袋型电池化成装置的制作方法

本申请涉及储能器件加工技术领域，尤其涉及一种袋型电池化成装置。

背景技术：

软包动力电池因其拥有较高的能量密度、重量轻等特性，备受国内外汽车企业的青睐。在软包电池的生产制造中，需要通过化成工序完成对软包电池的首次充电和SEI膜(solid electrolyte interface，固体电解质界面膜)的形成。

在化成充电过程中，电解液发生复杂的化学反应并产生大量气体，这些气体应全部被排出，否则气体压力会压迫软包电池的封印边，降低软包电池的安全性。

技术实现要素：

本申请提供了一种袋型电池化成装置，可以保证化成过程中产生的气体能够被排出，提高安全性。

一种袋型电池化成装置，包括：抽气机构，

所述抽气机构包括抽气部和与所述抽气部连通的负压源，所述抽气部设置成在化成过程中与所述袋型电池的内部连通。

进一步，所述抽气机构还包括袋型电池开启部，所述袋型电池开启部设置成开启所述袋型电池的开口，所述开口供所述抽气部容纳于内。

进一步，所述抽气机构还包括密封部，所述密封部设置成密封所述抽气部与所述开口的接合面。

进一步，所述抽气机构还包括压紧件，所述抽气部包括抽气管和套设于所述抽气管外的可变形件，所述压紧件设置成向所述接合面施加压紧力，所述压紧件与所述可变形件共同组成所述密封部。

进一步，所述压紧件的内轮廓面与所述接合面匹配设置。

进一步，还包括切口机构，所述切口机构设置成裁切所述袋型电池以形成所述开口。

进一步，所述切口机构包括废料收集部，所述废料收集部设置成收集所述切口机构裁切时产生的废料。

进一步，所述切口机构包括配合设置的凸模和凹模，所述凸模和所述凹模形成所述切口机构的切刀，

所述废料收集部设置成吸入式结构，所述凹模的型腔形成为所述废料收集部的吸入口。

进一步，所述切口机构还包括电池输送部，所述切口机构的剪切位置设置于所述电池输送部的输送行程内。

进一步，还包括独立设置的热封机构，所述热封机构设置成化成完成后热封所述开口。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种袋型电池化成装置，该化成装置包括抽气机构，抽气机构包括抽气部和与抽气部相连通的负压源。其中，在化成过程中，抽气部设置成与袋型电池内部连通，更确切的是与预留气囊连通。这样，当负压气源开启，抽气部就可以从预留气囊内抽取化成时产生的气体，从而可以减小气体向热封边施加的压力，提高袋型电池的安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的多个抽气机构的示意图；

图2为本申请实施例提供的切口机构的示意图；

图3为本申请实施例提供的切口机构的部分结构的示意图；

图4为本申请实施例提供的热封机构的部分结构的示意图；

图5为本申请实施例提供的多个抽气机构排布的示意图；

图6为本申请实施例提供的多个抽气机构分两排排布的示意图。

附图标记：

1-抽气机构；

10-抽气部；

100-抽气管；

102-可变形件；

12-电解液缓存杯；

14-袋型电池开启部；

140-活动组件；

142-吸盘；

144-开启气缸；

16-压紧件；

160-第一部分；

162-第二部分；

1600-半圆形通孔；

18-气缸；

19-连接件；

2-切口机构；

20-承载支架；

200-滑轨；

22-裁切部；

220-凸模；

222-凹模；

24-电池输送部；

240-夹爪；

242-滑套；

26-切口气缸；

28-废料收集部；

3-热封机构；

30-导轨；

32-第一封头；

34-第二封头；

36-发热管；

38-热感温探头；

4-伸缩气缸。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

此外，本文中提及的“多个”是指数量上至少为两个。

本申请提供了一种袋型电池化成装置，该化成装置不仅可以对袋型电池进行化成操作，还可以将化成时在袋型电池内产生的气体抽出，以免对袋型电池的封边造成压力，提高袋型电池的安全性。

这里说的“袋型电池”也可以理解为外壳为封装膜的软包电池，也就是说，用于封装裸电芯的外壳是柔性的，例如钢塑膜或铝塑膜，而不是刚性的铝壳。一般来说，通常是在一张片状的钢塑模或铝塑膜上成型出凹坑，将裸电芯容纳在该凹坑内，并将其余部分的钢塑模或铝塑膜对折并覆盖该凹坑，然后将重叠后的三个侧边热封，以形成袋型结构的电池。

需要说明的是，在袋型电池进行化成前，袋型电池属于半成品，此时，袋型电池包括电芯容置区和预留气囊两部分，其中，裸电芯位于电芯容置区内，并浸润于电解液中，预留气囊可以暂存化成过程中由电解液产生的气体。待化成工艺结束后，预留气囊可以被切除。

