CN116826184B - 一种锂电池封装设备及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池封装设备及封装方法，所述设备包括壳体及开设在其内部两个侧壁上的装配槽，所述装配槽的槽口朝向壳体内部，所述装配槽的内部在封装前存储有补充剂，所述装配槽内部安装有将补充剂泵入至壳体内壁上的转移组件；操作台及其顶部辊胶组件，所述辊胶组件可将胶水辊涂在装配槽的内壁上；所述壳体限位装载在操作台的顶部，本发明实现了向方型电芯与壳体之间胶体进行填充补充剂，使得方型电芯与壳体之间能够完整的充盈胶体，减少胶体之间的气泡、孔洞或缝隙，从而提升方型电芯与壳体之间胶连接的质量。

Description

一种锂电池封装设备及封装方法

技术领域

本发明涉及锂电池封装的技术领域，具体为一种锂电池封装设备及封装方法。

背景技术

锂离子电池可分为三大类，软包型、方壳型和圆柱型，其中，与圆柱型和软包形锂电池相比，方壳型锂电池采用钢制或铝制方壳进行外封装，提高方壳型锂电池的封装可靠度，且相对的能量密度也高。

现有技术中，在对方壳型锂电池进行封装时，需要将带胶的电芯装入铝壳，然后将盖板与铝壳进行密封焊接，焊接完成后进行烘干和注液化成等工序，但是在将电芯装入铝壳的过程中，电芯上的胶液容易分散不均或者被刮堵偏移，导致电芯外部与铝壳内部之间会产生很多孔洞或间隙，影响电芯与铝壳之间的封装稳定性和封装质量。

发明内容

本发明提供一种锂电池封装设备及封装方法，实现了向方型电芯与壳体之间胶体进行填充补充剂，使得方型电芯与壳体之间能够完整的充盈胶体，减少胶体之间的气泡、孔洞或缝隙，从而提升方型电芯与壳体之间胶连接的质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂电池封装设备，包括：

壳体及开设在其内部两个侧壁上的装配槽，所述装配槽的槽口朝向壳体内部，所述装配槽的内部在封装前存储有补充剂，所述装配槽内部安装有将补充剂泵入至壳体内壁上的转移组件；

操作台及其顶部辊胶组件，所述辊胶组件可将胶水辊涂在装配槽的内壁上；

所述壳体限位装载在操作台的顶部。

可选的，所述转移组件包括安装装配槽内壁上的凸缘，所述凸缘与装配槽内壁之间形成存储空间，所述存储空间中活塞式滑动安装有装配板，所述壳体的内壁开设有输送通道，所述输送通道的输出端和输入端分别与壳体内部和存储空间相连通，包括封装盖，所述封装盖与壳体封装时能够使所述装配板滑动并且将存储空间中的补充剂施压泵入至壳体内部以填充方型电芯与壳体之间的胶连孔洞或间隙。

可选的，所述封装盖的外壁固定安装有两个衍杆，所述封装盖与壳体装配时所述衍杆与装配槽之间形成滑动连接关系，所述装配板的部分外壁延伸暴露出存储空间，所述装配板靠近壳体出口的端部开设置有斜面设计，当所述封装盖与壳体装配时，所述衍杆的端部会与斜面抵触并使所述装配板向存储空间内滑动。

可选的，所述装配板靠近存储空间内部的外壁阵列安装有多个穿刺体，所述存储空间的内壁上安装有胶囊，所述补充剂存储在胶囊的内部，所述穿刺体的尖端朝向胶囊，所述穿刺体的尖端与胶囊之间留有安全距离，当所述穿刺体跟随装配板移动时会刺破胶囊。

可选的，所述衍杆的宽度与凸缘的延伸长度之和与装配槽的槽深度相等，所述衍杆的长度与装配槽槽口的长度相等，所述方型电芯装配至壳体内部时，所述衍杆能够填充装配槽与方型电芯之间的缝隙。

可选的，所述封装盖外壁还粘贴有绝缘皮，所述封装盖与壳体封装时所述绝缘皮会夹装在封装盖与方型电芯之间。

可选的，所述辊胶组件包括转动安装在操作台顶部的承载盘，所述承载盘的顶部安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定安装有辊架，所述辊架内安装有输出辊，所述输出辊与壳体的内壁形成过盈配合，所述辊架两侧的外壁与装配槽内壁之间形成限位滑动且不干涉装配板的位移。

