一种软包装锂电池封装装置的制作方法

本实用新型涉及电池生产制造设备技术领域，尤其涉及一种软包装锂电池封装装置。

背景技术：

软包装锂电池是聚合物电池的另一种叫法，与锂离子电池相比，具有容量大、重量轻、内阻小、安全性高、设计灵活等多种优点，因此广泛应用于移动终端、电动汽车、风力发电系统等领域。

软包装锂电池是由裸电池芯、极耳、电解液和铝塑膜组成，其最主要就是电池内部环境必须与外界空气完全隔绝，空气不能进电池内部，铝塑膜起到阻隔空气的作用。铝塑膜是由尼龙层、铝层和PP层构成，通过封头加热，把两层铝塑膜的PP层热封在一起而不能破坏铝层结构。采用的这种热封装技术虽然很简单，但是对于批量生产电池的企业，有如下弊端：

1、由于软包锂电池的大小规格不一，所处的封装高度也根据实际需要在不断变化，在传统的软包锂电池封装设备中，由于封头的位置调整灵活性差，导致封装不同的锂电池时需对锂电池的高度或封头的高度进行一系列复杂的调整操作，导致生产效率低，且调整不到位导致对位精度不合格，也易产生锂电池封装质量问题。

2、铝塑膜的封装包含了顶封与侧封，在顶封的时候是需要封住电芯极耳的。但是，在进行顶封压合的过程中，包裹着电芯极耳的地方铝塑膜较厚，相同的封装时间和温度下，铝塑膜在没有电芯极耳的位置会先封装好，有电芯极耳的位置热传导较慢，导致电芯极耳达不到封装要求。

3、为了避免封装装置封头直接与铝塑膜接触，一般上封头加一层特殊材料，而下封头加一条扁平的硅胶条和一层特殊材料。目前，主要是螺丝将硅胶条固定在下封头上。由于螺丝的接触面积需要，硅胶条上真正用于封装压合的面积只占很小一部分，大部分需要空出用于安装螺丝，材料利用率较低，且采用螺丝固定的方式不便于拆卸，导致硅胶条更换效率较差。因此，按现有封装装置封装锂电池不能完全满足生产。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型克服了现有技术缺陷，提供了一种封装对位调整简单快捷、精度高的软包装锂电池封装装置。

本实用新型就上述技术问题而提出的技术方案如下：提供一种软包装锂电池封装装置，用于锂电池的顶封及侧封加工，包括：

封头固定支架、安装在封头固定支架上的封头升降装置以及与封头升降装置驱动连接的封装机构；

所述封装机构包括与上封头升降装置传动连接的上封装机构和与下封头升降装置传动连接的下封装机构；

所述上封头升降装置驱动上封装机构进行上下运动，下封头升降装置驱动下封装机构进行上下运动，用于对软包装锂电池夹紧后进行封装。

其中，所述上封装机构包括有上封头隔热板以及依次设置在上封头隔热板下部的上封头加热块以及上封头，所述上封头加热块用于对上封头提供热量；

所述上封头隔热板上开设有第一凹槽，所述上封头加热块顶部固定安装有第一滑块，通过所述第一凹槽和第一滑块的滑动配合，用于对所述上封头顺着第一凹槽的长方向进行定位调节；

所述下封装机构包括有下封头隔热板，以及依次设置在下封头隔热板上部的下封头加热块、下封头以及下封头硅胶板，所述下封头加热块用于对下封头提供热量；

所述下封头隔热板上开设有第二凹槽，所述下封头加热块底部固定安装有第二滑块，通过所述第二凹槽和第二滑块的滑动配合，用于对所述下封头顺着第二凹槽(323a)长方向进行定位调节。

其中，所述下封头包括第二底座和凸设在第二底座中间的第二凸部，所述第二底座上开设有多个呈长条形槽状结构的腰孔，所述腰孔中间设置有平面接触部，通过调整固定螺丝与所述平面接触部的接触位置不同，用于将所述下封头在下封头加热块上的安装定位顺着腰孔的槽状结构方向进行调整；

所述上封头包括第一底座和凸设在第一底座中间的第一凸部，所述第一底座上开设有多个呈长条形槽状结构的腰孔，用于将上封头在上封头加热块上的安装定位顺着腰孔的槽状结构方向进行调整。

