CN117154242A - 一种固态锂电池封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态锂电池封装装置，本发明涉及锂电池结构技术领域。该固态锂电池封装装置，包括外层保护膜、极耳、电芯、放置座、封装台，所述极耳的外壁安装在电芯的外壁上，所述外层保护膜的外壁与电芯的外壁连接，所述外层保护膜的外壁与放置座的外壁连接，所述封装台的上方设置有排气组件、密封组件，所述排气组件用于排出外层保护膜内部的气体，所述密封组件用于对外层保护膜的排气接口处进行密封，将外层保护膜内部的气体抽走，避免空气残留在外层保护膜内部影响其循环性能，同时能够有效避免内部残留的空气在电池充放电过程中，因热胀冷缩导致外层保护膜与内部的软包电池之间连接松动，致使保护功能欠缺的情况出现。

Description

一种固态锂电池封装装置

技术领域

本发明涉及锂电池结构技术领域，具体为一种固态锂电池封装装置。

背景技术

固态电池是一种全新的电池类型。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，全固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。固态电池的原理与现有的锂离子电池和锂离子聚合物电池相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。因此，同样的电量，固态电池体积将变得更小。不仅如此，固态电池中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量，在电动汽车、3C产品等领域有广泛的应用前景，目前铝塑膜封装工艺，在经过顶封、侧封后，真空封边是保证锂电池与外界水分等因素隔绝的最后一条封边，会因为顶封、侧封边时残留气体在电池内部而使得封边难度增加，使得封装膜与电池本体结合不紧密，可能存在空气影响其循环性能，例如中国专利公开的一种全固态锂电池的封装结构，公开号为CN115101883A，该申请通过在电池外部设置保护壳来对电池进行保护，但是软包电池封装仍然采用当前工艺，容易出现残留空气在软包电池内部的情况，中国专利公开的一种固态锂电池封装结构、锂电池及其封装方法，公开号为CN108336252A同样提出了这一问题，但是该申请采用阻隔外部水分、氧气进入电池软包内部的方法并不能避免软包过程中残留空气在外层保护膜内部的情况，因此提出一种固态锂电池封装装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种固态锂电池封装装置，解决了目前铝塑膜封装工艺，在经过顶封、侧封后，真空封边是保证锂电池与外界水分等因素隔绝的最后一条封边，会因为顶封、侧封边时残留气体在电池内部而使得封边难度增加，使得封装膜与电池本体结合不紧密，可能存在空气影响其循环性能的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种固态锂电池封装装置，包括外层保护膜、极耳、电芯、放置座、封装台，所述极耳的外壁安装在电芯的外壁上，所述外层保护膜的外壁与电芯的外壁连接，所述外层保护膜的外壁与放置座的外壁连接，所述放置座的一侧外壁安装在封装台的顶部，所述封装台的上方设置有排气组件、密封组件，所述排气组件用于排出外层保护膜内部的气体，所述密封组件用于对外层保护膜的排气接口处进行密封；

所述排气组件中包括气箱、风机一、连接管、送气管、三通，所述气箱的一侧外壁安装在封装台的顶部，所述风机一通过连接管与气箱连接，所述送气管的一端安装在风机一的输出端上，所述送气管的另一端安装在三通的其中一端上。

优选的，所述排气组件中还包括风机二、软管、气嘴、流通孔、气囊，所述三通的一端与软管的一端连接，所述软管的一端安装在气嘴的进气端上，所述流通孔开设在气嘴出气端处的外壁上，所述风机二通过一根连接管连接在气箱的外壁上，所述风机二通过一根送气管安装在三通的其中一端上。

优选的，所述排气组件中还包括电机、转动轴、齿轮、齿条、连接杆、限位板、滑动杆，所述转动轴的一端安装在电机的输出端上，所述转动轴的一端与齿轮的外壁连接，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条的一侧外壁安装在连接杆的一侧外壁上，所述连接杆的一侧内壁与滑动杆的外壁连接，所述滑动杆的外壁与限位板的内壁连接，所述限位板的一侧外壁安装在气嘴的外壁上，所述限位板、连接杆的一侧外壁上对应安装有电磁铁一、电磁铁二。

优选的，所述密封组件中包括电动推杆、导向杆、橡胶块，所述电动推杆的一端与橡胶块的一侧外壁连接，所述橡胶块的一侧外壁与气嘴、外层保护膜的外壁均连接，所述导向杆的一端安装在橡胶块的外壁上，所述导向杆的外壁上连接有支撑板一。

