一种真空封腔机构的制作方法

本发明涉及锂电池封装技术领域，特别是涉及一种真空封腔机构。

背景技术：

随着新能源战略的提出，新能源市场的应用占比进一步增高。锂电池行业作为新能源行业中发展比较迅速的产业，其相关的锂电池生产设备行业发展也越来越迅速，设备结构越来越新型化、简单化、智能化。

真空封装是锂离子电芯生产制造的主要工艺之一，该工艺需要在-90kpa左右的真空环境下完成。真空封装工艺具体需要进行气袋刺破、抽液、电芯整形、封装、残液收集等工序；并且这些工序主要都需要在一个密闭的真空封腔内完成。传统的真空封腔机构主要由上腔和下腔等机构组成，通过上腔和下腔的上下垂直运动闭合形成一个密闭的真空封腔。各工序的结构主要设立在上腔或下腔之中，因而传统的真空封腔机构结构复杂、体积大、质量高。另外，传统封腔机构的上腔和下腔处于开腔状态时，上腔、下腔之间的可操作空间小，不便于对腔体内部的工序机构进行安装、调试与维护；并且当外部气源和电源断开时，上腔、下腔会自由下落，存在一定的砸伤、压伤等风险。在使用传统封腔进行锂电池真空封装工艺时，无法观察腔体内部各机构的运行状态，当设备出现故障时，难于准确且高效观察、分析出设备故障的原因，对设备的安装、调试及维护带来很大的困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种真空封腔机构，该真空封腔机构具有结构简单、尺寸小、可操作空间大的优点，并能便于设备的安装、调试和维护，并且能够杜绝传统腔体存在的砸伤、压伤风险。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

提供一种真空封腔机构，包括活动腔、与所述活动腔铰接的并通过锁紧装置与所述活动腔实现锁紧的固定前腔、与所述固定前腔连接的固定后腔、以及与所述固定后腔连接的电芯输送机构；

所述活动腔包括设置于所述活动腔内部的第一固定座、第一导向杆、第二固定座、压缩弹簧、气袋压板、刺刀和接液盒；所述第一固定座、所述第一导向杆、所述第二固定座、所述压缩弹簧和所述气袋压板由上至下依次连接，所述刺刀设置于所述第二固定座的下方，所述接液盒设置于所述气袋压板的下方；所述活动腔还包括设置于所述活动腔的上方并与所述第二固定座驱动连接的第一气缸，以及包括设置于所述活动腔的下方并与所述接液盒驱动连接的第二气缸；

所述固定前腔包括设置于所述固定前腔内部的上封头机构和下封头机构，还包括设置于所述固定前腔上方的用于对所述上封头机构进行驱动和导向的第一驱动导向机构，以及设置于所述固定前腔下方的用于对所述下封头机构进行驱动和导向的第二驱动导向机构；

所述固定后腔包括设置于所述固定后腔内部的压板机构，以及设置于所述固定后腔的上方的并与所述压板机构驱动连接的第三驱动导向机构；

所述电芯输送机构包括与所述固定后腔连接的立板、设置于所述立板上的第一直线导轨、设置于所述第一直线导轨上并能沿所述第一直线导轨滑动的第三固定座和第四固定座、连接于所述第三固定座和所述第四固定座之间的第三气缸、固定于所述第四固定座一侧部并与所述第三气缸驱动连接的后盖板、与所述后盖板固定连接的托板、设置于所述托板上方的夹具、设置于所述托板下方的残液盒、以及与所述残液盒驱动连接的第四气缸；

所述活动腔、所述固定前腔、所述固定后腔和所述后盖板组成密闭的真空封腔。

所述活动腔的侧部设置有透视板。

所述活动腔的上部设置有气动阀。

所述活动腔的下部设置有与所述接液盒连接的排液管，所述排液管还连接有抽真空管道。

所述锁紧装置为设置于所述固定前腔的侧部的若干个搭扣。

所述气袋压板的上部开设有若干个用于与所述刺刀对应的凹槽。

所述第一驱动导向机构包括第一滑块、设置于所述第一滑块上方并用于驱动所述第一滑块滑动的第五气缸、设置于所述第一滑块两侧的并用于所述第一滑块滑动的第二直线导轨、与所述第一滑块连接的第二导向杆；所述第二导向杆与所述上封头机构连接。