其中，所述第二凸部一侧面上开设有用于插设硅胶板压块的安装槽，所述硅胶板压块包括用于与下封头硅胶板接触的压接面和用于将硅胶板压块固定在第二底座上的安装孔。

其中，所述封装装置还包括设置在支撑底板和第三底板之间的封头位置调节模块，所述封头位置调节模块包括第一位置调节模块和第二位置调节模块；

所述第一位置调节模块包括开设在支撑底板底部的第一凹槽，与第一凹槽滑动嵌套配合的第一调节导向板，以及与支撑底板通过螺杆连接的第一调节块；

所述第一调节导向板与第一调节块均固定安装在工作平台上，通过螺杆推拉作用调节支撑底板与第一调节块之间的距离，用于将所述封装装置在工作平台上沿着第一调节导向板的方向进行水平移动；

所述第二位置调节模块包括开设在第三底板底部的第二凹槽，与第二凹槽滑动嵌套配合的第二调节导向板，以及与第三底板通过螺杆连接的第二调节块；

所述第二调节导向板和第二调节块均固定安装在支撑底板上，通过螺杆推拉作用调节第三底板与第二调节块之间的距离，用于将所述封装装置在支撑底板上沿着第二调节导向板的方向进行水平移动；

其中，所述封装装置还包括用于对电芯极耳进行加热的极耳预热装置，所述极耳预热装置包括依次连接设置的预热块固定板、预热块隔热板、预热块发热铜块、预热块固定盖板以及极耳预热块；

所述预热块固定板下端开设有凹槽，所述预热块隔热板通过凹槽与预热块固定板滑动配合，用于将所述极耳预热块的顺着凹槽方向进行定位调节；

所述预热块隔热板下端固定安装有预热块发热铜块，所述预热块发热铜块前端开设有均匀分布的安装孔，任意选择两个相邻的安装孔用于将连接有极耳预热块的预热块固定盖板固定安装在不同的位置上，所述极耳预热块通过预热块发热铜块提供热量，用于对电芯极耳进行加热。

其中，所述上封头升降装置包括有自上而下依序设置的上封头气缸、上封头气缸连接杆、上封头连接块以及上封头固定板，所述上封头气缸传动连接上封头气缸连接杆用于带动所述上封装机构进行上升和下降运动；

所述下封头升降装置包括依次设置的下封头固定板、下封头连接块、下封头气缸连接杆和下封头气缸，所述下封头气缸传动连接下封头气缸连接杆用于带动所述下封装机构(320)进行上升和下降运动。

其中，所述封装装置还包括若干对互相配合的下封头导向装置，所述下封头导向装置通过固定安装在第三底板上的轴承、轴承垫块、导套形成一个竖直向下的通孔，所述导柱一端固定连接下封头固定板，另一端穿过所述通孔，用于限制所述下封装机构仅在通孔内进行竖直方向的上升和下降运动。

其中，所述封装装置还包括上封头滑块装置，所述上封头滑块装置包括固定安装在上封头连接块和上封头固定板之间的上封头滑块底板、居中设置在第一底板侧面上的上封头滑动导轨、与上封头滑动导轨滑动配合的上封头滑块以及固定连接上封头滑块底板的上封头滑块固定板，用于限制所述上封头升降装置带动上封装机构进行的上升和下降运动仅在所述上封头滑动导轨内进行。

其中，所述第二调节块和第三底板之间的连接螺杆包括均匀间隔分布的第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆，调节第一螺杆和第三螺杆的长度用于调整所述封装装置的固定安装方位。

本实用新型提供的一种软包装锂电池封装装置带来的有益效果是：通过上下封头的腰孔设计、封头隔热板上的凹槽滑动配合以及封头位置调节模块实现封装装置能向多个方向进行快速的、高精度的定位调整；通过单独的极耳预热装置实现电芯极耳的快速升温，保证封装质量；利用硅胶板压块优化下封头硅胶板的固定方式，节省了硅胶板的材料使用，也提高了硅胶板的更换效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的锂电池封装装置外部结构示意图；

