CN215578661U - 封头和封头机构及封装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种封头和封头机构及封装装置，本实用新型的封头，以驱动下的滚动形式封装电芯的极耳，该封头包括圆柱形的主体和凹陷槽，其中，主体采用金属材料制成，且主体可驱动的以自身轴线为轴转动，凹陷槽由主体的周向表面下凹设置，凹陷槽的圆弧底面的中心角，以主体的中心为顶点。本实用新型的封头结构较为简单，且不仅利于保证热封温度的一致性，还利于提升软包电芯软封后的封印厚度均匀性以及溶胶效果，并有着较好的使用效果。

Description

封头和封头机构及封装装置

技术领域

本实用新型涉及电芯封装设备技术领域，特别涉及一种封头。本实用新型还涉及一种具有该封头的封头机构。同时，本实用新型还涉及一种应用有该封头机构的封装装置。

背景技术

目前，基于对能量密度和安全性能的追求，软包电池在动力电池领域越来越受到青睐。封装工序是软包电池制造过程中的重要工序，软包电池的封装效果将直接对其工作性能、使用寿命和安全性能等产生重要影响。

铝塑膜封装是软包锂电池的一道重要的工序，通俗的讲就是将叠片或者卷绕好的电芯放入冲压成型好的铝塑膜中对铝塑膜进行加热封装，通过高温将铝塑膜内层相融并粘接在一起。

而封头是软包电池热封装置的核心，但是随着电池的长度越来越大，电池铝塑膜热封难度越来越大。目前，解决长电池热封不良主要是通过以下几种方式：一是使用软封封头，软封封头就是在封装上封头安装一层硅胶垫，下封头采用金属主体，该封装方式可以使封装平整，但硅胶使用过程中容易破损，造成封装不良；二是采用同一长条状的平面封头进行两次封装，通过改变两次封装的时间等参数对铝塑膜进行两次封装，但该封装方式较多应用于较短铝塑膜封装。

由于封头的长度越长，封头形变越严重，由此导致铝塑膜封装边溶胶效果不理想，封印厚度不均衡，以及平整性差、热封强度不一致的问题，甚至还会导致电池漏液，引发安全问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种封头，以利于提高封装效果。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种封头，以驱动下的滚动形式封装电芯的极耳，该封头包括圆柱形的主体和凹陷槽，其中，

所述主体采用金属材料制成，且所述主体可驱动的以自身轴线为轴转动；

所述凹陷槽由所述主体的周向表面下凹设置；所述凹陷槽的圆弧底面的中心角，以所述主体的中心为顶点。

进一步的，所述极耳的宽度与所述凹陷槽的圆弧底面的弧长差值为2mm～4mm。

进一步的，所述主体的内部设置有加热装置。

进一步的，所述凹陷槽的凹陷深度H满足如下要求：

H＝(H1/2+H2/2)+(15um～30um)，其中，H1为所述极耳的厚度，H2为包裹在所述极耳表面的胶层厚度。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的封头，通过采用金属材料制成的圆柱形的主体，以及设置在主体周面上的凹陷槽，可在电芯进行封装时，不仅利于保证热封温度的一致性，而且还可提升软包电芯软封后的封印厚度均匀性以及溶胶效果，并有着较好的使用效果。

本实用新型的另一目的在于提出一种封头机构，包括一对平行设置的转轴，各所述转轴的至少一端分别装配有如上所述的封头；两个所述封头相对设置，以在两个所述封头的所述凹陷槽相对时，形成容纳所述极耳的空间。

此外，本实用新型还提出了一种封装装置，包括机架，设置在所述机架上的输送装置，待封装的所述电芯放置在所述输送装置上以被输送，所述机架上安装有如上所述的封头机构；所述封头机构的两个所述封头位于所述电芯的输送路径上，并分置在所述极耳的两相对侧。

