CN115020937A - 一种软包电芯二次补液封装辅助机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软包电芯二次补液封装辅助机构，包含基座和封装组件，封装组件设置在基座上；封装组件包含底板和设置在底板上的夹持机构，夹持机构包含相对设置的夹持组件A和夹持组件B，夹持组件A包含固定架和移动夹板A，夹持组件B包含固定架和移动夹板B，移动夹板A的上端依次设有封头通孔A、切刀对接槽及吸附口A，移动夹板B的上端依次设有切刀、吸附口B和封头通孔B，固定架上设有伸缩推杆和伸缩封头，移动夹板A和移动夹板B分别固定在对应的伸缩推杆的自由端，固定架上的伸缩封头可分别穿过对应的封头通孔并可伸缩移动，利用本申请中该机构解决了现有无法对软包电芯自动补液封装进而导致软包电芯的产效率和产能低的问题。
Description
技术领域
本发明属于电芯封装技术领域，尤其涉及一种软包电芯二次补液封装辅助机构。
背景技术
软包锂离子电池由于具有能量密度高、安全性能好、重量轻、循环性能好等优势而被广泛应用，尤其在电动汽车领域。
目前，软包锂离子电池的其中一种类型为采用铝塑膜对电芯进行包装，该类型的软包锂离子电池在采用铝塑膜进行电芯封装时，首先根据需求设计外形尺寸，根据对应模具使铝塑膜冲压成型(也称为冲坑)、裁剪成型，形成pocket袋，然后对电芯进行一次注液和注液侧气袋封装，完成电池密封过程，注液的目的是使得软包电芯的腔室内具有一定量的电解液，但是软包电芯中的电解液及其电解液所含水分在化成充放电时将产生气体并消耗部分电解液，同时，后工序Degas在切气袋抽真空时也将抽出少许电解液，如此将导致一次注液和封装后的软包电芯内电解液量减小，为了确保软包电芯正常使用，一般需要进行二次补液和封装，现有操作方式通常采用人工手动二次补液、手动二次封装，具体地，人工采用剪刀之类的工具将软包电池上的铝塑膜剪开，然后人工打开切口(切口位置可能有电解液)并取固定质量的电解液加入电芯内部，最后人工启动温度180℃、压力0.45Mpa的金属材质封头进行二次封装，如此存在的问题是人工操作速度慢，影响生产效率和产能，同时，由于电解液具有一定的腐蚀性，且封头温度很高，如果操作不当将对操作人员造成一定的伤害，也即存在安全风险高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种软包电芯二次补液封装辅助机构，解决现有无法对软包电芯自动补液封装进而导致软包电芯的产效率和产能低的问题。
本发明提供了一种软包电芯二次补液封装辅助机构，包含基座(1)和封装组件(2)，所述封装组件(2)设置在所述基座(1)上，且所述封装组件(2)包含底板(20)和设置在底板(20)上的夹持机构，所述夹持机构包含夹持组件A(21)和夹持组件B(22)，所述夹持组件A(21)和夹持组件B(22)相对设置；所述夹持组件A(21)包含固定架(23)和移动夹板A(24)，所述夹持组件B(22)包含固定架(23)和移动夹板B(25)，所述移动夹板A(24)的上端设有封头通孔A(241)、切刀对接槽(242)及吸附口A(243)，所述切刀对接槽(242)设置在所述封头通孔A(241)的上方，所述吸附口A(243)设置在所述封头通孔A(241)和切刀对接槽(242)之间，所述移动夹板B(25)的上端依次设有切刀(252)、吸附口B(253)和封头通孔B(251)，所述切刀(252)延伸至移动夹板B(25)的外部，且所述切刀(252)、吸附口B(253)及封头通孔B(251)的设置位置与所述移动夹板A(24)上切刀对接槽(242)、吸附口A(243)及封头通孔A(241)的设置位置对应，与所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)对应的固定架(23)上设有伸缩推杆(26)和伸缩封头(27)，所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)分别固定在对应固定架(23)上所述伸缩推杆(26)的自由端，与所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)对应的固定架(23)上的所述伸缩封头(27)可分别通过封头通孔A(241)和封头通孔B(251)并可伸缩移动。
