CN204303935U - 适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备 - Google Patents

Abstract

一种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备。其包括：第一模头、第二模头，所述第一模头可相对于所述第二模头正对远离或者靠近滚动，在所述第一模头上正对所述第二模头的表面还安装有上滚轮，当所述第一模头靠近所述第二模头使铝塑膜电池的待热封部位被紧压在所述上滚轮与所述第二模头之间时，所述上滚轮可沿所述待热封部位的表面，与所述待热封部位的表面相切地按照预定轨迹滚动，以使位于所述上滚轮下方的铝塑膜受热，所述铝塑膜熔融结合在一起，在所述待热封部位形成与所述上滚轮的滚动轨迹一致的铝塑膜热封带，实现所述铝塑膜电池封装。应用该技术方案有利于提高铝塑膜电池的密封性能，提高铝塑膜封装的可靠性。

Description

适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，尤其涉及一种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备。

背景技术

近年来，锂离子电池具有工作电压高、重量轻、体积小、无记忆效应、自放电小、循环寿命长等特点，锂离子电池快速发展，被广泛应用于各种移动设备。

随着智能手机和其他智能设备越来越向超薄型、小型化发展，客户对电池能量密度的要求也越来越高。而锂离子电池的余量空间越来越小，用电设备的后盖紧贴电池外壁，若电池稍有鼓胀变形，即无法装配至用电设备的电池空间，导致无法使用。

而且，锂离子电池的壳体为铝塑膜外壳，如果电池内部的气压过大，容易发生漏液胀气风险，影响电池的安全性，故铝塑膜封装的质量对电池的应用安全性以及寿命十分重要。

现有技术的铝塑膜封装主要是采用上下正对且向对面为平面的上刀口、下刀口静置热压方式。具体是，在上刀口、下刀口的相对表面分别贴有硬度大、耐热的铁氟龙金属板，在应用时，在上刀口、下刀口上施加一定的温度以及压力，使上刀口、下刀口相互靠近夹持在铝塑膜电池的待热封部位的两边，静置一定的时间，使两边的铝塑膜受热熔融连接在一起，然后升高上刀口，取下用铝塑膜封装好的锂离子电池，即可。

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，现有的铝塑膜封装技术至少存在以下的缺陷：

铝塑膜封装设备经过一段时间的使用后，容易因使用损耗或者老化而出现上刀口、下刀口缺口，即导致刀口不齐平、或者上下刀口不正对的现象，容易导致锂离子电池铝塑膜封装不良。

特别地，在铝塑膜电池上极耳伸出的端部，由于在极耳上贴有极耳胶，由于极耳以及极耳胶均具有一定的厚度，故在该端部上极耳伸出的位置的厚度较厚，其他位置厚度较薄，存在厚度不均匀的现象。此时，采用现有技术上刀口、下刀口静置的铝塑膜封装技术方案，在非极耳伸出位置的铝塑膜容易由于受压程度不够而导致塑模密封不良，容易出现电池漏液胀气问题。

为了解决上述技术问题，现有技术在当进行该端部的铝塑膜封装时，人们在下刀口表面加垫硅胶条，在上刀口、下刀口的相互挤压作用下，正对极耳胶位置的硅胶会被挤压的更明显(此处硅胶的压缩性大)，使得这些位置对应的铝塑膜能够很好地封合在一起，而没有正对极耳胶位置的硅胶被挤压的较轻(此处硅胶的压缩性较小)，导致密封程度不一，容易存在部分位置密封压力过大，而部分位置密封不良的情况发生。

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，应用该技术方案有利于提高铝塑膜电池的密封性能，提高铝塑膜封装的可靠性。

本发明实施例提供一种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，包括：第一模头、第二模头，

所述第一模头可相对于所述第二模头正对远离或者靠近滚动，在所述第一模头上正对所述第二模头的表面还安装有上滚轮，

当所述第一模头靠近所述第二模头使铝塑膜电池的待热封部位被紧压在所述上滚轮与所述第二模头之间时，所述上滚轮可沿所述待热封部位的表面，与所述待热封部位的表面相切地按照预定轨迹滚动，以使位于所述上滚轮下方的铝塑膜受热，所述铝塑膜熔融结合在一起，在所述待热封部位形成与所述上滚轮的滚动轨迹一致的铝塑膜热封带，实现所述铝塑膜电池封装。