优选的，所述封装台的顶部安装有控制台，所述封装台的顶部还设置有辅助组件，所述辅助组件中包括滑块一、滑块二、挡杆、下料通道、加热组件、存料盒、弹簧，所述滑块一的一侧外壁安装在连接杆的外壁上，所述滑块一的外壁与滑块二的外壁连接，所述滑块一与滑块二相接触的一侧外壁均倾斜设置。

优选的，所述滑块二的一侧外壁与挡杆的外壁连接，所述滑块二的一侧外壁与弹簧的一端连接，所述弹簧的一端安装在存料盒的外壁上，所述存料盒的外壁与加热组件的外壁连接，所述加热组件的外壁与气嘴的外壁连接。

优选的，所述存料盒的外壁与下料通道的外壁连接，所述下料通道的外壁与气嘴的外壁连接，所述下料通道的内壁与挡杆的外壁连接，所述下料通道与流通孔之间连通设置。

优选的，所述辅助组件中还包括扰动板、拉绳、导向轮、收卷轮、转动杆、扇叶，所述扰动板的一侧外壁安装在存料盒的内壁上，所述扰动板的一侧外壁与拉绳的一端连接，所述拉绳的外壁与存料盒的外壁连接。

优选的，所述拉绳的外壁与导向轮的外壁连接，所述导向轮的外壁安装在存料盒的外壁上，所述拉绳的一端与收卷轮的外壁连接，所述收卷轮的内壁安装在转动杆的外壁上，所述转动杆的外壁与扇叶的外壁连接。

本发明提供了一种固态锂电池封装装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

（1）、该固态锂电池封装装置，通过设置外层保护膜、极耳、放置座、封装台、控制台、气箱、风机一、连接管、送气管、三通、风机二、软管、气嘴、流通孔、气囊、电动推杆、导向杆、橡胶块，通过将包了外层保护膜的软包电池放置在放置座上，封装台给放置座提供支撑力，通过控制台控制气嘴插入外层保护膜的缺口处，将外层保护膜内部的气体抽走，避免空气残留在外层保护膜内部影响其循环性能，同时能够有效避免内部残留的空气在电池充放电过程中，因热胀冷缩导致外层保护膜与内部的软包电池之间连接松动，致使保护功能欠缺的情况出现。

（2）、该固态锂电池封装装置，通过设置转动轴、齿轮、齿条、连接杆、滑块一、滑块二、挡杆、下料通道、加热组件、存料盒、限位板、滑动杆、弹簧，通过控制台控制电机启动，使得气嘴能够插入外层保护膜内，当吹、吸气完成之后，再次启动电机使得存料盒内的液体锡会沿着下料通道一直流至流通孔处，在该处与外层保护膜接触并逐渐冷却定型，通过液体锡将外层保护膜的缺口处封堵起来，从而完成对软包电池外层保护膜的封装，这一过程中有效的避免空气残留在外层保护膜内部影响其循环性能，同时能够有效避免内部残留的空气在电池充放电过程中，因热胀冷缩导致外层保护膜与内部的软包电池之间连接松动，致使保护功能欠缺的情况出现。

（3）、该固态锂电池封装装置，通过设置扰动板、拉绳、导向轮、收卷轮、转动杆、扇叶，在吹、吸气的过程中，扰动板能够在存料盒内向上或向下翻转，从而搅动存料盒内的液体锡，避免处于存料盒中心位置的液体锡因为远离加热组件而出现温度过低而凝固的现象，保证液体锡在从流通孔流出之前，能够始终保持在液体状态，对外层保护膜缺口处进行有效的封堵，避免外层保护膜内部出现气体残留。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明放置座的结构图；

图3为本发明控制台的结构图；

图4为本发明橡胶块的结构图；

图5为本发明气嘴的结构图；

图6为本发明齿轮的结构图；

图7为本发明气箱的内部结构图；

图8为本发明存料盒的内部结构图；

图9为本发明下料通道的结构图。

图中：1、外层保护膜；11、极耳；12、放置座；13、封装台；2、控制台；3、气箱；31、风机一；32、连接管；33、送气管；34、三通；35、风机二；36、软管；37、气嘴；38、流通孔；39、气囊；4、电动推杆；41、导向杆；42、橡胶块；5、转动轴；51、齿轮；52、齿条；53、连接杆；54、滑块一；55、滑块二；56、挡杆；57、下料通道；58、加热组件；59、存料盒；510、限位板；511、滑动杆；512、弹簧；6、扰动板；61、拉绳；62、导向轮；63、收卷轮；64、转动杆；65、扇叶。