进一步的，其一所述的封头机构被构造为可驱动的靠近或远离另一所述的封头机构。

进一步的，其一所述封头经由转轴安装在滑动架上，所述滑动架可驱动的具有相对于所述机架的上下运动。

进一步的，所述滑动架上方的所述机架上固定设有气缸；

所述滑动架连接于所述气缸的动力输出端，并可相对于所述机架竖直运动。

进一步的，所述机架上安装有感应装置，所述感应装置临近所述封头设置，以感应所述极耳的位置。

本实用新型的封头机构和封装装置，与如上所述的封头相对于现有技术具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的封头的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的封头机构的主视图；

图3为本实用新型实施例所述的封装装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的封装装置的另一视角的结构示意图；

附图标记说明：

1、第一封头；101、主体；103、凹陷槽；2、第二封头；3、转轴；4、电芯；41、极耳；

11、机架；1101、转辊；1102、传送带；1103、定位板；1104、第一电机；1105、第二电机；1106、滑动架；1107、气缸；13、感应装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

首先，本实施例涉及一种封头，以驱动下的滚动形式封装电芯4上的极耳41，该封头通过采用金属材质制成的圆柱形的主体101，以及设置在主体101周面上的凹陷槽103，可在电芯4进行封装时，不仅利于保证热封温度的一致性，而且还可提升软包电芯4软封后的封印厚度均匀性以及溶胶效果，并有着较好的使用效果。

基于如上设计思想，本实施例的封头的一种示例性的结构如图1所示，该封头，在整体构成上，主要包括圆柱形的主体101和凹陷槽103，其中，主体101采用金属材料制成，且该主体101可驱动的以自身轴线为轴转动，而凹陷槽103由主体101的周向表面下凹设置，并且，该凹陷槽103的圆弧底面的中心角，以主体101的中心为顶点。

具体来讲，本实施例的封头的外周面，也即是主体101的外周面上，间隔设置有两个凹陷槽103，且由图1和图2所示，两个凹陷槽103的圆弧底面的中心角α，以主体101的中心为顶点。另外，两个凹陷槽103分别对应于电芯4的极耳41进行设置，也即是，两个凹陷槽103的圆弧底面对应于电芯4极耳41的宽度进行设置，且作为优选的，极耳41的宽度与凹陷槽103的圆弧底面的弧长差值在2mm～4mm之间。

同时，本实施例的主体101内还设置有加热装置。其中，该加热装置可以采用多种结构形式，具体可例如采用电热管或电阻丝等进行加热形式，并且，该加热装置的加热温度优选设置在140℃～190℃。如此可利于保证电芯4封装过程中所需的热封温度。

可以理解的是，该加热装置可采用现有技术中的成熟结构，且能够根据不同的封装要求进行设定。在电芯4热封时，通常需对封头进行加热，以调节到合适的温度范围内，然后再通过封头的热压，对待封装区域进行热封处理。

此外，作为本实施例的优选实施方案，本实施例的凹陷槽103的凹陷深度H满足如下要求：H＝(H1/2+H2/2)+(15um～30um)，其中，H1为所述极耳41的厚度，H2为包裹在所述极耳41表面的胶层厚度。如此，可有效保证封印厚度的一致性，并能够避免封装不平整的现象，同时能够达到较好的溶胶效果，从而利于提高电芯4的封装效果。

其次，本实施例还涉及一种封头机构，该封头机构包括一对平行设置的转轴3，于各转轴3的至少一端分别装配有如上所述的封头，两个封头相对设置，以在两个封头上的凹陷槽103相对时，形成容纳极耳41的空间。

具体结构上，如图2所示，该封头机构，如前述中所说，其包括平行设置的两个转轴3，于两个转轴3的同一端分别固连有封头，也即是图2中示出的第一封头1和第二封头2。其中，第一封头1和第二封头2的结构相同，且两者相对布置。当第一封头1上的凹陷槽103和第二封头2上的凹陷槽103相对时，形成上述中用于容纳极耳41的空间。也即是，在电芯4封装的过程中，第一封头1和第二封头2在转动时，对应的凹陷槽103分别挤压于极耳41的两侧，从而利于提高极耳41处的封装效果。

