CN215869505U - 软包锂电池电芯封装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软包锂电池电芯封装设备，包括设备机架、设置在设备机架上的台面板、真空罩，在台面板上设置有工位板，对应工位板一侧依次设置有热封组件、刺刀组件，真空罩内对应工位板上表面设置有弹压板，真空罩通过罩体升降机构与台面板形成密封容置腔，对应密封容置腔设置有抽真空接口，工位板、弹压板、热封组件以及刺刀组件设置在密封容置腔内。采用精密导柱机构，工位板机构，弹压板机构，刺刀机构，热封头机构，对产品一次进行刺刀封口，在密封容置腔里进行抽真空，通过刺刀刺破气包排出气体,然后热封头进行封口密封，体积小外观精巧美观，解决了制作成本高，精度差，体积大等，更换产品规格不易等难题。

Description

软包锂电池电芯封装设备

技术领域

本实用新型涉及电子器件生产测试技术领域，特别涉及一种软包锂电池电芯封装设备。

背景技术

目前主流的锂电池封装形式主要有三种：圆柱、方形和软包，由于软包锂电池的安全性能好、重量轻、容量大、内阻小、形状可根据客户的需求定制，开发新的电芯型号等优点，得到了越来越广泛的应用。软包锂电池是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，与其他电池最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜)，这也是软包锂电池中最关键、技术难度最高的材料。软包装材料是铝塑包装膜，通常分为三层，即外阻层(一般为尼龙BOPA或PET构成的外层保护层)、阻透层(中间层铝箔)和内层(多功能高阻隔层)。

软包电芯的生产工艺中，在注液与一封完成后，首先需要将电芯进行静置，根据工艺的不同会分为高温静置与常温静置，静置的目的是让注入的电解液充分浸润极片；然后进行化成工序，化成过程中会产生气体，所以我们要将气体抽出然后再进行第二次封装，二封时，首先由铡刀将气袋刺破，同时抽真空，这样气袋中的气体与一小部分电解液就会被抽出。然后马上二封封头在二封区进行封装，保证电芯的气密性。最后把封装完的电芯剪去气袋，一个软包电芯从而基本成型。二封是锂离子电池的最后一个封装工序，其原理与跟前面的热封装一样。二封剪完气袋之后需要进行裁边与折边，就是将一封边与二封边裁到合适的宽度，然后折叠起来，保证电芯的宽度不超标。折边后的电芯进行容量测试，检测电芯的容量有没有达到规定的最小值。分容后，容量合格的电芯就会进入后工序，包括检查外观、贴黄胶、边电压检测、极耳转接焊等等。

软包电芯的封装是通过电池封装机来实现的，但是，现有的电池封装机一般是自动化生产型，系统复杂，价格高昂，维护成本高，占地空间大，不适合对电池或电容实验研究或打样试产。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种软包锂电池电芯封装设备，结构简单，体积小，适用于打样测试。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的第一个方面，提供了一种软包锂电池电芯封装设备，包括设备机架、设置在所述设备机架上的台面板、真空罩，在所述台面板上设置有工位板，对应所述工位板一侧依次设置有热封组件、刺刀组件，所述真空罩内对应所述工位板上表面设置有弹压板，所述真空罩通过罩体升降机构与所述台面板形成密封容置腔，对应所述密封容置腔设置有抽真空接口，所述工位板、所述弹压板、所述热封组件以及所述刺刀组件设置在所述密封容置腔内。

进一步的，所述罩体升降机构包括设置在所述真空罩两侧的连接块、线性驱动件，所述线性驱动件通过所述连接块驱动所述真空罩相对于所述台面板开合移动，在所述连接块上设置有若干导杆，对应所述导杆在所述台面板上设置有罩体导套。

进一步的，所述热封组件包括线性驱动件、下热封头和上热封头，所述下热封头通过一下热封座安装在所述台面板上，所述下热封头与所述工位板一侧平齐，所述上热封头固定在一上热封座下部，所述上热封座两端分别设置有热封推杆，所述台面板对应所述热封推杆设置有热封导套，所述线性驱动件通过所述热封推杆驱动所述上热封头与所述下热封头结合与分离。

