一种开口化成和排气一体装置的制作方法

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种开口化成和排气一体装置，包括前段部件、后段部件及封口机构。

背景技术：

已知锂离子电池在注液后，必须经历热压化成工序，为了排出热压化成过程中产生的气体，一般会在化成完成后，会单独进行排气，但排气设备在对电芯进行排气工序时，往往因为追求效率，会提高排气时的负压环境，过高的负压又往往容易引起电解液随着气体从注液口涌出，污染电池，同时导致电解液减少，而且电解液大多具有毒性，会对工作人员的身体健康产生危害，同时，也需要对电池进行补液，增加成本。

目前市场上现有的生产过程热压化成和排气工序是分开的，需要分别将电芯放置在不同的设备和工装夹具中进行加工，设备的投入较高，对于提高电池产量有比较大的瓶颈，同时，也不利于电池产品质量的提高。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是如何减少压化成和排气设备投入和防止电解液排气时的损失。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种开口化成和排气一体装置，包括前段部件、后段部件及封口机构，所述封口机构分设在所述前段部件、后段部件相向端面上，所述前段部件包括前座、吸盘及刺刀机构，所述吸盘安装在所述前座端面，所述刺刀机构安装在所述前座上并从所述吸盘、封口机构内穿出，所述前座设置有进气口及抽气口，所述前段部件、后段部件为分体结构相向运动，所述刺刀机构动作刺破电芯气袋后由所述抽气口真空抽气再由所述封口机构完成电芯气袋刺破口周边封口实现开口化成、排气及封口目的。

所述前座侧面开设有进气口及抽气口，正面与所述吸盘密封连接且密封区端面开设有通气道与所述抽气口相通，背面开设有下沉台及上沉台，所述下沉台中心开设有通孔，所述上沉台表面还开设有通气槽与所述进气口相通。

所述刺刀机构包括刺刀、滑套、弹簧、活塞、沉头螺纹及盖板，所述滑套套装固定在所述下沉台开设的通孔内，所述刺刀为前端带刺刀头的圆柱体，圆柱体尾端设有螺纹孔，所述活塞卡在所述弹簧之间，所述沉头螺纹将所述活塞与所述刺刀尾端螺纹孔连接，所述弹簧两端分别和所述滑套与所述盖板相抵接，所述盖板盖封在所述前座背面开设的上沉台上，所述活塞周边开设有气流槽以通入压缩空气驱动所述活塞带动所述刺刀在所述滑套内滑动。

所述封口机构可为热封机构或喷射封口机构。

所述热封机构包括前封框、后封框及发热丝，所述前封框、后封框分别设置在所述前段部件及后段部件对应端上，所述发热丝分别设置在所述前封框、后封框内部以便在短时间内能将热封框加热至一定温度进行电芯气袋的预封工作。

所述喷射封口机构在原有前座及后座底部均设置有封口胶接口，所述封口胶接口连接有l型弯管，所述l型弯管口连接有封胶针头，所述封胶针头具有弧度的弯型，针头处于刺刀刺穿口的下方约5mm距离，且针头向上倾斜约30度以保障针头喷出的胶水能全覆盖住由刺刀的刺穿口，增强刺穿口被胶水密封的可靠性。

所述后段部件包括后座，后座贴合设置在所述后封框背面。

为有效地对后封框进行隔热，作为本发明的一种改进，本发明还包括隔热板，所述隔热板贴合设置在所述后封框、后座之间。

为保证刺刀对电芯气袋刺透效果实现快速排气，作为本发明的一种改进，本发明还包括挡块，所述挡块对应所述刺刀处端面设置有刺刀沉孔并贴合设置在所述后封框、隔热板之间。

与现有技术相比，本发明可将化成工艺和排气工艺同时进行，节省了设备投入成本且由于排气和化成的工序同步进行，排气所需的负压并不很大，有效防止电解液在负压过大的情况下被气化，从而防止电解液损失。

附图说明

图1为本发明结构正视图；

图2为本发明结构背视图；

图3为本发明结构分解示意图；

图4为刺刀机构、前座与吸盘结构关系示意图；

图5为喷射封口机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

图1至4示出了一种开口化成和排气一体装置，包括前段部件1、后段部件2及封口机构3，封口机构3分设在前段部件1、后段部件2相向端面上，前段部件1包括前座11、吸盘12及刺刀机构，吸盘12安装在前座11端面，刺刀机构安装在前座11上并从吸盘12、封口机构3内穿出，前座11设置有进气口111及抽气口112，前段部件1、后段部件2为分体结构相向运动，刺刀机构动作刺破电芯气袋后由抽气口112真空抽气再由封口机构3完成电芯气袋刺破口周边封口实现开口化成、排气及封口目的。

前座11侧面开设有进气口111及抽气口112，正面与吸盘12密封连接且密封区端面开设有通气道113与抽气口112相通，背面开设有下沉台及上沉台，下沉台中心开设有通孔，上沉台表面还开设有通气槽与进气口111相通。