可选的，所述所述操作台的顶部固定安装有两个限位槽板，两个所述限位槽板之间的间距与壳体的壳宽相等，所述限位槽板的内部轨道式滑动安装有夹持块，所述操作台的顶部固定安装有夹持气缸，所述夹持气缸的输出端与夹持块的外壁滑动连接，所述夹持块在夹持气缸的驱动下可向壳体靠近或远离。

一种锂电池封装方法，包括以下步骤：

S1、将所述壳体进行限位，通过辊胶组件使壳体内部处于带胶状态，避免方型电芯带胶进入；

S2、将方型电芯装配至壳体内部，使壳体与方型电芯之间形成胶连接；

S3、将封装盖与壳体进行封盖操作，使转移组件工作，将补充剂压力泵入至壳体内部与方型电芯外部之间，填充孔洞和缝隙；

S4、利用外部设备实现装配槽与封装盖之间密封和焊接。

可选的，在所述S3中，当所述封装盖与壳体装配时，所述衍杆的端部会与斜面抵触并使所述装配板向存储空间内滑动，同时使存储空间内的补充剂会通过输送通道向壳体内部进行转移，且所述装配板的移动会造成存储空间容积的减小以为补充剂的填充提供压力。

本发明提供的一种锂电池封装设备及封装方法，其利用设置转移组件和装配槽的配合，在方型电芯装配至壳体的内部后，通过转移组件将补充剂泵入至壳体的内部，使补充剂在胶体为凝固之前进行填充，从而使胶体可以更好的存在方型电芯与壳体之间，使得方型电芯与壳体之间能够完整的充盈胶体，减少胶体之间的气泡、孔洞或缝隙，提高后续的凝固和胶连接质量。

附图说明

图1为锂电池封装设备的外部结构示意图；

图2为本发明中辊胶组件的结构示意图；

图3为本发明壳体、方型电芯和封装盖之间装配的层级状态示意图；

图4为本发明封装盖与壳体之间的装配状态示意图；

图5为本发明封装盖与壳体之间装配完成后的展示图；

图6为本发明衍杆与装配槽装配组合的结构示意图；

图7为本发明图6的正视结构示意图；

图8为本发明图7中沿A-A处剖视的结构示意图；

图9为本发明图6的右视结构示意图；

图10为本发明图9中沿B-B处剖视的结构示意图。

图中：1、操作台；2、壳体；3、装配槽；4、方型电芯；5、封装盖；6、衍杆；7、输出辊；8、辊架；9、电动伸缩杆；11、承载盘；12、凸缘；13、存储空间；14、装配板；15、胶囊；16、穿刺体；17、输送通道；18、限位槽板；19、夹持块。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1至图10，一种锂电池封装设备，其包括：

壳体2及开设在其内部两个侧壁上的装配槽3，装配槽3的槽口朝向壳体2内部，装配槽3的内部在封装前存储有补充剂，装配槽3内部安装有将补充剂泵入至壳体2内壁上的转移组件；操作台1及其顶部辊胶组件，辊胶组件可将胶水辊涂在装配槽3的内壁上；壳体2限位装载在操作台1的顶部。

方型电芯4在与壳体2之间形成胶连接的过程中，是为了提高方型电芯4在壳体2中的稳定性，但是目前是使带胶的方型电芯4装配至壳体2的内部，然后焊接正负极，然后进行封装封装盖5，但是在塞入方型电芯4的过程中极易导致胶体的流动或被刮蹭或不均匀，从而使方型电芯4与壳体2之间产生太多的孔洞或缝隙，而本发明中利用设置转移组件和装配槽3的配合，在方型电芯4装配至壳体2的内部后，通过转移组件将补充剂泵入至壳体2的内部，使补充剂在胶体为凝固之前进行填充，从而使胶体可以更好的存在方型电芯4与壳体2之间，提高后续的凝固和胶连接质量。

其次，补充剂在填充方型电芯4与壳体2之间的缝隙或孔洞时，能够将缝隙中的空气向外进行排出，使方型电芯4与壳体2之间胶体中的气泡减少，提高方型电芯4的抗剪切力。

再其次，本发明采用辊胶组件，其与现有技术不同之处在于本发明将胶体涂覆在壳体2的内部，使方型电芯4在装配的过程中能够较少胶体的损耗，也能够避免胶体不均匀，另外，能够也能够提高装配速度，带胶的方型电芯4会产生一些夹持和安装问题，而本发明中的方型电芯4不带胶，能够快速的装配至壳体2的内部。