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1-9，本发明提供两种技术方案：

实施例一

一种固态锂电池封装装置，包括外层保护膜1、极耳11、电芯、放置座12、封装台13，极耳11的外壁固定安装在电芯的外壁上，外层保护膜1的外壁与电芯的外壁固定连接，外层保护膜1的外壁与放置座12的外壁滑动连接，放置座12的一侧外壁固定安装在封装台13的顶部，封装台13的顶部固定安装一个控制台2，控制台2用于控制排气组件、密封组件以及辅助组件运行，封装台13的上方设置有排气组件、密封组件，排气组件用于排出外层保护膜1内部的气体，密封组件用于对外层保护膜1的排气接口处进行密封；

排气组件中包括气箱3、风机一31、连接管32、送气管33、三通34，气箱3的一侧外壁固定安装在封装台13的顶部，风机一31的进气端与连接管32的一端固定连接，连接管32的另一端与气箱3的内壁固定连接，送气管33的一端固定安装在风机一31的输出端上，送气管33的另一端固定安装在三通34的其中一端上，排气组件中还包括风机二35、软管36、气嘴37、流通孔38、气囊39，三通34的一端与软管36的一端固定连接，软管36的一端固定安装在气嘴37的进气端上，流通孔38开设在气嘴37出气端处的外壁上，风机二35的出气端通过一根连接管32固定连接在气箱3的外壁上，风机二35的进气端通过一根送气管33固定安装在三通34的其中一端上，排气组件中还包括电机、转动轴5、齿轮51、齿条52、连接杆53、限位板510、滑动杆511，转动轴5的一端通过联轴器固定安装在电机的输出端上，转动轴5的一端与齿轮51的外壁固定连接，齿轮51与齿条52啮合，齿条52的一侧外壁固定安装在连接杆53的一侧外壁上，连接杆53的一侧内壁与滑动杆511的外壁滑动连接，滑动杆511的外壁与限位板510的内壁滑动连接，滑动杆511的一端固定安装在支撑板二的外壁上，支撑板二的外壁固定安装在封装台13的顶部，限位板510的一侧外壁固定安装在气嘴37的外壁上，限位板510、连接杆53的一侧外壁上分别对应固定安装一个电磁铁一、电磁铁二，电磁铁一、电磁铁二之间根据需要磁性相吸设置；

密封组件中包括电动推杆4、导向杆41、橡胶块42，电动推杆4的一端与橡胶块42的一侧外壁固定连接，橡胶块42的一侧外壁与气嘴37、外层保护膜1的外壁均抵接，导向杆41的一端固定安装在橡胶块42的外壁上，导向杆41的外壁与支撑板一的内壁滑动连接，支撑板一的外壁固定安装在封装台13的顶部，电动推杆4的一端固定安装在支撑板三的外壁上，支撑板三的外壁固定安装在封装台13的顶部；

封装台13的顶部还设置有辅助组件，辅助组件中包括滑块一54、滑块二55、挡杆56、下料通道57、加热组件58、存料盒59、弹簧512，滑块一54的一侧外壁固定安装在连接杆53的外壁上，滑块一54的外壁与滑块二55的外壁滑动连接，滑块一54与滑块二55相接触的一侧外壁均倾斜设置，滑块二55的一侧外壁与挡杆56的外壁固定连接，滑块二55的一侧外壁与弹簧512的一端固定连接，弹簧512的一端固定安装在存料盒59的外壁上，存料盒59的外壁与加热组件58的外壁固定连接，加热组件58的外壁与气嘴37的外壁固定连接，存料盒59的外壁与下料通道57的外壁固定连接，下料通道57的外壁与气嘴37的外壁固定连接，下料通道57的内壁与挡杆56的外壁滑动连接，挡杆56的外壁与存料盒59的内壁滑动连接，下料通道57与流通孔38之间连通设置。

