伺服电机421驱动下预热丝杠422，下预热滑动件411被下预热丝杠422带动沿滑轨滑动。具体的说，机架上设有朝向上预热组件3的方向延伸的滑轨72，下预热丝杠422与滑轨72相对设置。下预热件41包括：下预热滑动件411和下预热本体412，下预热滑动件411与下预热滑动件411滑动设置，且与下预热丝杠422相固定，下预热本体412与下预热滑动件411相固定。主控单元控制下预热伺服电机421转动，下预热伺服电机421驱动下预热丝杠422，下预热滑动件411被下预热丝杠422带动沿滑轨滑动。

如图2和4所示，下预热滑动件411包括设置在滑轨72上的滑块4111和与滑块4111相连的安装支座4112，安装支座4112朝向远离滑轨72的方向延伸，下预热本体412设置在安装支座4112上，在安装支座4112与下预热本体412之间还设有隔热块。下预热本体412可为在中间插入加热杆的金属块。

另外，如图2和4所示，下预热组件4还包括：与主控单元电连接的预热限位开关43，下预热滑动件411上设有被预热限位开关43感应的预热限位件430。从而在预热限位开关43检测到预热限位件430时，下预热伺服电机421停止运动，防止下预热件41运动位移过大。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种软包电池热封系统，包括：封头装置、与所述封头装置相对设置的预热装置以及向所述封头装置和所述预热装置输送电池的传送线，所述封头装置和所述预热装置配合封装电池的电极端，其特征在于，所述封头装置包括：

上封头组件；以及

下封头组件，包括：与所述上封头组件相对设置的下封头、驱动所述下封头朝向或远离所述上封头组件方向运动的下封头伺服驱动件；

所述预热装置包括：

上预热组件；以及

下预热组件，包括：与所述上预热组件相对设置的下预热件、驱动所述下预热件朝向或远离所述上预热组件方向运动的下预热伺服驱动件；

所述软包电池热封系统还包括：主控单元，与所述上封头组件、所述下封头伺服驱动件、所述上预热组件以及所述下预热伺服驱动件电连接。

2.根据权利要求1所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述下封头伺服驱动件包括：

下封头伺服电机，设置在机架上，且与所述主控单元电连接；以及

下封头丝杠，与所述下封头伺服电机相连，且朝向与所述上封头组件的方向延伸；其中所述下封头设置在所述下封头丝杠上。

3.根据权利要求2所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述机架上设有朝向所述上封头组件的方向延伸的滑轨，所述下封头丝杠与所述滑轨相对设置；

所述下封头包括：

下封头滑动件，与所述滑轨滑动设置，且与所述下封头丝杠相固定；

下封头本体，与所述下封头滑动件相固定。

4.根据权利要求3所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述下封头本体包括：

下封头承接块；

下封头加热块，设置在所述下封头承接块和所述下封头滑动件之间。

5.根据权利要求4所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述下封头承接块的承接面上开设有用于放置电极端极耳的下放置槽；

所述上封头组件具有与所述下封头承接块的承接面相对设置的上承接面，所述上承接面上开设有与所述下放置槽相对设置的上放置槽。

6.根据权利要求3所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述下封头组件还包括：与所述主控单元电连接的封头限位开关；

所述上封头滑动件上设有被所述封头限位开关感应的封头限位件。

7.根据权利要求1所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述下预热伺服驱动件包括：

下预热伺服电机，设置在机架上，且与所述主控单元电连接；以及

下预热丝杠，与所述下预热伺服电机相连，且朝向所述上预热组件的方向延伸；其中所述下预热件设置在所述下预热丝杠上。

8.根据权利要求7所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述机架上设有朝向所述上预热组件的方向延伸的滑轨，所述下预热丝杠与所述滑轨相对设置；

所述下预热件包括：

下预热滑动件，与所述下预热滑动件滑动设置，且与所述下预热丝杠相固定；

下预热本体，与所述下预热滑动件相固定。

9.根据权利要求7所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述下预热组件还包括：与所述主控单元电连接的预热限位开关；

所述下预热滑动件上设有被所述预热限位开关感应的预热限位件。

10.根据权利要求1所述的软包电池热封系统，其特征在于，所述封头装置和所述预热装置均设有两个，且一个所述封装装置和其所对应的预热装置设置在所述传送线的一侧边，另一个所述封装装置和该封装装置所对应的预热装置设置在所述传送线的另一侧边。

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