图2为本实用新型提供的锂电池封装装置侧视图；

图3为本实用新型提供的下封装机构装配示意图；

图4为本实用新型提供的极耳预热装置装配示意图；

图5为本实用新型提供的锂电池封装装置仰视示意图；

图6为本实用新型提供的位置调节模块装配示意图。

具体实施方式

为了解决现有软包装锂电池封装设备中，封头定位调节能力低，电芯极耳处封装质量差，下封头硅胶板材料利用率低、更换麻烦等问题，提供了一种软包装锂电池封装装置，其核心思想是：通过上下封头的腰孔设计、凹槽滑动配合以及封头位置调节模块实现封装装置能满足各个方向的快速的、高精度的定位调整；通过单独的极耳预热装置实现电芯极耳的快速升温，保证封装质量；通过硅胶板压块优化下封头硅胶板的固定方式，节省了硅胶板材料的使用，同时提高了硅胶板更换效率。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的锂电池封装装置包括：封头固定支架、安装在封头固定支架上的封头升降装置以及与封头升降装置驱动连接的封装机构。

图1为锂电池封装装置外部结构示意图，如图1所示，所述封头升降装置设置两个，包括上封头升降装置210和下封头升降装置220，分别设置在所述封头固定支架的上下两端；所述封装机构设置两个，包括与上封头升降装置 210驱动连接的上封装机构310以及与下封头升降装置220驱动连接的下封装机构320。

需要说明的是，当待封装锂电池的封装位置处于上封装机构310和下封装机构320之间时，上封头升降装置210驱动上封装机构310进行下降运动，下封头升降装置220驱动下封装机构320进行上升运动，对待封装锂电池的封装位置进行夹紧，从而完成封装处理。

所述封头固定支架包括支撑立板110与支撑底板140，所述支撑立板110 通过安装孔固定连接第一底板120以及第三底板130，所述第三底板130用于固定安装所述下封装机构320；所述第一底板120上还固定连接有第五底板 150，所述第五底板150用于固定安装所述上封头升降装置210。

所述下封头升降装置220包括有自上而下依次设置的下封头固定板223、下封头气缸连接杆222、下封头连接块(未示出)和下封头气缸221。所述下封头气缸221穿过支撑底板140上开设有的与气缸外形相匹配的镂空结构固定安装在第三底板130上，所述下封头气缸连接杆222的一端通过下封头连接块的固定夹持作用抵接在下封头固定板223上，另一端穿过下封头气缸221。通过下封头气缸连接杆222传动，下封头升降装置220带动安装在下封头固定板 223上的下封装机构320进行上下运动。

为保证下封装机构320上升和下降运动时不摆动，所述封装装置还包括若干对互相配合的下封头导向装置500，所述下封头导向装置500包括自上而下依次设置有的轴承501、轴承垫块502、导套503和导柱504。其中，所述轴承501、轴承垫块502、导套503均固定安装在第三底板130上，形成一个中心轴向贯穿的通孔，导柱504一端固定连接下封头固定板223，另一端穿过所述通孔，限制下封装机构320仅在所述通孔形成的竖直方向上运动，从而保证下封装机构320上升和下降运动时不摆动，保证封装台面的平整度。本实施例中，所述下封头导向装置500有两个，分别设置在下封装机构320的左右两侧。

所述上封头升降装置210包括有自上而下依序设置的上封头气缸211、上封头气缸连接杆212、上封头连接块213以及上封头固定板215。其中，上封头连接块213和上封头固定板215之间固定安装有上封头滑块底板601。上封头气缸连杆212一端连接上封头气缸211，另一端通过上封头连接块213的夹持固定作用在抵接在上封头滑块底板601顶部，所述上封头滑块底板601底部固定连接有上封头固定板215，所述上封装机构310通过上封头固定板215与上封头升降装置210进行传动连接。通过上封头气缸连接杆212传动作用，上封头气缸211带动上封头滑块底板601及上封装机构310一起同步上下运动。

进一步的，如图2所示，所述上封头滑块底板601属于上封头滑块装置 600的组成件，所述上封头滑块装置600还包括上封头滑块固定板602、以及互相配合的上封头滑块603和上封头滑动导轨604。所述上封头滑动导轨604 居中设置在第一底板120上。

上封头气缸211通过上封头气缸连接杆212传动，带动上封装机构310 仅在设置好的上封头滑动导轨604上进行上升和下降运动，从而保证上封装机构310上下运动时不摆动，提高上封装机构310封装台面的平整度。