可选地，在所述第一模头的底部设置有至少一排所述上滚轮，各排的所述上滚轮个数至少为2；

成排的所述上滚轮中的各所述上滚轮可依序沿各所述待热封部位的表面按照预定的轨迹滚动。

可选地，各排的各所述上滚轮的直径各不相同，由前往后依序递增。

可选地，各所述上滚轮的直径相同。

可选地，在所述第二模头上、正对所述第一模头的表面还设置有下滚轮，所述上滚轮、下滚轮相互正对，所述下滚轮的个数至少为一个，相互正对的所述上滚轮、下滚轮的直径一致；

与各所述上滚轮正对的各所述下滚轮可分别与各所述上滚轮同步地，沿所述待热封部位的表面按照预定的轨迹滚动。

可选地，所述下滚轮的个数为至少两个。

可选地，所述下滚轮为：球体，或者，

所述下滚轮为左右侧面为平面，四周为圆周曲面的平滑滚轮。

可选地，所述上滚轮为：球体，或者，

所述上滚轮为左右侧面为平面，四周为圆周曲面的平滑滚轮。

由上可见，应用本实施例技术方案，相对于现有技术中采用两平齐刀口正对静态热压而实现铝塑膜密封的技术方案，由于本实施例中通过驱动上滚轮，使其沿待热封部位的表面相切滚动而在待热封部位上形成与上滚轮的滚动轨迹一致的铝塑膜热封带，采用滚动热封的技术方案可以确保上滚轮与待热封部位的需要密封的每个位置充分紧密接触，有利于避免漏封漏气。并且，由于上滚轮在滚压密封时，由待热封部位的一端滚动到另一端，可以确保待热封部位上的两边铝塑膜平整性，避免密封部位存在铝塑膜褶皱而导致铝塑膜密封不良。

特别地，由于本实施例采用上滚轮沿待热封部位的表面滚压而实现铝塑膜密封，即在任一时刻，上滚轮与待热封部位的表面的接触面为线状(当待热封部位的表面为平面且上滚轮为柱体滚轮状时)或者点状(当待热封部位的表面为曲面，或者上滚轮为球体时)，通过上滚轮滚动而形成的热封带的形状可以通过灵活变换上滚轮的运动轨迹实现，而上滚轮既可以沿平面表面滚动还可以沿曲面或者其他异性表面滚动，故本实施例技术方案除了适用于平面状的密封部位的电池铝塑膜封装，还适用于密封部位为曲面或者其他不规则形状等的电池铝塑膜封装。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的第一种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的第二种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的第三种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的弯道弧形铝塑膜热封带形状示意图；

图5为本发明实施例1提供的第四种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备的结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的第五种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备的结构示意图。

附图标记：

101：第一模头；     102：第二模头；       103：上滚轮；

104：待热封部位；   105：下滚轮。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见图1所示，本实施例提供了一种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，该设备主要包括：第一模头101、以及第二模头102，在第一模头101、第二模头102上还分别连接有驱动装置以驱动第一模头101、第二模头102相对滚动，也可以仅仅在第一模头101上设置驱动装置，使第一模头101滚动。该驱动装置可以但不限于为气杆或者电机或者其他动力装置。

第一模头101与第二模头102正对相对，可正对地做远离或者靠近滚动，在第一模头101上正对第二模头102的表面还安装有上滚轮103。

在应用时，将待封装的铝塑膜锂离子电池的待热封部位104置于第二模头102上，使第一模头101靠近第二模头102直到上滚轮103(已预热具有一定的温度)以预定的压力抵在待热封部位104的表面为止，此时待热封部位104被紧压在上滚轮103与第二模头102之间。然后，使上滚轮103与待热封部位104的表面相切地沿待热封部位104的表面滚动，其滚动轨迹与需要的封装带形状一致。当具有较高温度的上滚轮103以预定的压力在待热封部位104表面滚动时，上滚轮103下方的铝塑膜受热，使铝塑膜熔融结合在一起，从而在铝塑膜电池上形成与上滚轮103的滚动轨迹一致的铝塑膜热封带，实现铝塑膜电池封装。