所述第二驱动导向机构包括第二滑块、设置于所述第二滑块下方并用于驱动所述第二滑块滑动的第六气缸、设置于所述第二滑块两侧的并用于所述第二滑块滑动的第三直线导轨、与所述第二滑块连接的第三导向杆；所述第三导向杆与所述下封头机构连接。

所述第三驱动导向机构包括第七气缸、以及与所述第七气缸连接的第四导向杆；所述第四导向杆与所述压板机构连接。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种真空封腔机构，包括活动腔、与活动腔铰接的并通过锁紧装置与活动腔实现锁紧的固定前腔、与固定前腔连接的固定后腔、以及与固定后腔连接的电芯输送机构。该真空封腔机构摒弃了传统的上腔、下腔的运动合腔方式，杜绝了传统腔体存在的砸伤、压伤风险；且因摒弃了运动合腔，使得该真空封腔机构的结构更加简单、尺寸更加小、成本更低、维护更方便。该真空封腔机构的各工序机构分布安装在活动腔、固定前腔和固定后腔，当该真空封腔机构需要维护时，只需通过锁紧装置打开活动腔即能对腔体内部各机构进行维护，可操作空间大，对设备的安装维护带来很大的便利性。

附图说明

图1是本发明的一种真空封腔机构的结构示意图。

图2是本发明的一种真空封腔机构的第二视角的结构示意图。

图3是本发明的一种真空封腔机构的第三视角的结构示意图。

图4是本发明的一种真空封腔机构的第四视角的结构示意图。

附图标记：

活动腔1、第一固定座11、第一导向杆12、第二固定座13、压缩弹簧14、气袋压板15、刺刀16、接液盒17、第一气缸18、第二气缸19、排液管20、凹槽151；

锁紧装置2；

固定前腔3、上封头机构31、下封头机构32；

固定后腔4、压板机构41；

第一驱动导向机构5、第一滑块51、第五气缸52、第二直线导轨53、第二导向杆54；

第二驱动导向机构6、第二滑块61、第六气缸62、第三直线导轨63、第三导向杆64；

第三驱动导向机构7、第七气缸71、第四导向杆72；

电芯输送机构8、立板81、第一直线导轨82、第三固定座83、第四固定座84、第三气缸85、后盖板86、托板87、夹具88、残液盒89、第四气缸90；

透视板9；

气动阀10。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的一种真空封腔机构，如图1至图4所示，包括活动腔1、与活动腔1铰接的并通过锁紧装置2与活动腔1实现锁紧的固定前腔3、与固定前腔3连接的固定后腔4、以及与固定后腔4连接的电芯输送机构8；其中活动腔1和固定前腔3通过铰链连接。其中，活动腔1包括设置于活动腔1内部的第一固定座11、第一导向杆12、第二固定座13、压缩弹簧14、气袋压板15、刺刀16和接液盒17；第一固定座11、第一导向杆12、第二固定座13、压缩弹簧14和气袋压板15由上至下依次连接，刺刀16设置于第二固定座13的下方，接液盒17设置于气袋压板15的下方；活动腔1还包括设置于活动腔1的上方并与第二固定座13驱动连接的第一气缸18，以及包括设置于活动腔1的下方并与接液盒17驱动连接的第二气缸19。其中，通过活动腔1上方的第一气缸18作为驱动源能实现对气袋的压紧及刺破功能。接液盒17以活动腔1下方的第二气缸19作为驱动源上下运动。

其中，固定前腔3包括设置于固定前腔3内部的上封头机构31和下封头机构32，还包括设置于固定前腔3上方的用于对上封头机构31进行驱动和导向的第一驱动导向机构5，以及设置于固定前腔3下方的用于对下封头机构32进行驱动和导向的第二驱动导向机构6。其中，第一驱动导向机构5包括第一滑块51、设置于第一滑块51上方并用于驱动第一滑块51滑动的第五气缸52、设置于第一滑块51两侧的并用于第一滑块51滑动的第二直线导轨53、与第一滑块51连接的第二导向杆54；第二导向杆54与上封头机构31连接。其中，第二驱动导向机构6包括第二滑块61、设置于第二滑块61下方并用于驱动第二滑块61滑动的第六气缸62、设置于第二滑块61两侧的并用于第二滑块61滑动的第三直线导轨63、与第二滑块61连接的第三导向杆64；第三导向杆64与下封头机构32连接。因此上封头机构31和下封头机构32分别通过第二导向杆54和第三导向杆64，并分别借助第二直线导轨53和第三直线导轨63进行精密的导向，并分别以固定前腔3外部的第五气缸52和第六气缸62作为驱动源上下运动，经过上封头机构31和下封头机构32相互的高温挤压实现锂电芯的封装功能。