使用时，通过将顶封、侧封完毕后的包了外层保护膜1的软包电池放置在放置座12上，封装台13给放置座12提供支撑力，通过控制台2控制气嘴37插入外层保护膜1的缺口处，然后通过控制台2控制电动推杆4启动，电动推杆4带动橡胶块42移动，使得橡胶块42抵在气嘴37与外层保护膜1接触的地方，通过导向杆41与支撑板一之间滑动配合，使得导向杆41在外力作用下移动时仅能够沿着支撑板一做直线移动，随后通过启动风机一31将气箱3内的六氟化硫气体通过连接管32、送气管33、三通34、软管36最后输送至气嘴37处注入外层保护膜1内，通过六氟化硫气体将外层保护膜1内的空间填满，外层保护膜1在包裹过程中残留在内部的空气质量比六氟化硫气体的质量低，会集中在气嘴37的靠上半部分，随后通过控制台2控制风机二35启动，使得外层保护膜1内的混合气体通过气嘴37、软管36、三通34、送气管33、连接管32再次输送回气箱3内，在吸回的过程中残留的空气会被一同抽走，避免空气残留在外层保护膜1内部影响其循环性能，通过控制台2控制电机启动，电机带动转动轴5转动，转动轴5带动齿轮51转动，齿轮51带动齿条52移动，齿条52带动连接杆53移动，连接杆53带动电磁铁一移动，电磁铁一与电磁铁二之间磁性相吸，从而使得电磁铁二带动限位板510移动，限位板510带动气嘴37移动，使得气嘴37能够插入外层保护膜1内，当气嘴37插入外层保护膜1内的时候电磁铁一与电磁铁二断电，此时连接杆53继续移动将带动滑块一54移动，滑块一54与滑块二55之间滑动配合，使得滑块一54不给滑块二55施加作用力，滑块二55在弹簧512的作用力下向存料盒59所在的一侧移动，滑块二55带动挡杆56移动，使得挡杆56插入下料通道57内，使得存料盒59内的液体锡无法沿着下料通道57流出，通过存料盒59、下料通道57外部的加热组件58对其进行加热保温，避免其内部的液体锡凝固，当吹、吸气完成之后，再次启动电机带动转动轴5转动，使得转动轴5带动齿轮51转动，齿轮51带动齿条52移动，齿条52带动连接杆53移动，连接杆53带动滑块一54移动，使得滑块一54将滑块二55顶起，滑块二55带动挡杆56从下料通道57内移出，此时存料盒59内的液体锡会沿着下料通道57一直流至流通孔38处，在该处与外层保护膜1接触并逐渐冷却定型，在液体锡流动的过程中，电动推杆4带动橡胶块42从接触点移开，同时连接杆53继续移动会挤动限位板510沿着滑动杆511移动，使得限位板510带动气嘴37移动，通过液体锡将外层保护膜1的缺口处封堵起来，从而完成对软包电池外层保护膜1的封装，或将液体锡替换为封装用胶水，在封装用胶水沿着下料通道57从流通孔38流出之后，气嘴37在此处停留的时间比用锡停留的时间长一段时间，且在胶水暂时凝固之后将封装后的软包电池送入烘干室进行烘干。

实施例二

本实施例区别与实施例一的技术方案是：辅助组件中还包括扰动板6、拉绳61、导向轮62、收卷轮63、转动杆64、扇叶65，扰动板6的一侧外壁通过扭簧铰接安装在存料盒59的内壁上，扰动板6的一侧外壁与拉绳61的一端固定连接，拉绳61的外壁与存料盒59的外壁滑动连接，拉绳61的外壁与导向轮62的外壁滑动连接，导向轮62的外壁固定安装在存料盒59的外壁上，拉绳61的一端与收卷轮63的外壁固定连接，收卷轮63的内壁固定安装在转动杆64的外壁上，转动杆64的外壁与扇叶65的外壁固定连接，扇叶65与连接管32的位置相适配。

使用时，在吹、吸气的过程中，气流会推动扇叶65转动，使得扇叶65带动转动杆64转动，转动杆64带动收卷轮63转动，使得拉绳61从收卷轮63上放出或拉绳向收卷轮63上绕卷，通过导向轮62对拉绳61进行导向，在拉绳61放出或绕卷的过程中，拉绳61的长度得到改变，使得扰动板6能够在存料盒59内向上或向下翻转，从而搅动存料盒59内的液体锡，避免处于存料盒59中心位置的液体锡因为远离加热组件58而出现温度过低而凝固的现象。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (9)