进一步的，所述刺刀组件包括刺刀、导板以及线性驱动件，所述导板通过一导板支撑座安装在所述台面板，所述导板与所述热封组件平齐；多个所述刺刀均匀设置在一刀座上，所述刀座两端分别设置有刺刀推杆，所述台面板对应所述刺刀推杆设置有刺刀导套，所述线性驱动件通过所述刺刀推杆驱动所述刺刀与所述导板结合和分离。

进一步的，所述导板包括上层导板和下层导板，所述上层导板和所述下层导板依次设置在所述导板支撑座上，所述上层导板和所述下层导板之间形成刺穿工位。

可选的，所述上层导板和所述下层导板对应所述刺刀设置有多个导槽。

进一步的，所述工位板通过一工位支撑座设置在所述台面板，所述弹压板通过若干弹簧安装在所述真空罩内壁，所述工位板与弹压板之间形成压平工位。

可选的，所述台面板上设置有扣合槽，所述真空罩下端边缘与所述扣合槽配合形成所述密封容置腔。

进一步的，所述台面板对应所述密封容置腔设置有抽真空接口，所述抽真空接口与设置在所述设备机架内或者外部的真空泵连接。可选的，在抽真空接口上设置有单向阀，在真空泵抽气时导通，否则单向阀封闭。

进一步的，所述台面板上设置有补气接口，所述补气接口上对应设置有补气阀。具体的，补气阀是电磁阀，用于在热封之后向密封容置腔内补气，恢复气压从而能够开启真空罩。

进一步的，所述线性驱动件是气缸、液压缸、直线推杆电机的其中一种。

进一步的，所述设备机架内还设置有多个控制按键、气压表、温度控制器，所述控制按键分别用于控制线性驱动件、真空泵、补气阀的启停。气压表用于监测密封容置腔的真空度，温度控制器用于调节控制上下热封头的温度。

采用上述技术方案，该软包锂电池电芯封装设备，采用精密导柱机构，工位板机构，弹压板机构，刺刀机构，热封头机构，对产品一次进行刺刀封口，在密封容置腔里进行抽真空，通过刺刀刺破气包排出气体,然后热封头进行封口密封，体积小外观精巧美观，解决了制作成本高，精度差，体积大等，更换产品规格不易等难题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的软包锂电池电芯封装设备三维结构图一；

图2为本实用新型实施例的软包锂电池电芯封装设备三维结构图二；

图3为本实用新型实施例的软包锂电池电芯封装设备主视结构图；

图4为本实用新型实施例的软包锂电池电芯封装设备侧视剖视结构图一；

图5为本实用新型实施例的软包锂电池电芯封装设备侧视剖视结构图二；

图6为本实用新型实施例的软包锂电池电芯封装设备侧视剖视结构图三；

图7为本实用新型实施例的软包锂电池电芯封装设备侧视剖视结构图四；

图中，10-预封装设备，20-电池电芯，11-设备机架，12-台面板，13-真空罩，14-透明侧板，15-扣合槽，16-工位板，17-工位支撑座，18-连接块，19-导杆，110-罩体导套，111-罩体升降气缸，112-下热封头，113-下热封座，114-上热封头，115-上热封座，116-气缸安装板，117-热封推杆，118-热封导套，119-热封气缸，120-刺刀，121-刀座，122-刺刀推杆，123-刺刀导套，124-刺刀气缸，125-上层导板，126-下层导板，127-导槽，128-导板支撑座，129-抽真空接口，130-补气接口，131-补气阀，132-弹压板，133-弹簧，134-控制按键，135-压缩气压表，136-真空测量表，137-显示控制面板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-4所示，本实用新型实施例提供了一种软包锂电池电芯封装设备10，包括设备机架11、设置在所述设备机架11上的台面板12、真空罩13，在所述台面板12上设置有工位板16，对应所述工位板16一侧依次设置有热封组件、刺刀组件，所述真空罩13内对应所述工位板16上表面设置有弹压板132，所述真空罩13通过罩体升降机构与所述台面板12形成密封容置腔，对应所述密封容置腔设置有抽真空接口129，所述工位板16、所述弹压板132、所述热封组件以及所述刺刀组件设置在所述密封容置腔内。

