一种软包锂电池真空热封装置的制作方法

本发明涉及一种锂电池生产技术领域，具体设置一种软包锂电池真空热封装置。

背景技术：

软包锂电池在结构上采用铝塑膜包装，在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开，现在被大规模应用于动力汽车领域，软包锂电池的电芯与外层的铝塑膜封装通常采用真空封装，经过对铝塑膜的刺破、真空抽气、热封等过程，现有软包锂电池热封的技术采用对铝塑膜刺破的地方进行上下密封抽真空，这种方式如果上下密封机构容易发生偏差，锂电池中的空气无法抽真空，后续热封的时候，因为锂电池中存留的空气，一方面影响锂电池的外形，另外一方面会影响锂电池的性能。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种真空环境下的软包锂电池热封装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种软包锂电池真空热封装置，包括：

真空箱，用于提供真空热封的工作环境，所述真空箱设置有用于查看内部工作的视窗口组件；

输送机构，用于将装有软包锂电池的载具传送至所述真空箱内，并与所述真空箱密封；

压紧机构，用于进一步压紧固定所述输送机构传送过来的软包锂电池，将所述软包锂电池的电芯与包裹电芯的铝塑膜固定在所述载具中，等待后续操作；

刺破机构，下端设置有刺破组件，所述刺破组件设置有若干刺破端子，所述刺破机构下压通过所述刺破端子刺破封装电芯的铝塑膜；

电解液吸收机构，上端设置有与刺破组件相互对应的吸盘组件，所述吸盘组件上设置有若干吸盘，所述若干吸盘与所述刺破端子上下对应，所述若干吸盘下端连接有排液管道，所述电解液吸收机构向上运动，当所述若干吸盘接触到所述软包锂电池铝塑膜下方时，所述电解液吸收机构停止运动，所述若干吸盘吸附所述铝塑膜，等待所述刺破机构下压刺破所述铝塑膜，所述铝塑膜被刺破后，所述真空箱开始抽真空，抽走所述铝塑膜里面的气体，同时所述若干吸盘吸走所述铝塑膜中的电芯可能流出的电解液；

热封机构，包括上热封机构和下热封机构，所述上热封机构与下热封机构上下对应，对吸走空气和水后的软包锂电池的铝塑膜进行热封；

所述压紧机构、所述刺破机构、所述电解液吸收机构和所述热封机构的工作均在所述真空箱内完成。

进一步地，所述刺破端子包括刺针和活动衬套，所述刺针固定设置在所述刺破组件下端，所述活动衬套包裹所述刺针下端且可上下滑动，所述活动衬套的外径略小于所述吸盘的内径，当所述电解液吸收机构上的吸盘接触到所述软包锂电池铝塑膜的下端时，吸盘吸附住所述铝塑膜，所述刺破机构驱动所述刺破组件向下运动，所述活动衬套优先接触到所述吸盘上方吸附的铝塑膜，所述活动衬套被所述铝塑膜阻挡住，所述刺破组件带动所述刺针继续向下运动一端距离，将所述铝塑膜刺破，所述活动衬套压住所述吸盘上方被刺破的铝塑膜，所述真空箱开始抽真空，抽走所述铝塑膜里的空气，同时吸盘吸取所述电芯因为抽真空而流出的电解液，通过所述排液管排出。

进一步地，所述刺破组件还包括凸起导向轴，所述凸起导向轴设置在所述若干刺破端子左右两端；所述吸盘组件还包括与所述凸起导向轴上下对应的下凹导向轴，所述凸起导向轴下端的凸起端插入到所述下凹导向轴上端的凹槽中完成所述刺破机构与所述电解液吸收机构的导向定位。

进一步地，所述真空箱还包括压力感应器、抽气口和加热器进出口，所述抽气口抽取真空箱内的空气，形成真空工作环境，所述加热器进出口用于装载加热器热源的进出口；所述压力感应器监测所述真空箱内的压力数据，当真空箱内的压力值达到设定值时，热封机构开始执行上下热封动作，对铝塑膜进行热封优选的，所述视窗口组件包括透明密封板，所述透明密封板与所述真空箱的箱体通过密封圈密封连接，然后通过所述真空箱上的若干视窗口开关压紧与所述真空箱密封固定；所述透明密封板上设置有便于拆卸的把手。