1.一种固态锂电池封装装置，包括外层保护膜（1）、极耳（11）、电芯、放置座（12）、封装台（13），其特征在于：所述极耳（11）的外壁安装在电芯的外壁上，所述外层保护膜（1）的外壁与电芯的外壁连接，所述外层保护膜（1）的外壁与放置座（12）的外壁连接，所述放置座（12）的一侧外壁安装在封装台（13）的顶部，所述封装台（13）的上方设置有排气组件、密封组件，所述排气组件用于排出外层保护膜（1）内部的气体，所述密封组件用于对外层保护膜（1）的排气接口处进行密封，所述排气组件中包括气箱（3）、风机一（31）、连接管（32）、送气管（33）、三通（34），所述气箱（3）的一侧外壁安装在封装台（13）的顶部，所述风机一（31）通过连接管（32）与气箱（3）连接，所述送气管（33）的一端安装在风机一（31）的输出端上，所述送气管（33）的另一端安装在三通（34）的其中一端上。

2.根据权利要求1所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述排气组件中还包括风机二（35）、软管（36）、气嘴（37）、流通孔（38）、气囊（39），所述三通（34）的一端与软管（36）的一端连接，所述软管（36）的一端安装在气嘴（37）的进气端上，所述流通孔（38）开设在气嘴（37）出气端处的外壁上，所述风机二（35）通过一根连接管（32）连接在气箱（3）的外壁上，所述风机二（35）通过一根送气管（33）安装在三通（34）的其中一端上。

3.根据权利要求1所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述密封组件中包括电动推杆（4）、导向杆（41）、橡胶块（42），所述电动推杆（4）的一端与橡胶块（42）的一侧外壁连接，所述橡胶块（42）的一侧外壁与气嘴（37）、外层保护膜（1）的外壁均连接，所述导向杆（41）的一端安装在橡胶块（42）的外壁上，所述导向杆（41）的外壁上连接有支撑板一。

4.根据权利要求1所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述排气组件中还包括电机、转动轴（5）、齿轮（51）、齿条（52）、连接杆（53）、限位板（510）、滑动杆（511），所述转动轴（5）的一端安装在电机的输出端上，所述转动轴（5）的一端与齿轮（51）的外壁连接，所述齿轮（51）与齿条（52）啮合，所述齿条（52）的一侧外壁安装在连接杆（53）的一侧外壁上，所述连接杆（53）的一侧内壁与滑动杆（511）的外壁连接，所述滑动杆（511）的外壁与限位板（510）的内壁连接，所述限位板（510）的一侧外壁安装在气嘴（37）的外壁上，所述限位板（510）、连接杆（53）的一侧外壁上对应安装有电磁铁一、电磁铁二。

5.根据权利要求1所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述封装台（13）的顶部安装有控制台（2），所述封装台（13）的顶部还设置有辅助组件，所述辅助组件中包括滑块一（54）、滑块二（55）、挡杆（56）、下料通道（57）、加热组件（58）、存料盒（59）、弹簧（512），所述滑块一（54）的一侧外壁安装在连接杆（53）的外壁上，所述滑块一（54）的外壁与滑块二（55）的外壁连接，所述滑块一（54）与滑块二（55）相接触的一侧外壁均倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述滑块二（55）的一侧外壁与挡杆（56）的外壁连接，所述滑块二（55）的一侧外壁与弹簧（512）的一端连接，所述弹簧（512）的一端安装在存料盒（59）的外壁上，所述存料盒（59）的外壁与加热组件（58）的外壁连接，所述加热组件（58）的外壁与气嘴（37）的外壁连接。

7.根据权利要求5所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述存料盒（59）的外壁与下料通道（57）的外壁连接，所述下料通道（57）的外壁与气嘴（37）的外壁连接，所述下料通道（57）的内壁与挡杆（56）的外壁连接，所述下料通道（57）与流通孔（38）之间连通设置。

8.根据权利要求5所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述辅助组件中还包括扰动板（6）、拉绳（61）、导向轮（62）、收卷轮（63）、转动杆（64）、扇叶（65），所述扰动板（6）的一侧外壁安装在存料盒（59）的内壁上，所述扰动板（6）的一侧外壁与拉绳（61）的一端连接，所述拉绳（61）的外壁与存料盒（59）的外壁连接。

9.根据权利要求8所述的一种固态锂电池封装装置，其特征在于：所述拉绳（61）的外壁与导向轮（62）的外壁连接，所述导向轮（62）的外壁安装在存料盒（59）的外壁上，所述拉绳（61）的一端与收卷轮（63）的外壁连接，所述收卷轮（63）的内壁安装在转动杆（64）的外壁上，所述转动杆（64）的外壁与扇叶（65）的外壁连接。