在其中一个较为优选的实施例中，所述转移组件包括安装装配槽3内壁上的凸缘12，凸缘12与装配槽3内壁之间形成存储空间13，存储空间13中活塞式滑动安装有装配板14，壳体2的内壁开设有输送通道17，输送通道17的输出端和输入端分别与壳体2内部和存储空间13相连通，包括封装盖5，封装盖5与壳体2封装时能够使装配板14滑动并且将存储空间13中的补充剂施压泵入至壳体2内部以填充方型电芯4与壳体2之间的胶连孔洞或间隙，通过在装配槽3的内部形成一个存储空间13，使补充剂能够被存储，处于可被随时释放的过程中，当方型电芯4被装配至壳体2的内部时，壳体2内壁上的胶体会与方型电芯4的外壁进行充分的接触，此时使封装盖5与壳体2之间装配，使装配板14能够发生位移，从而使存储空间13的容积发生变化，使其内部的补充剂能够通过输送通道17向壳体2的内部进行转移流动，完成对胶体的补充。

在本实施例中，由于现有方壳型锂电池的装配限制，还解决了现有技术中难以对方壳型锂电池电芯与铝壳之间难以从外部进行填充或充盈补充剂，本发明通过从内部对铝壳内部进行填充或充盈，有益且高效的实现了胶体的补充，提高了方型电芯4与壳体2之间的粘连质量。

由于现有方壳型锂电池的装配限制，现有技术中存在着方壳型锂电池电芯与铝壳之间难以从外部进行填充或充盈补充剂的问题，本发明通过从内部对铝壳内部进行填充或充盈，有益且高效的实现了胶体的补充，提高了方型电芯4与壳体2之间的粘连质量，从而有效解决了上述现有技术中存在的不易克服的问题，即有效克服了方壳型锂电池电芯与铝壳之间难以从外部进行填充或充盈补充剂的问题。

在转移组件实施例的基础上，封装盖5的外壁固定安装有两个衍杆6，封装盖5与壳体2装配时衍杆6与装配槽3之间形成滑动连接关系，装配板14的部分外壁延伸暴露出存储空间13，装配板14靠近壳体2出口的端部开设置有斜面设计，当封装盖5与壳体2装配时，衍杆6的端部会与斜面抵触并使装配板14向存储空间13内滑动，请参阅图8及其细节放大图，通过设置两个衍杆6，既能够使其端部对装配板14的斜面设计形成传动配合，从而利用斜面设计使装配板14能够向存储空间13的内部进行移动，使存储空间13的容积发生变化也能够对封装盖5的移动封装提供限位，其次，装配板14的部分外壁暴露出存储空间13，当衍杆6使其移动时，存储空间13让出位置，衍杆6会占据存储空间13的位置，从而使衍杆6完成与方型电芯4之间的装配。

进一步地，衍杆6的宽度与凸缘12的延伸长度之和与装配槽3的槽深度相等，衍杆6的长度与装配槽3槽口的长度相等，方型电芯4装配至壳体2内部时，衍杆6能够填充装配槽3与方型电芯4之间的缝隙，请参阅图8及其细节放图，通过设计衍杆6的宽度和长度，能够使衍杆6对装配槽3进行闭塞，同时使衍杆6与壳体2的内壁一体化，其次，衍杆6的外壁保持与壳体2的内壁同平面，从而提高装配质量，也加强了封装盖5与壳体2之间装配强度。

在转移组件实施例的基础上，装配板14靠近存储空间13内部的外壁阵列安装有多个穿刺体16，存储空间13的内壁上安装有胶囊15，补充剂存储在胶囊15的内部，穿刺体16的尖端朝向胶囊15，穿刺体16的尖端与胶囊15之间留有安全距离，当穿刺体16跟随装配板14移动时会刺破胶囊15，请参阅图8及其细节放大图，通过设置胶囊15，能够对补充剂的释放进行控制，在装配板14在向存储空间13内部移动的过程中，穿刺体16可以对胶囊15实行穿刺，将胶囊15内部补充剂进行释放，同时装配板14改变存储空间13的容积，将释放出的补充剂通过输送通道17泵入至壳体2的内部，完成对胶体的补充。