可以理解的是，本实施例的封头设置的位置除了上述结构形式外，还可设置在转轴3的两端，亦或者设置在转轴3上的其他位置，以能够实现对电池的侧边进行封装便可。

由于电芯4有极耳41的地方比无极耳41的地方厚度要厚，当第一封头1和第二封头2对待封装区域，也即是，对极耳41所在的侧边进行封装时，通过设置在第一封头1和第二封头2上凹槽槽103对极耳41进行封装，如此可有效避免封装不平整的现象，并能够达到较好的溶胶效果。

再次，本实施例同时还涉及一种封装装置，其结构如图3和图4所示，该封装装置包括机架11，以及设置在机架11上的输送装置。其中，输送装置用于承载待封装的电芯4，并对该待封装的电芯4进行输送，同时，该机架11上安装有如上所述的封装机构，该封装机构的两个封头位于电芯4的输送路径上，并分置在极耳41的两相对侧。

为利于对输送的电芯4进行较好的定位，本实施例中，于输送装置上设有与电芯4匹配的定位槽。且该输送装置采用设置在机架11上的传送带1102对电芯4进行输送。

具体而言，继续参看图3和图4所示，该封装装置包括机架11，该机架11上设有间隔布置的两个转辊1101，两个转辊1101中的其一转辊1101的一端设有第一电机1104，且在两个转辊1101上套装有传送带1102，在第一电机1104的驱动下，使得与之连接的转辊1101转动，并带动传送带1102运动。另外，于传送带1102上固连有定位板1103，前述的定位槽成型于该定位板1103上，用于对输送的电芯4进行定位。

在此需指出的是，本实施例的电芯4优选为矩形体状的电芯，电芯4上的两个极耳41可设置在电芯4的同一侧边，亦可设置在相对的两个侧边上。此时，对应于不同结构的电芯4，可适应性的调整定位槽的形状，以与电芯4的结构相匹配。

本实施例中，封头机构的两个封头，也即是第一封头1和第二封头2，位于电芯4的输送路径上，且第一封头1和第二封头2分置在极耳41的两相对侧。第一封头1和第二封头2两者之一被构造为可驱动的靠近或远离两者另一。

具体的，仍参看图3和图4所示，机架11上设有滑动架1106，第一封头1通过转轴3安装在滑动架1106上，该滑动架1106可驱动的相对于机架11能够上下运动，如此，可使得第一封头1能够靠近或远离第二封头2。

为利于滑动架1106的上下运动，本实施例中，于机架11上设有气缸1107，该气缸1107的动力输出端与滑动架1106连接，如此，通过气缸1107的驱动，可使得滑动架1106能够相对于机架11竖直运动，从而带动第一封头1相对于机架11竖直运动，以靠近或远离第二封头2。

另外，本实施例中，于机架11上设有驱动第二封头2转动的第二电机1105，通过第二电机1105驱动第二封头2转动，并带动第一封头1转动，从而能够对输送的待封装的电芯4进行封装处理。

此外，为利于检测电芯4输送的位置，本实施例中，于机架11上设有感应装置13。具体的，该感应装置13临近封头设置，以利于感应电芯4和极耳41的位置，从而使得第一封头1和第二封头2上的凹陷槽103能够较好的对正，从而利于极耳41处的封装。

作为优选的，该感应装置13为位置传感器，并且，该位置传感器还能够用于检测传送带1102的行进位置，从而利于控制驱动气缸1107驱动滑动架1106向下运动，以对待封装的电芯4进行封装操作。

需说明的是，本实施例的位置传感器与第一软封封头外周面的最短距离约在150mm～300mm之间，以能够为气缸1107的动作及滑动架1106的移动留有充足的反应时间。