作为本申请的优选方案，所述移动夹板A(24)位于切刀对接槽(242)上端的位置设有吸附口Aa(244)，利用该吸附口Aa(244)可将由切刀(252)裁剪后的的铝塑膜废料吸附在移动夹板A(24)的上端。
作为本申请的优选方案，所述基座(1)和底板(20)上均设有下料槽(4)，且设置在基座(1)上的下料槽(4)与所述底板(20)上的下料槽(4)位置对应，该下料槽(4)作为铝塑膜废料收集通道。
作为本申请的优选方案，与所述下料槽(4)对应的所述基座(1)的底部设有废料回收仓(5)。
作为本申请的优选方案，所述移动夹板A(24)位于切刀对接槽(242)上端的位置设有的吹气口，利用该吹气口可将由切刀(252)裁剪后的铝塑膜废料吹离切口。
作为本申请的优选方案，所述吸附口A(243)和吸附口B(253)上安装有真空吸盘或负压输气管件，或，所述吸附口A(243)和吸附口B(253)上安装有负压输气管件和正压输气管件，所述负压输气管件包含输气管路和真空负压系统，所述正压输气管件包含输气管路和正压系统，所述正压输气管件与所述正压输气管线共用输气管路；所述吹气口处安装有正压输气管件，所述正压输气管件包含输气管路和正压系统。
作为本申请的优选方案，所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)的底部分别设有多个支撑块(28)，且位于移动夹板A(24)上的支撑块(28)与位于移动夹板B(25)上的支撑块(28)交错设置。
作为本申请的优选方案，所述封装组件(2)和基座(1)之间设有滑动组件(3)，所述封装组件(2)在该滑动组件(3)的作用下可相对基座(1)移动；所述滑动组件(3)至少包含动力组件，该动力组件为丝杠导轨或伸缩推杆(26)中的一种。
作为本申请的优选方案，所述滑动组件(3)还包含支撑导轨，该支撑导轨包含设置在基座(1)上表面的导轨(35)和设置在底板(20)对应位置的滑块(36)，所述滑块(36)与导轨(35)配合并在外力作用下可相对移动。
作为本申请的优选方案，所述伸缩封头(27)包含封头和伸缩推杆(26)；所述伸缩推杆(26)为电动推杆或气动推杆。
与现有技术相比，本申请中该软包电芯二次补液封装辅助机构的优势在于：夹持组件A21和夹持组件B22均包含固定部分和伸缩部分，固定部分用于对伸缩部分进行支撑和固定，伸缩部分可伸缩移动并可利用移动夹板A24和/或移动夹板B25对电芯6进行固定，以及，利用设置在移动夹板B25上的切刀252对电芯6上的铝塑膜进行切割，并利用设置在移动夹板A24和移动夹板B25上的吸附口A243和吸附口B253将铝塑膜切口两侧吸附实现切口打开，以便进行注液，完成注液后再利用设置在固定架23上的伸缩封头27对铝塑膜切口进行二次封装，也即采用本申请中该补液封装辅助工具在进行电芯6二次补液封装操作时可使得对电芯6的铝塑膜切割、切口开启以及封装实现自动操作，如此不仅可提高电芯6的生产效率和产能，也可提高电芯6生产线的安全性能，同时，降低了人员劳动成本和强度。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的软包电芯二次补液封装辅助机构的整体结构示意图。
图2为本发明实施例一提供的软包电芯二次补液封装辅助机构的主视结构示意图。
图3为本发明实施例一提供的软包电芯二次补液封装辅助机构的侧视结构示意图。
图4为本发明实施例一提供的图3中A处的局部放大图。
图5为本发明实施例一提供的软包电芯二次补液封装辅助机构的俯视结构示意图。
图6为本发明实施例一提供的移动夹板A的结构示意图。
图7为本发明实施例一提供的移动夹板B的结构示意图。
附图标记