如图1所示，所述上封装机构310包括有与上封头固定板215固定连接的上封头隔热板313，以及依次设置的上封头隔热板313下部的上封头加热块312 以及上封头311。其中，上封头加热块312上安装上封头311，用于对上封头 311进行加热，然后使用上封头311对待封装锂电池进行热封装。

所述下封装机构320包括有与下封头固定板223固定连接的下封头隔热板 323，以及依次设置在下封头隔热板323上部的下封头加热块322、下封头321 以及下封头硅胶板324。其中，下封头加热块322上安装有下封头321，下封头321上通过硅胶板压块325固定安装有下封头硅胶板324，下封头加热块322 用于对下封头321进行加热处理。

所述封装装置通过上下对应设置的上封头311和下封头321的相互压合接触从而完成对锂电池的封装处理。

进一步地，如图3所示，所述下封头隔热板323上部开设有第二凹槽323a，所述下封头加热块322底部固定安装有第二滑块(未示出)，通过所述第二凹槽323a和第二滑块的滑动配合，用于对所述下封装机构320沿着第二凹槽 323a的长方向进行定位调节。

所述上封头隔热板313的结构与下封头隔热板323一致，其下部开设有第一凹槽(未示出)，用于对所述上封装机构310沿着第一凹槽的长方向进行定位调节。

所述下封头321包括第二底座321a和凸设在第二底座321a中间的第二凸部321b，所述第二底座321a上开设有多个呈长条形槽状结构的腰孔326，所述腰孔326中间设置有平面接触部，定位螺丝通过平面接触部将下封头321 固定在下封头加热块322上。需要说明的是，所述腰孔326呈长条形槽状结构，与定位螺丝的接触位置可以顺着槽状结构方向做微调，即所述腰孔326在下封头加热块322上的安装定位可顺着腰孔326的槽状结构方向进行调整，进一步提高上下封头的对位精度。

所述上封头311包括第一底座(未示出)和凸设在第一底座中间的第一凸部(未示出)，所述第一底座上类似的开设有多个腰孔，用于将上封头311在上封头加热块312上的安装定位顺着腰孔的槽状结构方向进行调整。

需要说明的是，本实用新型提供的封装装置，上、下封头隔热板(313,323) 的表面凹槽长方向设计为待封装锂电池的前后方向，用于对上、下封装机构 (310,320)整体定位进行前后位置调节；上、下封头(311,321)底座上的腰孔的槽状结构方向设计为待封装锂电池的左右方向，用于对上、下封头(311,321)定位进行左右位置调节，满足了上下封头往待封装锂电池的四个方向进行定位调节的需求，具有极大的灵活性，同时也能够提高上、下封头的自身对位精度。

所述第二凸部321b一侧面上开设有用于插设硅胶板压块325的安装槽，所述硅胶板压块325底部开设有安装孔325b，顶部设置有压接面325a，在所述硅胶板压块325嵌入第二凸部321b上的安装槽后，固定螺丝通过所述安装孔325b将硅胶板压块325固定在第二底座321a上，同时，硅胶板压块325 通过压接面325a将硅胶板紧紧地压接在第二凸部321b上。

所述下封头硅胶板324包括固定部分324a和热封部分324b，固定部分 324a用于和压接面325a接触，热封部分324b用于和上封头311接触，完成锂电池的热封处理。所述下封头硅胶板324一般使用耐热材料，在多次和上封头压合接触后会变形老化，需要进行更换。

传统的硅胶板的固定方法是利用螺丝锁紧的作用将硅胶板固定在下封头上。受螺丝直径影响，硅胶板上用于穿过螺丝的固定部分324a的宽度至少在 10mm以上，而利用本实施例提供的利用硅胶板压块固定的方法，由于压接面 325a的宽度可以做到比固定螺丝直径小很多而不影响硅胶板的固定效果，因此硅胶板上固定部分324a的宽度也可以做到更窄，最少可达到5mm左右，能够充分节省硅胶板材料的使用，同时也大大方便了下封头硅胶板的更换操作，提高工作效率。

所述封装装置还包括极耳预热装置700，如图1所示，所述极耳预热装置 700包括依次设置的预热块固定板710、预热块隔热板720、预热块发热铜块 730、预热块固定盖板740以及极耳预热块750。其中，所述预热块固定板710 与所述上封头固定板215通过安装孔固定连接。

