注塑式极耳自动生产装置及其生产工艺的制作方法

本发明涉及软包装锂离子电池极耳生产领域，尤其涉及一种注塑式极耳自动生产装置及其生产工艺。

背景技术：

作为清洁能源的一种，软包装锂离子电池由于其具有电压高，充放电寿命长，对环境污染小和自放电率低等诸多优点，已经被广泛地应用于各类电子产品上，如智能手机，笔记本电脑，数码相机和便携式小型电器等。

软包装锂离子电池的结构一般为电芯和容纳电芯的铝塑包装膜，电芯的前端设有传导电流的正负极耳，为了保证电池封装的可靠性，一般需要在正负极耳上设有极耳胶，以避免铝塑包装膜与极耳封装不良造成漏液。实际工业化生产中，极耳的生产步骤一般包括金属带表面处理，送料、极片预加热、贴胶、成型、整形、探测、切胶、极耳切断和收料。传统极耳的生产方法步骤比较复杂，生产效率较低，生产成本较高，生产出来的产品优品率较低。

如图1所示，传统工艺生产的极耳在贴极耳胶时，由于金属带7具有一定的厚度，极耳胶8远离金属带7的两端被粘合，靠近金属带7边缘会形成类三角形的第一间隙10，容易形成贯穿性的通道导致电池漏液。而且金属带厚度越大(如动力电池所使用的极耳)，类三角形间隙也越大，越容易漏液。软包装锂离子电池封装时，由于极耳胶8具有一定的厚度，电池铝塑膜9与极耳胶8的两端在外力作用下被压合，靠近极耳胶8两端会形成了类三角形 的第二间隙11，这样一来封装在锂电池内的电解液容易自类三角形的间隙中漏出，影响锂电池的安全性能与可靠性。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种注塑式极耳自动生产装置及其生产工艺，其能优化极耳的生产工序，提高生产效率，降低生产成本，提高优品率。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种注塑式极耳自动生产装置，包括相互配合的金属带放卷机构、极耳胶母粒加热机构、极耳胶注塑机构和成品收卷机构，所述极耳胶注塑机构包括注塑模具，所述注塑模具合模形成极耳胶注塑腔；工作时，金属带放卷机上的金属带穿过极耳胶注塑腔到达成品收卷机构，极耳胶加热机构中熔融的极耳胶由极耳胶注塑腔的注塑口注入极耳注塑腔，并包覆于进入到极耳胶注塑腔内的金属带外侧。

作为一种优选方案，所述注塑式极耳自动生产装置还包括用于将金属带牵引到成品收卷机构的牵引机构，所述牵引机构设于极耳胶注塑机构与成品收卷机构之间。

作为一种优选方案，所述注塑式极耳自动生产装置还包括驱动牵引机构工作的驱动元件，所述驱动元件为步进电机或伺服电机。

作为一种优选方案，所述注塑模具包括可开合的上模和下模，所述上模和下模的合模面的相对位置均设有内凹的型槽，所述上模和下模至少一个的型槽的两侧侧壁上设有与金属带宽度及厚度相适配的缺槽，所述上槽与下模合模时，所述型槽形成前述的极耳胶注塑腔，所述缺槽形成金属带的导流槽。

作为一种优选方案，所述上模或下模设有用于将熔融的极耳胶注塑到极耳胶注塑腔的注液孔和热流道，所述热流道的一端与注液孔连通，另一端与前述的极耳胶注塑腔连通。

作为一种优选方案，所述热流道包括第一热流道和第二热流道，所述第一热流道的进料口位于极耳胶注塑腔的左侧，并且该进料口的进料方向朝向极耳注塑腔上部，所述第二热流道的进料口位于极耳胶注塑腔的右侧，并且该进料口的进料方向朝向极耳胶注塑腔下部。