进一步地，所述输送机构包括密封推板、输送板、第一压块组件，所述载具固定在所述输送板上端前部，用于装载待热封的软包锂电池，所述输送板与所述密封推板垂直固定，所述第一压块组件设置在所述输送板上端后部，用于压住所述载具中的软包锂电池，所述密封推板将所述输送板推进所述真空箱内，并与所述真空箱固定，所述密封推板通过密封圈与所述真空箱进行密封。

进一步地，所述上热封机构和所述下热封机构上下分别设置有热封刀，所述上下热封刀通过筒式加热器进行加热对所述铝塑膜进行热封，所述上下热封刀两侧均设置有绝缘板，所述上下热封机构均设置有监测温度的温度传感器。

进一步地，还包括辅助承载机构，用于承载所述电解液吸收机构的重量，防止所述电解液吸收机构因为所述刺破机构下压过重造成损害。

进一步地，所述真空箱内靠近所述输送机构的下端固定有滚轮机构，方便所述输送机构顺利平稳的输送所述软包锂电池到所述真空箱内。

优选的，所述真空箱四周设置有多个固定座。

本发明的有益效果是：

1、采用真空箱，热封过程在真空环境中完成，软包锂电池中的空气能够抽的更干净，同时不用担心在有空气的混入。

2、真空箱设置有压力感应器，经过反复的测试，可以尽可能的保证在不抽出电芯电解液的同时，随即对铝塑膜进行封装，保证了电池后续的性能。

附图说明

图1为本发明立体结构图；

图2为图1的内部结构图；

图3为图2的侧视图；

图4为图3中标记为2的结构图；

图5为图3中标记为2和3的结构图；

图6为图3中标记为4的结构图；

图7为图3中标记为5的结构图；

图8为图3中标记为6的部分结构图；

图9为图3中标记为7的结构图；

图中标记为：

1、真空箱，1.1、视窗口组件，1.11、透明密封板，1.12、视窗口开关，1.2、压力感应器，1.3、抽气口，1.4、加热器进出口，1.5、固定座；

2、输送机构，2.1、密封推板，2.2、输送板，2.3、第一压块组件，2.4、载具；

3、压紧机构，3.1、第二压块，3.2、缓冲柱；

4、刺破机构，4.1、刺破组件，4.11刺破端子，4.111、刺针，4.112、活动衬套，4.12、凸起导向轴；

5、电解液吸收机构，5.1、吸盘组件，5.11、吸盘，5.12、下凹导向轴；

6、热封机构，6-1、上热封机构，6-2、下热封机构，6.1、热封刀，6.2、筒式加热器，6.3、绝缘板，6.4、温度传感器；

7、辅助承载机构，7.1、支撑座，8、滚轮机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一种软包锂电池真空热封装置，如图1和图2所示，包括真空箱1，用于提供真空热封的工作环境，真空箱1设置有用于查看内部工作的视窗口组件1.1；

输送机构2，用于将装有软包锂电池的载具2.4传送至真空箱1内，并与真空箱1密封；

压紧机构3，用于进一步压紧固定输送机构2传送过来的软包锂电池，将软包锂电池的电芯与包裹电芯的铝塑膜固定在载具2.4中，等待后续操作；

刺破机构4，下端设置有刺破组件4.1，刺破组件4.1设置有若干刺破端子4.11，刺破机构4下压通过刺破端子4.11刺破封装电芯的铝塑膜；

电解液吸收机构5，上端设置有与刺破组件4.1相互对应的吸盘组件5.1，吸盘组件5.1上设置有若干吸盘5.11，若干吸盘5.11与刺破端子4.11上下对应，若干吸盘5.11下端连接有排液管道，电解液吸收机构5向上运动，当若干吸盘5.11接触到软包锂电池铝塑膜下方时，电解液吸收机构5停止运动，若干吸盘5.11吸附铝塑膜，等待刺破机构4下压刺破铝塑膜，铝塑膜被刺破后，真空箱1开始抽真空，抽走铝塑膜里面的气体，同时若干吸盘5.11吸走铝塑膜中的电芯可能流出的电解液；