除非另有说明，本申请中所提及的袋型电池均为以上描述的半成品结构，即袋型电池包括电芯容置区和预留气囊两部分。

如图1所示，袋型电池化成装置(以下简称化成装置)包括抽气机构1，抽气机构1包括抽气部10和与抽气部10相连通的负压源(附图中未示出)。其中，在化成过程中，抽气部10设置成与袋型电池内部连通，更确切的是与预留气囊连通。这样，当负压气源开启，抽气部10就可以从预留气囊内抽取化成时产生的气体，从而可以减小气体向热封边施加的压力，提高袋型电池的安全性。

抽气部10设置成管体，中空部分为抽气通道，在抽气部10的上方还可以连接有电解液缓存杯12，这样，连同气体一起被抽出的少量的电解液可以储存在电解液缓存杯12内。当然，电解液缓存杯12内的电解液也可以经抽气部10回流至袋型电池内。由于电解液具有腐蚀性，因此电解液缓存杯12可以由耐腐蚀材料制成。

如前所述，由于袋型电池的外壳为铝塑膜，在预留气囊的位置处，两层铝塑膜很容易贴靠或者吸附在一起，为了方便抽气部进入预留气囊内，抽气机构1还可以包括袋型电池开启部14，袋型电池开启部14用于打开预留气囊的开口，以方便将抽气部10插置于预留气囊内，以实现两者的连通。

一种实施例，袋型电池开启部14可以包括活动组件140和连接于活动组件的吸盘142，其中，活动组件140可以在驱动力的作用下带动吸盘142动作，驱动力可以通过气缸等输出，但不仅限于此。

吸盘142可以设置为至少两个，且每两个组成一组，一组中的两个吸盘142分别设置于预留气囊的两相对侧，各吸盘142均与负压气源连通。

容易理解的，相对设置的各吸盘142的运动方向应设为相反，首先，当位于相对侧的各吸盘142在活动组件140的带动下靠近彼此，且分别与两层铝塑膜接触时，各吸盘142可以分别吸附相应侧的铝塑膜，然后，各吸盘在活动组件140的带动下远离彼此，此时即可以将两层铝塑膜彼此分开，以开启预留气囊的开口。

进一步，吸盘142可以采用可变形材质，例如橡胶，当相对设置的各吸盘142彼此靠近并分别与铝塑膜接触时，每组两个吸盘142之间由于接触存在相互的作用力，由于吸盘142采用了可变形材质，则各吸盘142在上述的作用力下可以产生压缩变形，由此可以提高各吸盘142与铝塑膜的贴合程度，从而可以避免吸盘142接触不到铝塑膜的这一缺陷，以增大真空吸附时的真空度。

当然，袋型电池开启部不仅限于采用以上所描述的方案，在其它一些实施例中，本领域技术人员还可以采用从两层铝塑膜之间施加作用力的方案将彼此分离。

前述中已知的，电解液发生反应后产生的气体具有腐蚀性，因此，需保证抽气机构的气密性，以减少污染环境。鉴于此，该抽气机构1还可以包括密封部，密封部用于密封抽气部10与预留气囊的开口的接合面，避免气体逸出或泄露。

一种具体的实施例中，如图1所示，该抽气机构1还包括压紧件16，并且，抽气部10包括抽气管100和包裹于抽气管100外的可变形件102，其中，抽气部400连同可变形件102从开口处伸入预留气囊内，可变形件102的外壁与预留气囊的开口处形成接合面。

压紧件16设置成可活动件，并且可以向该接合面施加压紧力，当压紧件16与预留气囊接触，则在该接合面处产生压力，由于可变形件102具有可变形这一特性，因此，在压紧件16的压力作用下，此接合面形成为密封面，此时，压紧件16与可变形件102共同组成密封部。

在图1所示的实施例中，压紧件16可以设置成分体式结构的第一部分160和第二部分162，两部分相向运动可以分别向接合面施加压紧力。并且，为了简化抽气机构的结构，第一部分160和第二部分162也可以连接于袋型电池开启部中的活动组件140。

进一步，为了保证密封的可靠性，压紧件16还可以设置有与抽气部10的结构相对应的配合结构。如图1所示，第一部分160的边缘处和第二部分162的边缘处均开设有半圆形通孔1600，第一部分160和第二部分162压向接合面后，两个半圆形通孔1600拼接成圆形通孔，该圆形通孔与可变形件102的外轮廓相匹配，从而可以确保压紧件16与接合面的匹配，使得压紧件16可以向整个接合面施加压紧力，从而保证密封面的可靠性。