由上可见，应用本实施例技术方案，相对于现有技术中采用两平齐刀口正对静态热压而实现铝塑膜密封的技术方案，由于本实施例中通过驱动上滚轮103，使其沿待热封部位的表面相切滚动而在待热封部位104上形成与上滚轮103的滚动轨迹一致的铝塑膜热封带，采用滚动热封的技术方案可以确保上滚轮103与待热封部位104的需要密封的每个位置充分紧密接触，有利于避免漏封漏气。并且，由于上滚轮103在滚压密封时，由待热封部位104的一端滚动到另一端，可以确保待热封部位104上的两边铝塑膜平整性，避免密封部位存在铝塑膜褶皱而导致铝塑膜密封不良。

特别地，由于本实施例采用上滚轮103沿待热封部位104的表面滚压而实现铝塑膜密封，即在任一时刻，上滚轮103与待热封部位104的表面的接触面为线状(当待热封部位104的表面为平面且上滚轮103为柱体滚轮状时)或者点状(当待热封部位104的表面为曲面，或者上滚轮103为球体时)，通过上滚轮103滚动而形成的热封带的形状可以通过灵活变换上滚轮103的运动轨迹实现，而上滚轮103既可以沿平面表面滚动还可以沿曲面或者其他异性表面滚动，故本实施例技术方案除了适用于平面状的密封部位的电池铝塑膜封装，还适用于密封部位为曲面或者其他不规则形状等的电池铝塑膜封装。

作为本实施例的示意，参见图2所示，在第一模头101上的上滚轮103可以成排设计，即设计2个或者两个以上的上滚轮103。在应用时，使第1上滚轮103、第2上滚轮103……第i上滚轮103……第n上滚轮103依序分别在待热封部位104的表面滚动，使后一上滚轮103沿对前方的上滚轮103滚压过的热封带进行进一步滚压密封，以加大密封强度，避免漏封。且采用成排滚轮设计，有利于提高各滚轮的滚压速度，提高封装效率。

另外，采用本实施例的成排上滚轮103滚压密封的技术方案时，还可以进一步调节各上滚轮103的温度，使由前往后的各上滚轮103的温度呈阶梯式或者连续式逐渐升高，以采用多次滚压、逐渐升温的滚压方式，提高密封强度。

采用如图1所示的单个上滚轮103一次滚压技术方案，往往需要将上滚轮103的温度调整的较高才可以确保第一滚轮在运动过程中较好地实现铝塑膜密封，如果温度以及压力调整略有不当，容易使铝塑膜受热过度或者受压过度，导致密封不良。故相对于一次滚压的技术方案，采用温度逐渐上升，成排滚轮滚压的温度控制技术方案，可以将热封温度控制在完全安全的温度范围内，避免铝塑膜受热过度，且确保密封性能。

作为本实施例的示意，还可以调节各上滚轮103的温度，使由前往后的各上滚轮103的压力呈阶梯式或者连续式逐渐升高，进一步提高密封可靠性。

作为本实施例的示意，可以如图2所示地将成排设计的各上滚轮103的直径设计成相同，也可以如图3所示地将其设计为不同的直径。作为本实施例的示意可以使由前往后的各上滚轮103的直径逐渐增大。这样，当待密封的锂离子电池的密封面如图3所示地为曲面(此时其热封线为弯道弧形状)或者如图4所示封装面为平面但要求密封成型的热封线为弯道弧形状时，可以使前面直径较小的上滚轮103先于直径较大的上滚轮103滚压进行滚压。

特别是如图4所示，当经过热封线上的弧度较小的弯道弧形位置时，前端的直径等于或者小于弯道直径的上滚轮103按照弯道弧形状滚动与弯道弧形运动，与弯道弧形的每个位置均接触，形成弯道弧形的铝塑膜热封带，而后端直径大于弯道直径的上滚轮103可以跨过该较小的弯道弧形。

而在其他较为平直或者弧度较大的弯道弧形处，可以使直径较小的上滚轮103不作用，而使直径较大的上滚轮103对待密封部位104进行滚压实现这些位置的热封。采用本实施例技术方案，可以实现对热封线为各种弯道弧形的锂离子电池进行有效密封，且通过变换不同直径的上滚轮103的滚压，兼顾各异形弯道的滚压且在平直或者较平缓弯道处理时提高热封效率。