热封机构6，包括上热封机构6-1和下热封机构6-2，上热封机构6-1与下热封机构6-2上下对应，对吸走空气和水后的软包锂电池的铝塑膜进行热封；

压紧机构3、刺破机构4、电解液吸收机构5和热封机构6的工作均在真空箱1内完成。

如图1所示，真空箱1包括可以查看内部工作的视窗口组件1.1、压力感应器1.2、抽气口1.3、加热器进出口1.4和若干固定座1.5，视窗口组件1.1包括透明密封板1.11和若干的视窗口开关1.12，若干视窗口开关1.12固定在真空箱1的前端，将透明密封板1.11与真空箱1固定密封，透明密封板1.11与真空箱1之间通过密封圈进行密封，为了便于透明密封板1.11的拆卸，透明密封板前端设置有便于取出的把手。一方面透明密封板1.11可以方便工作人员实时查看真空箱内的工作环境，另外一方面后期取出透明密封板1.11可以方便更换和维修内部机构。压力感应器1.2监测真空箱1内的压力数据，刺破机构4刺破软包锂电池的铝塑膜后，真空箱1通过抽气口1.3将真空箱1内的空气抽尽，当真空箱1内的压力值达到设定值时，指引上下热封机构6开始执行热封动作，对软包锂电池的铝塑膜进行热封。抽气口1.3设置为两个，分别布置在真空箱1的左右两侧。加热器进出口1.4用于装载加热器热源的进出口。真空箱1通过四周若干固定座1.5固定在工作台上。

如图2和图3所示，输送机构2设置在真空箱1的后端，压紧机构3布置在输送机构2的上端，在压紧机构3的前端、相对于输送机构2上下布置有上下热封机构6，在上下热封机构6的前端上下布置有刺破机构4和电解液吸收机构5。真空箱1内部后端固定有便于输送机构2输送的滚轮机构8，方便于输送机构2平稳的输送装有软包锂电池的载具到真空箱1内。

如图4所示，为输送机构2的立体结构图，包括密封推板2.1、输送板2.2、第一压块组件2.3和载具2.4，输送板2.2垂直固定在密封推板2.1前端，输送板2.2前端上表面固定有载具2.4，载具2.4中装有待抽真空和热封的软包锂电池，载具2.4后面设置有第一压块组件2.3，第一压块组件2.3固定在输送板上用于压住载具2.4中的软包锂电池的铝塑膜后端，软包锂电池的铝塑膜前端露出载具2.4前端，便于刺破和热封。密封推板2.1通过真空箱1内的滚轮机构8平稳的推送到真空箱1内，密封推板2.1通过密封圈与真空箱1密封起来，然后将密封推板2.1固定在真空箱1后端。

如图5所示，为输送机构2和压紧机构3的立体结构图，压紧机构3包括第二压块3.1和缓冲柱3.2，当输送机构2将装有软包锂电池的载具传送到真空箱1内后，压紧机构3由气缸驱动第二压块3.1向下运动，压紧载具2.4中的软包锂电池的电芯和铝塑膜，第二压块3.1两侧设置有缓冲柱3.2，可以平稳的通过第二压块3.1压紧载具中的锂电池电芯和铝塑膜。压紧机构3的气缸设置在真空箱1箱体上端，通过两根轴杆穿过真空箱体上端驱动第二压块3.1在真空箱1内上下运动，两根轴杆通过密封轴承与真空箱体上端连接。

如图6所示，为刺破机构4的立体机构图，包括刺破组件4.1，刺破组件4.1由气缸驱动上下运动，刺破组件4.1包括若干刺破端子4.11及其左右两端的凸起导向轴4.12，刺破端子4.11包括刺针4.111和活动衬套4.112，刺针4.111固定设置在刺破组件4.1下端，活动衬套4.112包裹刺针4.111下端且可上下滑动，活动衬套4.112的外径略小于吸盘5.11的内径，当电解液吸收机构5上的吸盘5.11接触到软包锂电池铝塑膜的下端时，吸盘5.11吸附住铝塑膜，刺破机构4驱动刺破组件4.1向下运动，活动衬套4.112优先接触到吸盘5.11上方吸附的铝塑膜，活动衬套4.112被铝塑膜阻挡住，刺破组件4.11带动刺针4.111继续向下运动一端距离，将铝塑膜刺破，活动衬套4.112压住吸盘5.11上方被刺破的铝塑膜，真空箱1开始抽真空，抽走铝塑膜里的空气，同时吸盘5.11吸取电芯因为抽真空而流出的电解液，通过排液管排出。刺破机构4的驱动机构同压紧机构3一样通过密封轴承设置在真空箱1箱体上端。