进一步地，封装盖5外壁还粘贴有绝缘皮，封装盖5与壳体2封装时绝缘皮会夹装在封装盖5与方型电芯4之间。

在转移组件实施例的基础上，所述辊胶组件包括转动安装在操作台1顶部的承载盘11，承载盘11的顶部安装有电动伸缩杆9，电动伸缩杆9的输出端固定安装有辊架8，辊架8内安装有输出辊7，输出辊7与壳体2的内壁形成过盈配合，辊架8两侧的外壁与装配槽3内壁之间形成限位滑动且不干涉装配板14的位移，请参阅图2，本实施例中，装配槽3与辊架8之间能够形成不干涉配合，从而能够使输出辊7高效的对壳体2的内壁进行辊涂胶体，即能够提升胶体涂覆的质量，也能够对壳体2的上下内壁提供较为全面的涂覆。

其次，承载盘11的转动能够将装配空间进行释放，便于方型电芯4和封装盖5的装配。

更进一步地，操作台1的顶部固定安装有两个限位槽板18，两个限位槽板18之间的间距与壳体2的壳宽相等，限位槽板18的内部轨道式滑动安装有夹持块19，操作台1的顶部固定安装有夹持气缸，夹持气缸的输出端与夹持块19的外壁滑动连接，夹持块19在夹持气缸的驱动下可向壳体2靠近或远离。

一种锂电池的封装方法，包括以下步骤：

S1、将壳体2进行限位，通过辊胶组件使壳体2内部处于带胶状态，避免方型电芯4带胶进入；

S2、将方型电芯4装配至壳体2内部，使壳体2与方型电芯4之间形成胶连接；

S3、将封装盖5与壳体2进行封盖操作，使转移组件工作，将补充剂压力泵入至壳体2内部与方型电芯4外部之间，填充孔洞和缝隙；

S4、利用外部设备实现装配槽3与封装盖5之间密封和焊接。

本方法相对于现有的封装方法，提供了一种能够向方型电芯4与壳体2之间的胶体填充补充剂的步骤，使得方型电芯4与壳体2之间能够完整的充盈胶体，减少胶体之间的气泡、孔洞或缝隙，从而提升方型电芯4与壳体2之间胶连接的质量。

此外，还对带胶体进行改变，将原本为方型电芯4带胶进入壳体2改进为向壳体2内壁进行辊胶，从而减少胶体的涂覆不均匀。

进一步地，在S3的基础之上，当封装盖5与壳体2装配时，衍杆6的端部会与斜面抵触并使装配板14向存储空间13内滑动，同时使存储空间13内的补充剂会通过输送通道17向壳体2内部进行转移，且装配板14的移动会造成存储空间13容积的减小以为补充剂的填充提供压力。

利用上述封装结构和封装方法，实现了向方型电芯4与壳体2之间胶体进行填充补充剂，使得方型电芯4与壳体2之间能够完整的充盈胶体，减少胶体之间的气泡、孔洞或缝隙，从而提升方型电芯4与壳体2之间胶连接的质量。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种锂电池封装设备，其特征在于，包括：

壳体（2）及开设在其内部两个侧壁上的装配槽（3），所述装配槽（3）的槽口朝向壳体（2）内部，所述装配槽（3）的内部在封装前存储有补充剂，所述装配槽（3）内部安装有将补充剂泵入至壳体（2）内壁上的转移组件；

操作台（1）及其顶部辊胶组件，所述辊胶组件可将胶水辊涂在装配槽（3）的内壁上；

所述壳体（2）限位装载在操作台（1）的顶部；

所述转移组件包括安装装配槽（3）内壁上的凸缘（12），所述凸缘（12）与装配槽（3）内壁之间形成存储空间（13），所述存储空间（13）中活塞式滑动安装有装配板（14），所述壳体（2）的内壁开设有输送通道（17），所述输送通道（17）的输出端和输入端分别与壳体（2）内部和存储空间（13）相连通，包括封装盖（5），所述封装盖（5）与壳体（2）封装时能够使所述装配板（14）滑动并且将存储空间（13）中的补充剂施压泵入至壳体（2）内部以填充方型电芯（4）与壳体（2）之间的胶连孔洞或间隙；