如图4所示，刺刀机构包括刺刀131、滑套132、弹簧133、活塞134、沉头螺纹135及盖板136，滑套132套装固定在下沉台开设的通孔内，刺刀131为前端带刺刀头的圆柱体，圆柱体尾端设有螺纹孔，活塞134卡在弹簧133之间，沉头螺纹135将活塞134与刺刀131尾端螺纹孔连接，弹簧133两端分别和滑套132与盖板136相抵接，盖板136盖封在前座11背面开设的上沉台上，活塞134周边开设有气流槽以通入压缩空气驱动活塞134带动刺刀131在滑套132内滑动。

封口机构3可为热封机构或喷射封口机构。

热封机构包括前封框31、后封框32及发热丝，前封框31、后封框32分别设置在前段部件1及后段部件2对应端上，发热丝分别设置在前封框31、后封框32内部以便在短时间内能将热封框加热至一定温度进行电芯气袋的预封工作。

如图5所示，喷射封口机构在原有前座11及后座21底部均设置有封口胶接口4，封口胶接口4连接有l型弯管，l型弯管口连接有封胶针头5，封胶针头5具有弧度的弯型，针头处于刺刀刺穿口6的下方约5mm距离，且针头向上倾斜约30度以保障针头喷出的胶水能全覆盖住由刺刀的刺穿口6，增强刺穿口6被胶水密封的可靠性。

后段部件2包括后座21，后座21贴合设置在后封框32背面。

为有效地对后封框32进行隔热，作为本发明的一种改进，本发明还包括隔热板22，隔热板22贴合设置在后封框32、后座21之间。

为保证刺刀131对电芯气袋刺透效果实现快速排气，作为本发明的一种改进，本发明还包括挡块23，挡块23对应刺刀131处端面设置有刺刀沉孔231并贴合设置在后封框32、隔热板22之间。

本发明的工作原理：

开始进行排气工序时，前段部件1会与后段部件2相向移动到指定位置。此时吸盘12将和挡块23紧密贴合，夹住气袋，再由负压接口接通的负压使气袋与前段部件1、后段部件2紧密贴合。当压缩空气通过进气口111进入前座11时，压缩空气气流由活塞134上的气流槽聚集在盖板136与活塞134之间，使活塞134推动刺刀131刺入后段部件2的挡块23中的刺刀沉孔231中，完成刺穿气袋的动作。刺穿完成后，压缩空气会停止供气，刺刀131在弹簧133的复位作用下收回，气袋中的气体会被吸盘12持续的吸出。采用热封机构进行封口时，化成结束前，前封框31、后封框32开始预热，当达到指定温度时，前封框31向后封框32移动，压合气袋，预封刺口。数秒后，前封框31退回原位，停止加热，真空断开，前段部件1会与后段部件2分别同时回到原位，排气完成。采用喷射封口机构进行封口时，在刺刀的刺穿电芯7气袋的同时，封胶针头5将特殊胶水8同时喷出覆盖住由刺刀的刺穿口6，化成结束，刺穿口6经前段部件1会与后段部件2的压紧贴合完成刺穿口6周边的封口。真空断开，前段部件1会与后段部件2分别同时回到原位，排气完成。

与现有技术相比，本发明有益效果：

设置有吸盘，进行开口化成操作时，通过外接负压真空泵，在吸盘内部产生负压，电芯内产生的气体在吸盘内部负压的作用下，通过刺刀刺穿的破口渗出，并通过负压接口进行回收，开口化成和排气同时进行，减少加工环节，提高产量；

设置有负压抽气口，在进行操作时，电芯内产生的气体在吸盘内部负压的作用下，通过刺刀刺穿的破口渗出，并通过负压接口进行回收，热压化成和排气同时进行，因此，不需要很大的负压即可进行排气，防止过高的负压引起电解液在高负压下气化从破口涌出，损失了电解液同时污染电池；

设置前封框、后封框，进行开口化成时，电芯内产生的气体在吸盘内部负压的作用下，通过刺刀刺穿的破口渗出，随后，前封框、后封框内部的发热丝开始对前封框、后封框进行加热，达到一定的温度后，前封框、后封框与电芯气袋相接触的部分进行热熔粘合，完成封口，有效的封闭电芯电解液与外界空气的隔绝，防止外界空气中的水分渗透入电解液内，损害电芯；

设置有前座，进行排气时，电芯内产生的气体在前座侧面吸盘内部负压的作用下，通过刺刀刺穿的破口渗出，并通过负压接口进行回收，热压化成和排气同时进行，因此，只需要很小的负压环境，就可让电芯内产生的气体随时排出，避免过高负压环境引起电芯内电解液气化而被排出，使得电解液质量减少。避免补液和降低生产成本；

设置有刺刀，进行排气时，刺刀以一定的速度刺穿气袋，电芯内产生的气体在吸盘内部负压的作用下通过刺刀刺穿的破口渗出，并通过负压抽气口进行回收，由此在保证排气彻底的同时，又能防止电解液在负压的情况下被气化及放置电芯电解液的损耗，并减少污染电芯的可能。

以上结合附图对本发明的实施方式做出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，对这些实施方式进行各种变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。