一种软包装锂离子电池极耳的生产工艺，包括以下步骤：

(1)使金属带穿过具有特定形状的注塑腔的注塑模具；

(2)使极耳胶母粒加热熔化；

(3)将加热熔化后的极耳胶注入到注塑腔中，并使极耳胶包覆于进入到注塑腔的金属带的上下表面及外侧；

(4)冷却成型后开模，金属带移出得到包覆有极耳胶的极耳。

作为一种优选方案，所述注塑模具包括可开合的上模和下模，所述上模和下模的合模面的相对位置均设有内凹的型槽，所述上模和下模至少一个的型槽的两侧侧壁上设有与金属带宽度相适配的缺槽，所述上槽与下模合模时，所述型槽形成前述的注塑腔，所述缺槽形成金属带的导料槽，所述上模或下模设有用于将熔融的极耳胶注塑到极耳胶注塑腔的注液孔和热流道，所述热流道的一端与注液孔连通，另一端与前述的极耳胶注塑腔连通。

作为一种优选方案，所述热流道包括第一热流道和第二热流道，所述第一热流道的进料口位于极耳胶注塑腔的左侧，并且该进料口的进料方向 朝向极耳注塑腔上部，所述第二热流道的进料口位于极耳胶注塑腔的右侧，并且该进料口的进料方向朝向极耳胶注塑腔下部。

作为一种优选方案，在步骤(2)中，在熔化后的极耳胶中加入一定量的陶瓷粉料，所述陶瓷粉料选自但不限于：三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆或氮化硅。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和优势，具体而言：1、由于本生产工艺生产的极耳胶是直接由熔融的极耳胶注塑进模具，冷却后开模获得的，因此极耳胶只需受热一次，与传统极耳生产工艺相比，本生产工艺减少极耳胶的受热次数，提升极耳胶的可靠性，减少极耳胶的热脆性；2、注塑模具的模腔决定了极耳胶的尺寸(宽度，厚度和长度)，提高极耳胶的尺寸精度，同时在生产的过程中也就无需增加测量极耳胶尺寸的步骤，从而节省了检测极耳胶尺寸的设备，由此可知本生产工艺既优化工序，又提高优品率，更能节省部分设备成本；3、本极耳的生产步骤一般为送料、加热极耳胶、注塑和收料，与传统的极耳生产工艺相比，本生产工艺的生产步骤简单，那么一个技术人员就能管理更多台机器的生产，而且单件产品所花的时间较少，因此既提高生产效率又减少了人工成本；4、本注塑式极耳自动生产装置的购买价格比传统的极耳生产装置要便宜，且一个模具的使用寿命很长，因而能降低生产成本；5、本注塑式极耳自动生产装置的装配简单，只需更换模具的生产型号即可生产，方便技术人员调节；6、模具可以随时随地更换，因而本装置生产出来的产品可以灵活的增加个性化的设计，更便于将极耳胶做成不同厚度，以适应不同的电池封装要求，例如，极耳胶伸出金属带两侧部分的厚度可以根据需要做成逐渐递减的结构，即越向外厚度越薄，这样的结构在锂电池封装时，极耳胶两端与铝塑膜之 间就不会形成有间隙，从而避免电解液自间隙中漏出的情况发生，提高了锂电池的安全可靠性能；7、由于极耳胶是注塑成型，包覆于金属带的外侧，极耳胶与金属带的边缘，以及极耳胶两端与铝塑膜的结合处就不会形成间隙通道，从而避免电解液自间隙通道中漏出的情况发生，提高了锂电池的安全可靠性能。

为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：

附图说明

图1是极耳封装的结构示意图；

图2是本发明之实施例的结构示意图；

图3是本发明之实施例的注塑模具的组装结构图；

图4是本发明之实施例注塑模具的分解图；

图5是图3中的A-A处截面图；

图6是本发明之另一实施例注塑模具的截面示意图；

图7是本发明之极耳的结构示意图。

附图标识说明：

1-金属带放卷机构，2-极耳胶母粒加热机构，3-极耳胶注塑结构，4-成品收卷机构，5-注塑模具，51-上模，52-下模，53-型槽，54-缺槽，55-注液孔，56-热流道，561-第一热流道，562-第二热流道，57-极耳胶注塑腔，58-导料槽，6-牵引机构,7-金属带,8-极耳胶，9-电池铝塑膜，10-第一间隙，11-第二间隙。