具体的，所述罩体升降机构包括设置在所述真空罩13两侧的连接块18、线性驱动件，所述线性驱动件通过所述连接块18驱动所述真空罩13相对于所述台面板12开合移动，在所述连接块18上设置有若干导杆19，对应所述导杆19在所述台面板12上设置有罩体导套110。

具体的，所述热封组件包括线性驱动件、下热封头112和上热封头114，所述下热封头112通过一下热封座113安装在所述台面板12上，所述下热封头112与所述工位板16一侧平齐，所述上热封头114固定在一上热封座115下部，所述上热封座115两端分别设置有热封推杆117，所述台面板12对应所述热封推杆117设置有热封导套118，所述线性驱动件通过所述热封推杆117驱动所述上热封头114与所述下热封头112结合与分离。

具体的，所述刺刀组件包括刺刀120、导板以及线性驱动件，所述导板通过一导板支撑座128安装在所述台面板12，所述导板与所述热封组件平齐；多个所述刺刀120均匀设置在一刀座121上，所述刀座121两端分别设置有刺刀推杆122，所述台面板12对应所述刺刀推杆122设置有刺刀导套123，所述线性驱动件通过所述刺刀推杆122驱动所述刺刀120与所述导板结合和分离。

具体的，所述导板包括上层导板125和下层导板126，所述上层导板125和所述下层导板126依次设置在所述导板支撑座128上，所述上层导板125和所述下层导板126之间形成刺穿工位。

可选的，所述上层导板125和所述下层导板126对应所述刺刀120设置有多个导槽127。

如图4所示，所述工位板16通过一工位支撑座17设置在所述台面板12，所述弹压板132通过若干弹簧133安装在所述真空罩13内壁，所述工位板16与弹压板132之间形成压平工位。

可选的，所述台面板12上设置有扣合槽15，所述真空罩13下端边缘与所述扣合槽15配合形成所述密封容置腔。

如图1所示，所述台面板12对应所述密封容置腔设置有抽真空接口129，所述抽真空接口129与设置在所述设备机架11内或者外部的真空泵连接。可选的，在抽真空接口129上设置有单向阀，在真空泵抽气时导通，否则单向阀封闭。

如图1所示，所述台面板12上设置有补气接口130，所述补气接口130上对应设置有补气阀131。具体的，补气阀131是电磁阀，用于在热封之后向密封容置腔内补气，恢复气压从而能够开启真空罩。

可选的，抽真空接口129与补气接口130可以是同一个，通过电磁切换阀分别与真空泵、外部大气连通。

可选的，所述线性驱动件是气缸、液压缸、直线推杆电机的其中一种。优选为气缸，对应罩体升降机构为罩体升降气缸111，对应热封组件为热封气缸119，对应刺刀组件为刺刀气缸124，如图4所示，罩体升降气缸111、热封气缸119、刺刀气缸124分别通过一气缸安装板116设置在台面板12下方的设备机架11内。罩体升降气缸111、热封气缸119、刺刀气缸124输出的压力可以通过调压阀进行调节。

如图1所示，所述设备机架11内还设置有多个控制按键134、压缩气压表135、真空测量表136，所述控制按键134分别用于启动设备、控制线性驱动件、真空泵、补气阀的启停。压缩气压表135用于监测气缸气源压缩机的气压状态，真空测量表136用于监测密封容置腔的真空度。还可以在设备机架11内设置气缸气源，PLC控制器、电磁阀组以及工控主机等。在设备机架11一侧还设置有显示控制面板137，用于显示和操控设备的各个参数。