基座1，封装组件2，底板20，夹持组件A21，夹持组件B22，固定架23，移动夹板A24，封头通孔A241，切刀对接槽242，吸附口A243，吸附口Aa244，移动夹板B25，封头通孔B251，切刀252，吸附口253，伸缩推杆262，伸缩封头27，支撑块28，滑动组件3，丝杆31，螺母座32，驱动电机33，丝杆支撑座34，导轨35，滑块36，下料槽4，废料回收仓55，电芯6。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而非用作限定本发明的范围和及其应用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上端”、“底部”、“上”、“下”、“外侧”“内侧”等指示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机构必须有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制；同时，在本发明的描述中，“至少”的含义包含一个、两个和两个以上。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定外，术语“固定”、“连接”、“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，还可相对转动连接，或，可以是一体连接，也可以是直接连接，还可以是通过中间媒介间接连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：本实施例提供了一种软包电芯二次补液封装辅助机构，参见图1和2，该辅助机构包含基座1和封装组件2，封装组件2设置在基座1上，本实施例优选在封装组件2和基座1之间设有滑动组件3，封装组件2在该滑动组件3的作用下可相对基座1移动，进而实现不同工位的切换，本实施例优选利用该滑动组件3可使得封装组件2相对基座1移动进而实现铝塑膜切割工位和注液工位之间的切换，如此，不仅便于该辅助机构在原始电芯6注液封装生产线上安装，也便于辅助机构实施铝塑膜切割和封装操作。
本实施例所述封装组件2包含底板20和螺接或焊接在底板20上的夹持机构，其中，夹持机构包含夹持组件A21和夹持组件B22，夹持组件A21和夹持组件B22相对设置，电芯6可放置在夹持组件A21和夹持组件B22之间，夹持组件A21包含固定架23和移动夹板A24，夹持组件B22包含固定架23和移动夹板B25，参见图3和图5；移动夹板A24的上端设有封头通孔A241、切刀对接槽242及吸附口A243，切刀对接槽242设置在封头通孔A241的上方，吸附口A243设置在封头通孔A241和切刀对接槽242之间，也即封头通孔A241、切刀对接槽242及吸附口A243在移动夹板A24的上端位置从下至上依次设置，参见图6，本实施例中，切刀对接槽242相对移动夹板A24的表面呈凹槽状，该切刀对接槽242的深度优选为0.5-1cm，其用于避让切刀的切断作用，也可对切刀252进行限位，吸附口A243优选可设置多组，该多组吸附口A243并列设置，本实施例优选该多组吸附口A243并列设置的长度等于或略小于电芯6上铝塑膜的切口长度；移动夹板B25的上端依次设有切刀252、吸附口B253和封头通孔B251，参见图7，所述切刀252、吸附口B253及封头通孔B251的设置位置与移动夹板A24上切刀对接槽242、吸附口A243及封头通孔A241的设置位置对应，本实施例中，切刀252延伸出移动夹板B25表面一定距离，本实施例优选切刀252相距移动夹板B25的表面具有1.7-2.7cm的距离，切刀252的刀刃优选为锯齿形，吸附口B253的数量和设置长度优选与所述吸附口A243相同，如此可确保移动夹板A24和移动夹板B25精准协同作用；与移动夹板A24和移动夹板B25对应的固定架23上设有伸缩推杆26和伸缩封头27，移动夹板A24和移动夹板B25分别固定在对应固定架23上的伸缩推杆26的自由端，利用该伸缩推杆26可带动与其连接的移动夹板伸缩移动以实现对电芯6上铝塑膜进行切割及切口边缘整齐开启，与移动夹板A24和移动夹板B25对应的固定架23上的伸缩封头27可分别通过封头通孔A241和封头通孔B251并可伸缩移动以实现铝塑膜切口封装，也即利用该伸缩封头27可对完成注液后的铝塑膜切口进行封装。