作为本实施例的示意，参见图5、6所示，还可以在第二模头102上与第一滚轮的相对表面设计下滚轮105，使下滚轮105与上滚轮103分别相互正对。

参见图6所示，成排的各上滚轮103之间还可以有一定的间距，各下滚轮105之间相应设置一定的间距，方便调整。

在第二模头102上、正对第一模头101的表面还设置有下滚轮105，使下滚轮105的数目与上滚轮103的数目、直径、形状等一致，且分别一一对应、相互正对。在应用时，使锂离子电池的待热封部位104被紧紧夹持在上滚轮103与下滚轮105之间，分别受到两边的上滚轮103、下滚轮105的相向压力，使各正对的上滚轮103、下滚轮105分别同步地，沿铝塑膜电池的待热封部位104的表面相切地按照预定的轨迹滚动。采用本实施例双面滚压的技术方案，有利于使铝塑膜双面受热，使上下层铝塑膜受热更加均匀，有利于进一步提高铝塑膜封装效果，有利于温度的控制。

作为本实施例的示意，当上滚轮103为一个时，下滚轮105为一个，当上滚轮103为N个成排时，下滚轮105亦为N个成排设计，确保一对一完全正对。

作为本实施例的示意，本实施的上滚轮103、下滚轮105可以为球体也可以为为左右侧面为平面，四周为圆周曲面的平滑滚轮。试验证明，采用后一技术方案进一步有利于滚轮的运动轨迹控制以及确保较宽的热封带，确保封装效果。

以下结合试验分析，进一步说明本实施例的效果。

本实施例以采用不同的锂离子电池铝塑膜封装工艺，制作同一规格方形和异形(C形)的锂离子电池，取各工艺制得的样品进行铝塑膜密封性能测试。

其中方形各电池样品的规格为：ASP7042126-S2A-3700mAh。其中，AS表示纯钴水性负极，7042126表示该聚合物锂离子电池的厚、宽、长尺寸为7mm、42mm、126mm，S表示标称倍率为20C，2表示电池为高容量型，A表示正极为纯钴酸锂，3700表示电池的标称容量。

异形(C形)各电池样品的规格为：AP4734072-13A-190mAh。其中，AP表示纯钴油性负极，4734072表示该聚合物锂离子电池的厚、宽、长尺寸为4.7mm、34mm、72mm，1表示标称倍率为1C，3表示电池为超高容量型，A表示正极为纯钴酸锂，190表示电池的标称容量。

对照例1：

采用现有技术的平直上刀口、下刀口静置封装技术进行封装，需要在极耳伸出部垫置硅胶才能实现该极耳伸出端部的封装。

试验例1：

采用本发明的单个上滚轮滚压封装技术如图1所示，上滚轮的直径为2cm，宽度为：2.5-3.5mm，在极耳伸出端部封装时，无需垫置硅胶，直接采用上滚轮匀速，从各封装端部的一端滚压至另一端即可。上滚轮的温度分别为：上滚轮对铝塑膜表面的压力为：0.3-0.4Mpa。

试验例2：

采用本发明图2所示的成排的5个上滚轮滚压封装技术，因为本试验样品的电池为方形规则尺寸，故各上滚轮的直径形状一致，直径为：2cm，宽度为：2.5-3.5mm，在极耳伸出端部封装时，无需垫置硅胶，直接采用各上滚轮匀速从各封装端部的一端滚压至另一端即可。各上滚轮的温度按照以下函数式阶梯式升高：y＝10x+10(19≤x≤20)。各上滚轮对铝塑膜表面的压力分别为：0.20Mpa,0.25 Mpa,0.30 Mpa,0.35 Mpa,0.40 Mpa。