可选的，真空罩13一侧设置有透明侧板14，用于观察密封容置腔内的情况。使用时，如图4所示,将软包锂电池电芯20放在工位板16上，然后按启动控制按键134，罩体升降气缸111驱动真空罩13下移盖住软包锂电池电芯20形成密封容置腔，如图5所示，同时，弹压板132压在软包锂电池电芯20上压平软包锂电池电芯20。

如图6，对密封容置腔抽真空，然后刺刀气缸124驱动刺刀120下移刺破软包锂电池电芯20气包位，刺破后刺刀120回原始位置。如图7所示，然后，热封气缸119驱动上热封头114下移对软包锂电池电芯20边封口，完成后回原始位置，补气阀131对密封容置腔里补气体，使密封容置腔内无真空，然后罩体升降气缸11驱动真空罩13上移打开，完成一次预封装并复位。

本实用新型的软包锂电池电芯封装设备，采用精密导柱机构，工位板机构，弹压板机构，刺刀机构，热封头机构，对产品一次进行刺刀封口，在密封容置腔里进行抽真空，通过刺刀刺破气包排出气体,然后热封头进行封口密封，体积小外观精巧美观，解决了制作成本高，精度差，体积大等，更换产品规格不易等难题。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

在本实用新型专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“排”、“列”等指示的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实用新型专利和简化描述，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专利新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型专利的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在实用新型专利中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型专利中的具体含义。

在本实用新型专利中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，包括设备机架、设置在所述设备机架上的台面板、真空罩，在所述台面板上设置有工位板，对应所述工位板一侧依次设置有热封组件、刺刀组件，所述真空罩内对应所述工位板上表面设置有弹压板，所述真空罩通过罩体升降机构与所述台面板形成密封容置腔，对应所述密封容置腔设置有抽真空接口，所述工位板、所述弹压板、所述热封组件以及所述刺刀组件设置在所述密封容置腔内。

2.根据权利要求1所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述罩体升降机构包括设置在所述真空罩两侧的连接块、线性驱动件，所述线性驱动件通过所述连接块驱动所述真空罩相对于所述台面板开合移动，在所述连接块上设置有若干导杆，对应所述导杆在所述台面板上设置有罩体导套。

3.根据权利要求1所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述热封组件包括线性驱动件、下热封头和上热封头，所述下热封头通过一下热封座安装在所述台面板上，所述下热封头与所述工位板一侧平齐，所述上热封头固定在一上热封座下部，所述上热封座两端分别设置有热封推杆，所述台面板对应所述热封推杆设置有热封导套，所述线性驱动件通过所述热封推杆驱动所述上热封头与所述下热封头结合与分离。

4.根据权利要求1所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述刺刀组件包括刺刀、导板以及线性驱动件，所述导板通过一导板支撑座安装在所述台面板，所述导板与所述热封组件平齐；多个所述刺刀均匀设置在一刀座上，所述刀座两端分别设置有刺刀推杆，所述台面板对应所述刺刀推杆设置有刺刀导套，所述线性驱动件通过所述刺刀推杆驱动所述刺刀与所述导板结合和分离。

5.根据权利要求4所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述导板包括上层导板和下层导板，所述上层导板和所述下层导板依次设置在所述导板支撑座上，所述上层导板和所述下层导板之间形成刺穿工位。

6.根据权利要求5所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述上层导板和所述下层导板对应所述刺刀设置有多个导槽。

7.根据权利要求1所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述工位板通过一工位支撑座设置在所述台面板，所述弹压板通过若干弹簧安装在所述真空罩内壁，所述工位板与弹压板之间形成压平工位。

8.根据权利要求1所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述台面板对应所述密封容置腔设置有抽真空接口，所述抽真空接口与设置在所述设备机架内或者外部的真空泵连接。

9.根据权利要求1所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述台面板上设置有补气接口，所述补气接口上对应设置有补气阀。

10.根据权利要求2-4任意一项所述的软包锂电池电芯封装设备，其特征在于，所述线性驱动件是气缸、液压缸、直线推杆电机的其中一种。

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