所述辊胶组件包括转动安装在操作台（1）顶部的承载盘（11），所述承载盘（11）的顶部安装有电动伸缩杆（9），所述电动伸缩杆（9）的输出端固定安装有辊架（8），所述辊架（8）内安装有输出辊（7），所述输出辊（7）与壳体（2）的内壁形成过盈配合，所述辊架（8）两侧的外壁与装配槽（3）内壁之间形成限位滑动且不干涉装配板（14）的位移；

将所述壳体（2）进行限位，通过辊胶组件使壳体（2）内部处于带胶状态，避免方型电芯（4）带胶进入；将方型电芯（4）装配至壳体（2）内部，使壳体（2）与方型电芯（4）之间形成胶连接；将封装盖（5）与壳体（2）进行封盖操作，使转移组件工作，将补充剂压力泵入至壳体（2）内部与方型电芯（4）外部之间，填充孔洞和缝隙；利用外部设备实现装配槽（3）与封装盖（5）之间密封和焊接。

2.根据权利要求1所述的锂电池封装设备，其特征在于：所述封装盖（5）的外壁固定安装有两个衍杆（6），所述封装盖（5）与壳体（2）装配时所述衍杆（6）与装配槽（3）之间形成滑动连接关系，所述装配板（14）的部分外壁延伸暴露出存储空间（13），所述装配板（14）靠近壳体（2）出口的端部开设置有斜面设计，当所述封装盖（5）与壳体（2）装配时，所述衍杆（6）的端部会与斜面抵触并使所述装配板（14）向存储空间（13）内滑动。

3.根据权利要求1所述的锂电池封装设备，其特征在于：所述装配板（14）靠近存储空间（13）内部的外壁阵列安装有多个穿刺体（16），所述存储空间（13）的内壁上安装有胶囊（15），所述补充剂存储在胶囊（15）的内部，所述穿刺体（16）的尖端朝向胶囊（15），所述穿刺体（16）的尖端与胶囊（15）之间留有安全距离，当所述穿刺体（16）跟随装配板（14）移动时会刺破胶囊（15）。

4.根据权利要求2所述的锂电池封装设备，其特征在于：所述衍杆（6）的宽度与凸缘（12）的延伸长度之和与装配槽（3）的槽深度相等，所述衍杆（6）的长度与装配槽（3）槽口的长度相等，所述方型电芯（4）装配至壳体（2）内部时，所述衍杆（6）能够填充装配槽（3）与方型电芯（4）之间的缝隙。

5.根据权利要求1所述的锂电池封装设备，其特征在于：所述封装盖（5）外壁还粘贴有绝缘皮，所述封装盖（5）与壳体（2）封装时所述绝缘皮会夹装在封装盖（5）与方型电芯（4）之间。

6.根据权利要求2或4所述的锂电池封装设备，其特征在于：所述操作台（1）的顶部固定安装有两个限位槽板（18），两个所述限位槽板（18）之间的间距与壳体（2）的壳宽相等，所述限位槽板（18）的内部轨道式滑动安装有夹持块（19），所述操作台（1）的顶部固定安装有夹持气缸，所述夹持气缸的输出端与夹持块（19）的外壁滑动连接，所述夹持块（19）在夹持气缸的驱动下可向壳体（2）靠近或远离。

7.一种锂电池封装方法，应用于权利要求6所述的锂电池封装设备中，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述壳体（2）进行限位，通过辊胶组件使壳体（2）内部处于带胶状态，避免方型电芯（4）带胶进入；

S2、将方型电芯（4）装配至壳体（2）内部，使壳体（2）与方型电芯（4）之间形成胶连接；

S3、将封装盖（5）与壳体（2）进行封盖操作，使转移组件工作，将补充剂压力泵入至壳体（2）内部与方型电芯（4）外部之间，填充孔洞和缝隙；

S4、利用外部设备实现装配槽（3）与封装盖（5）之间密封和焊接。

8.根据权利要求7所述的锂电池封装方法，其特征在于：在所述S3中，当所述封装盖（5）与壳体（2）装配时，所述衍杆（6）的端部会与斜面抵触并使所述装配板（14）向存储空间（13）内滑动，同时使存储空间（13）内的补充剂会通过输送通道（17）向壳体（2）内部进行转移，且所述装配板（14）的移动会造成存储空间（13）容积的减小以为补充剂的填充提供压力。