本实施例中，伸缩封头27包含封头和伸缩推杆26，其中，封头为一矩形结构，该封头的尺寸大于等于电芯6上铝塑膜切口的长度，伸缩推杆26的一端固定在固定架23上，另一端连接有封头，为了实现铝塑膜切口精准封装，本实施例优选伸缩封头27设置在固定架23的中间位置。
本实施例中，伸缩推杆26包含电动推杆或气动推杆中的至少一种。
本实施例中，吸附口A243和吸附口B253处安装有现有真空吸盘或负压输气管件，当为负压输气管件时，该负压输气管件包含输气管路和与其连接的真空负压系统，本实施例优选在吸附口A243和吸附口B253处安装有现有真空吸盘，利用真空吸盘可将切口两侧的铝塑膜吸附进而实现将铝塑膜切口打开，同时，利用真空吸盘吸附开合可以保证铝塑膜切口边缘对齐，没有错位，便于后续封装。
本实施例在使用时，以下为本实施例优选地一种实施方式：保持夹持组件A21不动，先启动夹持组件B22上的伸缩推杆26推动移动夹板B25伸出特定距离(该特定距离根据夹持组件A21和夹持组件B22之间的实际距离而定，本实施例不做具体限定)，此时将待补液电芯6放在该移动夹板B25的前方并使其与移动夹板B25接触(也即电芯6倚靠在移动夹板B25上)，然后启动夹持组件A21上的伸缩推杆26推动移动夹板A24也伸出特定距离(特定距离根据夹持组件A21和夹持组件B22之间的实际距离而定)并使得切刀252的刀刃进入切刀对接槽242，此时，通过切刀252已经完成了对电芯6上铝塑膜的切割，与此同时，启动吸附口A243和吸附口B253上的真空吸盘对铝塑膜切口两侧进行吸附进而将铝塑膜切口打开，为了方便注液操作，再控制夹持组件A21上的伸缩推杆26使其带动夹板A24收缩复位(复位过程中铝塑膜切口依然在真空吸盘的作用下保持开启状态)，此时通过滑动组件3将封装组件2由铝塑膜切隔工位切换(移动)到注液位工位进行注液，在完成注液后，再次通过滑动组件3将封装组件2由注液工位切换到铝塑膜切割工位，由于此时已经完成了注液需要进行封装操作，因此此时再启动夹持组件A21上的伸缩推杆26带动移动夹板A24移动特定距离，最后启动夹持组件A21和夹持组件B22上的伸缩封头27对铝塑膜切口借助原有管线上的高温高压设备进行二次封装，完成二次注液封装后，先后或同步通过伸缩推杆26驱动对应的移动夹板A24和移动夹板B25收缩复位，最后将完成二次补液封装后的电芯6拿出，如此循环。
综上可知，本实施例中的该补液封装辅助工具结构简单，操作方便，在进行电芯6二次补液封装操作时可使得对电芯6的铝塑膜切割、切口开启以及封装等操作工艺实现自动化，无需人为参与，如此不仅可提高电芯6的生产效率和产能，也可提高电芯6生产线的安全性能，同时，还降低了人员劳动成本和强度。
进一步地，在本实施例中，优选移动夹板A24和移动夹板B25的底部分别设有多个支撑块28，且位于移动夹板A24上的支撑块28与位于移动夹板B25上的支撑块28交错设置，本实施例中，利用该支撑块28可方便对电芯6进行支撑，进而方便在实际操作时根据需要同时驱动夹板A和夹板B移动，同时，利用该支撑块28可对两移动夹板之间的距离进行限定，避免任一移动夹板移位异常继而对位于中间位置的电芯造成损坏。
进一步地，在本实施例中，滑动组件3至少包含动力组件，该动力组件为丝杠导轨或伸缩推杆26中的一种，本实施例优选动力组件为丝杠导轨，该丝杠导轨包含丝杆31、螺母座32和丝杆支撑座34，丝杆31的一端连接有驱动电机33，另一端套设在丝杆支撑座34内，螺母座32套设在丝杆31上，本实施例中，封装组件2通过螺接或焊接的方式固定在该螺母坐上，利用该螺母座32可实现对封装组件2的支撑和移动；本实施例中，动力组件的设置数量根据实际情况选定，本实施例优选设有一组。