当然，根据抽气部10外轮廓面的形状的不同，开设于第一部分160和第二部分162的通孔的形状可以有所不同，只需将压紧件16的内轮廓面与抽气部10的外轮廓面匹配设置即可。此外，压紧件16也由可变形材料制成，并且，压紧件16和可变形件102都可以由耐腐蚀材料制成。

抽气机构1还包括气缸18，气缸18通过连接件19带动抽气机构1沿上下方向(图1中的Y)运动，以便根据不同规格袋型电池的高度调整抽气机构1在上下方向上的位置。

如图2所示，该化成装置还包括切口机构2，例如，切口机构2以在预留气囊上裁切出供抽气部10插入的开口，相对人工裁切而言，通过切口机构2裁切出的开口的形状更加规整，便于实现良好的密封。

一种实施例，如图2所示，切口机构2包括承载支架20、裁切部22和活动设置于该承载支架20的电池输送部24。电池输送部24可以抓取袋型电池并将其放入裁切部22的裁切位置，实现加工过程的自动化。电池输送部24可以包括夹爪240，夹爪240夹住预留气囊，以使得预留气囊在袋型电池的重力作用下保持平展。

承载支架20可以包括滑轨200，相应的，电池输送部24包括与滑轨200滑动配合的滑套242，以确保电池输送部24在输送过程中的顺畅性。但是，本领域技术人员应当理解，实现电池输送部24活动顺畅性的方案不仅限于此，例如，两者还可以采用滚动配合等等。

如图3所示，裁切部22包括切刀，切刀包括凸模220和凹模222两部分，凸模220与凹模222相配合即可对预留气囊进行裁切。根据实际情况的不同，凸模220与凹模222可以设置成不同形状，从而可以裁切出不同形状的开口。例如，半圆形开口或V形开口等，但不仅限于此。

凸模220和凹模222中的一者可以相对承载支架20固定设置，另一者相对承载支架20活动设置，活动设置的一者可以通过切口气缸26带动，但不仅限于选用气缸。

值得注意的是，裁切部22与电池输送部24两者可以保持相对固定，也就是说，裁切部22与电池输送部24一同活动；当然，裁切部22与电池输送部24也可以彼此相对运动，即，裁切部22固定于承载支架20，本申请对此不作具体限定。

进一步，在裁切过程中，会产生粉尘以及废料，这都会污染环境，为此，该切口机构2还包括废料收集部28，废料收集部28用来收集裁切时产生的废料。

一种实施例，如图3所示，废料收集部28可以设置成真空吸入式结构，具体的，废料收集部28可以包括吸入管路和与吸入管路连通的负压源(附图中未示出)，当负压源开启，在吸入管路内及产生吸力，被剪切掉的废料以及粉尘就会被吸入吸入管路内，并被集中收集起来，以避免粉尘蔓延和废料散落。

在图3所示的实施例中，凹模222的型腔与吸入管路连通，且该型腔形成为吸入管路的吸入口。该方案可以简化废料收集部28的结构，使得裁切部22的结构更加紧凑。

当化成结束后，需要对开口处进行热封，因此，该化成装置还可以包括热封机构3。一种实施例中，热封机构3可以独立于抽气机构1之外单独设置。例如，热封机构3可以设置在上料天车上，当化成完成后，将抽气机构1远离袋型电池，此时，上料天车可以带动热封机构3移动至热封位置，并对开口进行热封操作。当然，在其它一些实施例中，热封机构3还可以连接于化成装置中的某一部件，不仅限于上述所描述的方案。

如图4所示，热封机构3包括导轨30和活动设置于导轨的第一封头32和第二封头34，第一封头32的热封面和第二封头34的热封面均与开口的形状相匹配。第一封头32和第二封头34内均设置发热管36，发热管36发热并将热量传递至第一封头32和第二封头34。在高温下，两层铝塑膜内侧的绝缘层热熔接合，密闭开口，绝缘层可以选用聚丙烯层或尼龙层，但不仅限于此。

第一封头32和第二封头34可以由气缸驱动，但不仅限于此。此外，第一封头32和第二封头34的材质可以选用黄铜或模具钢。

进一步，热封机构3还可以包括热感温探头38，热感温探头38可以分别设置于第一封头32和第二封头34，以检测热封温度的变化，避免过热造成封装缺陷。

如图5所示，抽气机构1可以设置有多个，其中，带动活动组件140运动的开启气缸144设置于抽气机构1的排布方向的两端，且紧邻抽气机构1，带动抽气机构1伸出或缩回的伸缩气缸4设置于抽气机构1的排布方向的最外侧的两端。

需要说明的是，输出驱动力的驱动机构不仅限于气缸，还可以是其它动力部件。例如直线电机等。

如图6所示，还可以设置更多个抽气机构1，且分两排或多排并行排布，由此可以进一步提高化成效率，提高产能。图6中仅示出了多个抽气机构1分两排排布的实施例。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。