具体实施方式

如图2所示，一种注塑式极耳自动生产装置，包括相互配合的金属带 放卷机构1、极耳胶加热机构2、极耳胶注塑机构3和成品收卷机构4，所述极耳胶注塑机构3包括注塑模具5，所述注塑模具5合模形成极耳胶注塑腔；工作时，金属带放卷机1上的金属带穿过极耳胶注塑腔到达成品收卷机构4，极耳胶母粒加热机构2中熔融的极耳胶由极耳胶注塑腔的注塑口注入极耳注塑腔，并包覆于进入到极耳胶注塑腔内的金属带7外侧。所述注塑式极耳自动生产装置还包括用于将金属带7牵引到成品收卷机构4的牵引机构6，所述牵引机构6设于极耳胶注塑机构3与成品收卷机构4之间。所述注塑式极耳自动生产装置还包括驱动牵引机构工作的驱动元件，所述驱动元件为步进电机或伺服电机或其它牵引驱动装置。

如图3-5所示，所述注塑模具5包括可开合的上模51和下模52，所述上模51和下模52的合模面的相对位置均设有内凹的型槽53，所述上模51的型槽53的两侧侧壁上设有与金属带宽度相适配的缺槽54，所述上模51与下模52合模时，所述型槽53形成前述的极耳胶注塑腔57，所述缺槽54形成金属带的导料槽58。所述上模51上设有用于将熔融的极耳胶注塑到极耳胶注塑腔57的注液孔55和两热流道56，所述热流道56的一端与注液孔55连通，另一端与极耳胶注塑腔57连通，所述热流道56包括第一热流道561和第二热流道562，所述第一热流道561的进料口位于极耳胶注塑腔57的左侧，并且该进料口的进料方向朝向极耳注塑腔57上部，所述第二热流道562的进料口位于极耳胶注塑腔57的右侧，并且该进料口的进料方向朝向极耳胶注塑腔57下部。工作时，熔融的极耳胶自注液孔55进入，分别流入两条热流道56中，部分熔融的极耳胶随着第一热流道561自进料口流入极耳胶注塑腔57的上部，另一部分熔融的极耳胶随着第二热流道562自进料口流入极耳胶注塑腔57的下部，这样的设置一方面可以确保极耳胶能完全包覆于金属带的上下 两面及外侧，一方面可以提高极耳胶的注塑效率。需要说明的是，所述缺槽54也可设于下模52的型槽53的两侧侧壁；所述热流道56不限于设在上模，也可以设在下模；所述热流道56不限于设置为两条，也可以设置为一条或多条，而热流道56的进料方向也不限于左右方向，也可以为上下方向或其它方向。

如图6所示为本发明的另一实施例，其与上述实施例的不同之处在于：所述极耳胶注塑腔57为厚度自中间向两边逐渐递减的结构，即越往外极耳胶的厚度越薄，这样注塑形成的极耳胶在锂电池封装时远离金属带的两端受到外力合压后的厚度值接近为零，那么极耳胶与电池铝塑包装膜之间就不会形成有间隙，从而避免电解液自间隙中漏出的情况发生，提高了锂电池的安全可靠性能。

采用上述注塑式极耳自动生产装置进行生产时，包括以下步骤：

(1)金属带放卷机构上的金属带从模具的导料槽58穿过极耳胶注塑腔57；

(2)在极耳胶加热机构2中加热极耳胶使其成熔融状态；

(3)将加热熔化后的极耳胶注入到注塑腔中，并使极耳胶包覆于进入到极耳胶注塑腔57的金属带7的外侧；

(4)冷却成型后开模，金属带7在成品收卷机构4及牵引机构6作用下移出，得到包覆有极耳胶8的极耳；

(5)模具合模，继续进行下一处极耳胶的注塑。

为改善极耳胶的热收缩性能，在进行步骤(2)时，可以根据需要在熔融的极耳胶中加入一定量的陶瓷粉料，所述陶瓷粉料选自但不限于：三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆、氮化硅等陶瓷材料。这样一来可以有效提升 极耳胶的阻燃性，防止极耳胶在受热时发生收缩的情况，从而提高了电池的安全性。

如图7所示为通过上述生产工艺制作出来的极耳，包括一金属带7，所述金属带7上具有多个通过注塑方式包覆于其外侧的极耳胶8。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，故凡是依据本发明的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本发明技术方案的范围内。