如图7所示，为电解液吸收机构5的立体结构图，包括吸盘组件5.1，由气缸驱动吸盘组件5.1上下运动，吸盘组件5.1包括若干吸盘5.11和若干吸盘5.11左右两端的下凹导向轴5.12，若干吸盘5.11与刺破机构4上若干刺破端子4.11相互上下对应，刺破端子4.11可以插入到吸盘5.11中，吸盘5.1下方连接排液管道，用于将锂电池抽真空时排出电芯可能流出的电解液。刺破组件4.1下端的左右凸起导向轴4.12与吸盘组件5.1上端的左右下凹导向轴5.12相互上下对应，左右凸起导向轴4.12下端的凸起端插入到左右下凹导向轴5.12上端的凹槽中从而完成刺破机构4与电解液吸收机构5的导向定位。电解液吸收机构5的驱动机构同压紧机构3一样通过密封轴承设置在真空箱1箱体下端。

如图8所示，为上下热封机构6的热封刀头的结构图，上热封机构6-1和下热封机构6-2上下分别均设置有用于热封铝塑膜的热封刀6.1，有气缸驱动上下运动，上下热封刀6.1通过筒式加热器6.2对其加热，然后通过热封刀6.1将热量传送给铝塑膜，从而实现对铝塑膜的热封，上下热封刀6.1两侧均固定有绝缘板6.2，同时上下热封刀头上设置有检测温度的温度传感器6.4，温度传感器6.4用于记录上下热封刀头的温度，从而精确的控制上下热封刀头的温度，实现上下热封刀更好的热封铝塑膜。上热封机构6-1的驱动机构同压紧机构3一样通过密封轴承设置在真空箱1箱体上端，下热风机构6-2的驱动机构同压紧机构3一样通过密封轴承设置在真空箱1箱体下端，上下热封机构6的热源通过真空箱1上的加热器进出口1.4传输进来。

如图9所示，为辅助承载机构7的立体结构图，辅助承载机构7设置在电解液吸收机构5气缸的下部，用于承载电解液吸收机构5的重量，防止电解液吸收机构5的气缸被压坏，辅助承载机构7包括支撑座7.1，由气缸驱动，在滑轨上前后运动，当电解液吸收机构5向上运动吸附固定吸附锂电池的铝塑膜时，辅助承载机构7上的支撑座7.1由气缸驱动向前运动至电解液吸收机构5的气缸下端，当刺破机构4向下运动刺破锂电池的铝塑膜时，刺破机构4两端的凸起导向轴4.12会插入到电解液吸收机构两端的下凹导向轴5.12中，从而将刺破机构4的压力传送给电解液吸收机构5上，电解液吸收机构5从而将压力传送给辅助承载机构7，避免压坏电解液吸收机构5的驱动气缸。

软包锂电池热封装置的热封过程如下：

a：装有电芯的铝塑膜装载到输送机构2上的载具2.4中，第一压块组件2.3压住载具中的铝塑膜，输送机构2将软包锂电池传送到真空箱1内，输送机构2的密封推板2.1与真空箱1后端密封固定；

b：电解液吸收机构5由气缸驱动向上运动吸附铝塑膜，等到刺破机构4下压刺破，同时辅助承载机构7向前推进，支撑座7.1滑动至电解液吸收机构5的气缸下端；

c：刺破机构4由气缸启动下压，通过两端的凸起导向轴4.12与电解液吸收机构5上的下凹导向轴5.12导向定位，刺破机构4下端的刺针刺破铝塑膜；

d：真空箱1开始抽真空，将铝塑膜内的空气抽尽，电解液吸收机构5上的若干吸盘持续吸水，排出电芯因为抽真空而流出的电解液；

e：当压力感应器检测到真空箱1内的空气压力值达到系统设置值后，指引上下热封机构6同步上下运动，对铝电池的铝塑膜进行热封；

f：热封结束后，热封机构6、刺破机构4复位，辅助承载机构7复位，电解液吸收机构5复位，压紧机构3复位，真空箱1输气复位，输送机构2将热封好的锂电池取出，重新步骤a进行下一个锂电池的热封。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。