另外，在此需说明的是，上述的气缸1107的压力，以及气缸1107下压的时间可通过现有成熟技术进行调节，且优选的该气缸1107的压力值在0.3～0.8MPa之间。还需说明的是，上述的传送带1102的行进速度，以及第一封头1的转动速度亦可通过现有成熟技术进行调节，且作为优选的，传送带1102的行进速度≤0.2～0.5mm/s，第一封头1和第二封头2之间的压力约在0.3～0.8MPa范围内。

在具体使用时，首先，先使得第一封头1和第二封头2达到合适的温度，然后将待封装的电芯4放置于传送带1102上的定位槽中，启动第一电机1104，使得传送带1102运动，并输送电芯4。当位置传感器检测到电芯4的待封装区时，气缸1107驱动滑动架1106向下运动，以使得第一封头1压向第二封头2，实现对待封装区的封装处理。封装过程中，第一封头1和第二封头2上的凹陷槽103对应，以实现对极耳41处的封装。待封装完毕后，在气缸1107的驱动下，滑动架1106向上运动，使得第一封头1远离第二封头2。

本实施例的封装装置通过采用如上所述的封头机构，也即是通过第一封头1和第二封头2的上下压合，以及设置在第一封头1和第二封头2上的凹陷槽103，以对电芯4实现硬封装操作。并且，本实施例的封装装置不仅能够改善较长的锂电池铝塑膜热封一致性差，以及溶胶效果不良的问题，而且利于保证热封温度的一致性，从而可提升电芯4的封装效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封头，以驱动下的滚动形式封装电芯(4)的极耳(41)，其特征在于，该封头包括圆柱形的主体(101)和凹陷槽(103)，其中，

所述主体(101)采用金属材料制成，且所述主体(101)可驱动的以自身轴线为轴转动；

所述凹陷槽(103)由所述主体(101)的周向表面下凹设置；所述凹陷槽(103)的圆弧底面的中心角，以所述主体(101)的中心为顶点。

2.根据权利要求1所述的封头，其特征在于，

所述极耳(41)的宽度与所述凹陷槽(103)的圆弧底面的弧长差值为2mm～4mm。

3.根据权利要求1所述的封头，其特征在于，

所述主体(101)的内部设置有加热装置。

4.根据权利要求1所述的封头，其特征在于，

所述凹陷槽(103)的凹陷深度H满足如下要求：

H＝(H1/2+H2/2)+(15um～30um)，其中，H1为所述极耳(41)的厚度，H2为包裹在所述极耳(41)表面的胶层厚度。

5.一种封头机构，包括一对平行设置的转轴(3)，其特征在于，

各所述转轴(3)的至少一端分别装配有如权利要求1至3中任一项所述的封头；

两个所述封头相对设置，以在两个所述封头的所述凹陷槽(103)相对时，形成容纳所述极耳(41)的空间。

6.一种封装装置，包括机架(11)，设置在所述机架(11)上的输送装置，待封装的所述电芯(4)放置在所述输送装置上以被输送，其特征在于，

所述机架(11)上安装有如权利要求5所述的封头机构；

所述封头机构的两个所述封头位于所述电芯(4)的输送路径上，并分置在所述极耳(41)的两相对侧。

7.根据权利要求6所述的封装装置，其特征在于，

其一所述的封头机构被构造为可驱动的靠近或远离另一所述的封头机构。

8.根据权利要求7所述的封装装置，其特征在于，

其一所述封头经由转轴(3)安装在滑动架(1106)上，所述滑动架(1106)可驱动的具有相对于所述机架(11)的上下运动。

9.根据权利要求8所述的封装装置，其特征在于，

所述滑动架(1106)上方的所述机架(11)上固定设有气缸(1107)；

所述滑动架(1106)连接于所述气缸(1107)的动力输出端，并可相对于所述机架(11)竖直运动。

10.根据权利要求6所述的封装装置，其特征在于，

所述机架(11)上安装有感应装置(13)；

所述感应装置(13)临近所述封头设置，以感应所述极耳(41)的位置。

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