其中，固定后腔4包括设置于固定后腔4内部的压板机构41，以及设置于固定后腔4的上方的并与压板机构41驱动连接的第三驱动导向机构7；其中，第三驱动导向机构7包括第七气缸71、以及与第七气缸71连接的第四导向杆72；第四导向杆72与压板机构41连接。其中，第七气缸71作为驱动源进行驱动压板机构41上下运动以压紧电芯，实现锂电芯的整形功能。

其中，电芯输送机构8包括与固定后腔4连接的立板81、设置于立板81上的第一直线导轨82、设置于第一直线导轨82上并能沿第一直线导轨82滑动的第三固定座83和第四固定座84、连接于第三固定座83和第四固定座84之间的第三气缸85、固定于第四固定座84一侧部并与第三气缸85驱动连接的后盖板86、与后盖板86固定连接的托板87、设置于托板87上方的夹具88、设置于托板87下方的残液盒89、以及与残液盒89驱动连接的第四气缸90。其中，立板81及第一直线导轨82主要起到承载与精密导向作用，保证产品能准确输送至腔体内部。其中，直接设立在后盖86上的托板87及夹具88主要起到承载电芯及精确定位的作用，避免电芯在输送过程中出现位移，影响锂电芯最终的封装质量。设立在托板87下方的残液盒89主要起到残液收集功能，当设备正常作业时，封装完成之后的锂电芯气袋上会存留少量的电解液，当锂电芯被输送出腔体的过程中，残液盒通过第四气缸90伸在气袋下方收集滴溅的电解液，避免残余电解液滴溅在设备结构上腐蚀设备结构。

其中，活动腔1、固定前腔3、固定后腔4和后盖板86组成密闭的真空封腔。其中，后盖板86通过第三气缸85紧压在固定后腔4的后方。当设备需要安装调试及维护时，只需将锁紧装置打开，即可打开门窗式的活动腔1，进而对活动腔1、固定前腔3和固定后腔4内各机构进行安装调试及维护。

本实施例中，活动腔1的侧部设置有透视板9。透视板9直接固定在镂空的活动腔1的外部。由于设置有透视板9，使得安装调试人员、操作人员随时可以观察腔体内部各机构的运行状态，更便于对设备的安装维护及产品的质量监督，以及对设备的故障分析等。

本实施例中，活动腔1的上部设置有气动阀10。气动阀10便于腔体内形成真空和破真空。

本实施例中，活动腔1的下部设置有与接液盒17连接的排液管20，排液管20还连接有抽真空管道。当设备正常运行时，接液盒17支撑气袋及收集电芯内部溢流出来的电解液，并通过排液管20将电解液排除腔体外部。

本实施例中，锁紧装置2为设置于固定前腔3的侧部的若干个搭扣，也即，活动腔1和固定前腔3通过铰链连接，并通过搭扣实现锁紧功能。

本实施例中，气袋压板15的上部开设有若干个用于与刺刀16对应的凹槽151，进而便于实现对气袋的压紧及刺破功能。

其中，该真空封腔机构的工作原理如下：活动腔1关闭，气动阀10关闭，搭扣锁紧，然后机械手将锂电芯放置在托板87上方的夹具88上，第三气缸85推动后盖板86将锂电芯输送到腔体内部并且将后盖板86紧压在固定后腔4上。腔体内部通过抽真空管道进行抽真空，此时接液盒17上升，刺刀16及气袋压板15通过第一气缸18驱动下降压紧气袋并刺破气袋，刺破之后刺刀16及气袋压板15上升，在真空作用下电解液从电芯内部经过气袋刺破处流入接液盒17。当达到一定真空度及时间差之后下封头机构32上升、上封头机构31下降，然后通过上封头机构31和下封头机构32的相互作用热压电芯侧封边进行封装功能。完成封装之后，上封头机构31和下封头机构32分别上升及下降，气动阀10打开破真空，第三气缸85带动后盖板86移动将锂电芯移出腔体，在移出过程中，残液盒89通过第四气缸90驱动伸到气袋下方收集残液；当电芯输送机构8输送到位后，机械手取走封装完成的电芯，并将未完成的封装的电芯放入夹具88，残液盒89收回。因此，该真空封腔机构通过以上的循环作业即可循环实现对锂电芯的真空封装工艺。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。