进一步地，如图4所示，预热块固定板710下端开设有凹槽，预热块隔热板720通过凹槽与预热块固定板710滑动配合，用于将预热块750的定位顺着凹槽方向进行调节。预热块隔热板720下端固定安装有预热块发热铜块730，所述预热块发热铜块730前端开设有均匀分布的安装孔760，所述安装孔760 共有三个。所述预热块固定板710通过任意两个相邻的安装孔760固定安装在预热块发热铜块730上，通过选择不同的安装孔760，可将极耳预热块750的安装位置进行调节。所述极耳预热块750通过预热块发热铜块730提供的热量，从而完成对电芯极耳的加热作用。

需要说明的是，锂电池进行顶封处理的时候是需要封住铝塑膜中间的电芯极耳。但是，在进行顶封压合的过程中，包裹着电芯极耳的地方铝塑膜较厚，相同的封装时间和温度下，铝塑膜在没有电芯极耳的位置会先封装好，有电芯极耳的位置热传导较慢，导致电芯极耳达不到封装要求。因此，本实用新型通过增设极耳预热装置700对电芯极耳进行单独加热处理，通过附加的加热装置可以使电芯极耳在封装压合的过程中快速实现升温，避免铝塑膜热传导不均匀导致顶封质量不合格。

可以理解的是，本实用新型提供的封装装置用于软包装锂电池的封装处理，包括顶封和侧封。若用户进行锂电池侧封的时候不需要对电芯极耳进行加热处理，则可将电芯极耳的固定位置通过预热块固定板710下端开设有凹槽调节到远离待封装锂电池的位置，可选的，也可将所述极耳预热装置700整个拆除，简化设备使得所述封装装置专用于软包装锂电池侧封封装。

进一步地，如图5所示，所述封装装置还包括设置在所述支撑底板140 和第三底板130之间的封头位置调节模块。所述封头位置调节模块包括第一位置调节模块410和第二位置调节模块420。所述第一位置调节模块410包括开设在支撑底板140底部的第一凹槽411，与第一凹槽411滑动嵌套配合的第一调节导向板412，以及与支撑底板140通过螺杆连接的第一调节块413。

所述第一调节导向板412与第一调节块413均通过安装孔固定安装在工作平台上，通过螺杆推拉作用调节支撑底板140与第一调节块413之间的距离，实现所述封装装置沿着第一调节导向板412的方向在工作平台上水平移动，以配合待封装锂电池的加工工位。本实施例中，第一调节导向板412的安装朝向为待封装锂电池的左右方向，因此，所述第一位置调节模块410用于实现所述封装装置整体在工作平台上的定位进行左右调整。

进一步地，如图6所示，所述第二位置调节模块420包括开设在第三底板 130底部的第二凹槽421，与第二凹槽421滑动嵌套配合的第二调节导向板 422，以及与第三底板130通过螺杆连接的第二调节块423。所述连接螺杆设置三根，包括第一螺杆423a、第二螺杆423b和第三螺杆423c，均匀分布连接在第二调节块243一侧面上。

所述第二调节导向板422和第二调节块423均通过安装孔固定安装在支撑底板140顶部，通过螺杆推拉作用调节第三底板130与第二调节块423之间的距离，实现所述第三底板130及安装在第三底板130上面的机构沿第二调节导向板422的方向在支撑底板140上水平移动。进一步地，通过调节第一螺杆 423a和第三螺杆长度423c的长度不同，可用于将所述封装装置的整体定位进行小角度的调节。本实例中，所述第二调节导向板422的安装朝向垂直所述第一调节导向板412，因此，所述第二位置调节模块420用于实现所述封装装置整体在工作平台上的定位进行前后位置调整。

综上所述，本实用新型提供的锂电池封装装置通过上、下封头(311,321) 的腰孔设计实现上、下封头左右定位调整，通过上、下封头隔热板(313,323) 的表面凹槽滑动配合实现上、下封头的前后定位调整，以及封头位置调节模块实现所述封装装置整体在工作台面进行前后左右定位调整，三种定位调节方法满足所述封装装置向待封装锂电池的各个方向进行快速的、高精度的定位调整；所述封装装置通过单独的极耳预热装置实现电芯极耳的快速升温，保证封装质量；通过硅胶板压块嵌入式固定下封头硅胶条的方式，节省了下封头硅胶板的使用材料，也提高了更换效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。