本实施例中，当仅设有一组动力组件时，为了对封装组件2进行更稳定的支撑，优选滑动组件3还包含支撑导轨，该支撑导轨包含设置在基座1上表面的导轨35和设置在底板20对应位置的滑块36，滑块36与导轨35配合并在外力作用下可相对移动，参见图4；本实施例中，为了降低导轨35和滑块36之间的硬性摩擦力度，优选可在滑块36或导轨35上设置滚珠或滚轴；本实施例中，滑块36可为与底板20一体成型的凹槽结构，还可为焊接在底板20底部的凸块结构。
实施例2：与实施例1相比，本实施例的区别在于，为了及时将切割后的铝塑膜废料从切口上移开，以提高工作效率，本实施例优选在移动夹板A24位于切刀对接槽242上端的位置设有吸附口Aa244，利用该吸附口Aa244可将由切刀252裁剪后的软包电芯6上的铝塑膜废料吸附在移动夹板A24的上端，也即将利用该吸附口Aa244可及时的将切割后的铝塑膜废料从切口处移开；本实施例优选该吸附口Aa244上设有真空吸盘。
本实施例中，为了便于对切割(裁剪)后的铝塑膜废料进行回收，优选在基座1和底板20上均设有贯通的下料槽4，且设置在基座1上的下料槽4与底板20上的下料槽4位置对应，该下料槽4作为铝塑膜收集通道，本实施例优选地，在与下料槽4对应的基座1的底部设有废料回收仓5。
使用时，当切刀252完成铝塑膜切割后，启动吸附口Aa244将切割后的铝塑膜废料吸附在夹板A上，待将完成注液和二次封装的电芯6取走后，真空吸盘泄真空使得铝塑膜废料在重力作用下掉落并通过下料槽4进入废料回收仓内，具体地，在完成二次注液封装后，先后或同步通过伸缩推杆26驱动对应的移动夹板A24和移动夹板B25收缩复位，此时，位于移动夹板A24和位于移动夹板B25之间的下料槽4被打开，最后待将完成二次补液封装后的电芯6拿出后启动真空吸盘泄真空使得铝塑膜废料在重力作用下掉落并通过下料槽4进入废料回收仓内；因此，本实施例通过设置该吸附口Aa244以及下料槽4可实现对切割后的铝塑膜废料进行回收处理，避免切割后的铝塑膜废料因处理不及时进而影响电芯6二次补液封装的处理效率。
实施例3：与实施例2相比，本实施例的区别在于，所述吸附口A243和吸附口B253上安装有负压输气管件和正压输气管件，所述负压输气管件包含输气管路和真空负压系统，所述正压输气管件包含输气管路和正压系统，所述正压输气管件与所述正压输气管线共用输气管路；使用时，可先启动真空负压系统将铝塑膜废料吸附在移动夹板A24的上端，待电芯取走且移动夹板A24和移动夹板B25复位后，再启动正压系统将铝塑膜废料吹下，如此，在控制好正压系统后可实现铝塑膜废料精准进入下料槽4。
实施例4：与实施例1或2或3相比，本实施例的区别在于，为了及时将切割后的铝塑膜废料从切口上移开，以提高工作效率，优选在移动夹板A24位于切刀对接槽242上端的位置设有的吹气口，利用该吹气口可将由切刀252裁剪后的软包电芯6上的铝塑膜废料吹离切口，便于后续操作。
本实施例中，吹气口处安装有正压输气管件，所述正压输气管件包含输气管路和正压系统，利用该正压系统可向吹气口处提供足够可以将铝塑膜废料吹移切口的外排气压。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未做过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，包含基座(1)和封装组件(2)，所述封装组件(2)设置在所述基座(1)上，且所述封装组件(2)包含底板(20)和设置在底板(20)上的夹持机构，所述夹持机构包含夹持组件A(21)和夹持组件B(22)，所述夹持组件A(21)和夹持组件B(22)相对设置；所述夹持组件A(21)包含固定架(23)和移动夹板A(24)，所述夹持组件B(22)包含固定架(23)和移动夹板B(25)，所述移动夹板A(24)的上端设有封头通孔A(241)、切刀对接槽(242)及吸附口A(243)，所述切刀对接槽(242)设置在所述封头通孔A(241)的上方，所述吸附口A(243)设置在所述封头通孔A(241)和切刀对接槽(242)之间，所述移动夹板B(25)的上端依次设有切刀(252)、吸附口B(253)和封头通孔B(251)，所述切刀(252)延伸至移动夹板B(25)的外部，且所述切刀(252)、吸附口B(253)及封头通孔B(251)的设置