对上述对照例以及试验例1-4的电池样品进行铝塑膜密封性能测试，得到以下表一所示的实验数据：

表一：

项目	外观不良率/％	密封不良率/％
			对照例1	0.48	0.57
试验例1	0.02	0.015
			试验例2	0.013	0.010

对照例2：

采用现有技术的和电池形状一致的金属板模具，通过上刀口、下刀口静置封装技术进行封装，需要在极耳伸出部垫置硅胶才能实现该极耳伸出端部的封装。

试验例1‘：

采用本发明的单个上滚轮滚压封装技术如图1所示，上滚轮的直径为1.5cm，宽度为：2.0-2.5mm，在极耳伸出端部封装时，无需垫置硅胶，直接采用上滚轮匀速，从各封装端部的一端滚压至另一端即可。上滚轮的温度分别为：上滚轮对铝塑膜表面的压力为：0.15-0.35Mpa。

试验例2‘：

采用本发明图5所示的单个上滚轮、下滚轮分别上下滚压封装技术，因为本试验样品的电池为方形规则尺寸，故各上滚轮、下滚轮的直径形状一致，直径为：1.5cm，宽度为：2.0-2.5mm，在极耳伸出端部封装时，无需垫置硅胶，直接采用各上滚轮匀速从各封装端部的一端滚压至另一端即可。上下滚轮的温度分别为：上滚轮、下滚轮对铝塑膜表面的压力分别为：0.15-0.35Mpa。

试验例3‘：

采用本发明图6所示的成排相互正对的上滚轮、下滚轮分别上下滚压封装技术，因为本试验样品的电池为方形规则尺寸，故各上滚轮、下滚轮的直径形状一致，直径为：1.5cm，宽度为：2.0-2.5mm，在极耳伸出端部封装时，无需垫置硅胶，直接采用各上滚轮匀速从各封装端部的一端滚压至另一端即可。各上滚轮的温度按照以下函数式阶梯式升高：y＝10x+10(5≤x≤20)。各上滚轮对铝塑膜表面的压力为0.01-0.35Mpa。

对上述对照例2以及试验例1’-3’的电池样品进行铝塑膜密封性能测试，得到以下表二所示的实验数据：

表二：

项目	外观不良率/％	密封不良率/％
			对照例2	0.60	0.52
试验例1’	0.04	0.01
			试验例2’	0.018	0.012
试验例3’	0.009	0.0072

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，包括：第一模头、第二模头，

所述第一模头可相对于所述第二模头正对远离或者靠近滚动，在所述第一模头上正对所述第二模头的表面还安装有上滚轮，

当所述第一模头靠近所述第二模头使铝塑膜电池的待热封部位被紧压在所述上滚轮与所述第二模头之间时，所述上滚轮可沿所述待热封部位的表面，与所述待热封部位的表面相切地按照预定轨迹滚动，以使位于所述上滚轮下方的铝塑膜受热，所述铝塑膜熔融结合在一起，在所述待热封部位形成与所述上滚轮的滚动轨迹一致的铝塑膜热封带，实现所述铝塑膜电池封装。

2.根据权利要求1所述的适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，

在所述第一模头的底部设置有至少一排所述上滚轮，各排的所述上滚轮个数至少为2；

成排的所述上滚轮中的各所述上滚轮可依序沿各所述待热封部位的表面按照预定的轨迹滚动。

3.根据权利要求2所述的适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，

各排的各所述上滚轮的直径各不相同，由前往后依序递增。

4.根据权利要求2所述的适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，

各所述上滚轮的直径相同。

5.根据权利要求1至4之任一所述的适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，

在所述第二模头上、正对所述第一模头的表面还设置有下滚轮，所述上滚轮、下滚轮相互正对，所述下滚轮的个数至少为一个，相互正对的所述上滚轮、下滚轮的直径一致；

与各所述上滚轮正对的各所述下滚轮可分别与各所述上滚轮同步地，沿所述待热封部位的表面按照预定的轨迹滚动。

6.根据权利要求5所述的适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，

所述下滚轮的个数为至少两个。

7.根据权利要求5所述的适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，

所述下滚轮为：球体，或者，

所述下滚轮为左右侧面为平面，四周为圆周曲面的平滑滚轮。

8.根据权利要求1至4之任一所述的适用于铝塑膜锂离子电池封装的设备，其特征是，

所述上滚轮为：球体，或者，

所述上滚轮为左右侧面为平面，四周为圆周曲面的平滑滚轮。