位置与所述移动夹板A(24)上切刀对接槽(242)、吸附口A(243)及封头通孔A(241)的设置位置对应，与所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)对应的固定架(23)上设有伸缩推杆(26)和伸缩封头(27)，所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)分别固定在对应固定架(23)上的所述伸缩推杆(26)的自由端，与所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)对应的固定架(23)上的所述伸缩封头(27)可分别通过封头通孔A(241)和封头通孔B(251)并可伸缩移动。
2.如权利要求1所述的软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述移动夹板A(24)位于切刀对接槽(242)上端的位置设有吸附口Aa(244)，利用该吸附口Aa(244)可将由切刀(252)裁剪后的的铝塑膜废料吸附在移动夹板A(24)的上端。
3.如权利要求2所述的软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述基座(1)和底板(20)上均设有下料槽(4)，且设置在基座(1)上的下料槽(4)与所述底板(20)上的下料槽(4)位置对应，该下料槽(4)作为铝塑膜废料收集通道。
4.权利要求3所述的软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，与所述下料槽(4)对应的所述基座(1)的底部设有废料回收仓(5)。
5.如权利要求1所述软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述移动夹板A(24)位于切刀对接槽(242)上端的位置设有的吹气口，利用该吹气口可将由切刀(252)裁剪后的铝塑膜废料吹离切口。
6.如权利要求5所述软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述吸附口A(243)和吸附口B(253)上安装有真空吸盘或负压输气管件，或，所述吸附口A(243)和吸附口B(253)上安装有负压输气管件和正压输气管件，所述负压输气管件包含输气管路和真空负压系统，所述正压输气管件包含输气管路和正压系统，所述正压输气管件与所述正压输气管线共用输气管路；所述吹气口处安装有正压输气管件，所述正压输气管件包含输气管路和正压系统。
7.如权利要求1-6任一项所述的软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述移动夹板A(24)和移动夹板B(25)的底部分别设有多个支撑块(28)，且位于移动夹板A(24)上的支撑块(28)与位于移动夹板B(25)上的支撑块(28)交错设置。
8.如权利要求1-6任一项所述的软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述封装组件(2)和基座(1)之间设有滑动组件(3)，所述封装组件(2)在该滑动组件(3)的作用下可相对基座(1)移动；所述滑动组件(3)至少包含动力组件，该动力组件为丝杠导轨或伸缩推杆(26)中的一种。
9.如权利要求8所述的软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述滑动组件(3)还包含支撑导轨，该支撑导轨包含设置在基座(1)上表面的导轨(35)和设置在底板(20)对应位置的滑块(36)，所述滑块(36)与导轨(35)配合并在外力作用下可相对移动。
10.如权利要求1-6任一项所述的软包电芯二次补液封装辅助机构，其特征在于，所述伸缩封头(27)包含封头和伸缩推杆(26)；所述伸缩推杆(26)为电动推杆或气动推杆。
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