软包动力电芯竖直终封的设备的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池领域，涉及新能源汽车的锂离子电池，尤其涉及软包动力电芯竖直终封的设备。


背景技术：

2.锂离子电池在生产过程中需要进行化成，化成是通过一定的充放电制度对锂离子电池进行激活的过程。锂离子电池在化成过程中会产生大量气体，这些气体需要从电池内部排放出去。电池除气后需要对电池进行最终封边以及裁切气袋。电芯铝塑膜封边的质量直接影响了电芯的寿命。
3.目前锂离子软包电池除气方式为是立式除气，目的是为了减少电解液损失，电解液污染电芯主体。目前行业内电池最终封边方式都是平式封边，电池由立式转为平式会造成电芯主体内电解液流入电芯气袋中，因此平式最终封边时两层铝塑膜中间存在较多电解液，铝塑膜在电解液填充状态下进行封装会严重影响封装的质量，也会造成封印效果差现象，铝塑膜抗拉力差,重者出现假封现象，出现封印裂开等现象。
4.电池在使用时间较长时会存在漏液的风险，着火，严重影响电池的安全性能。同时由于电池由竖直翻转成水平，电解液回流到小气囊中，造成电解液失液量增加，电芯循环性能变差，电池保液量一致性降低，造成电解液一定量的浪费。平式封装工艺因电解液回流到气袋中，需要相应的提高封装温度和封装时间，封装压力来调节铝塑膜封装厚度来提高封装质量。但是通过封装温度，封装时间，封装压力的封装条件也不能完全解决封印但是电池在使用时间较长时会存在漏液的风险，严重影响电池的安全性能。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的问题是在于提供软包动力电芯竖直终封的设备，电芯不用进行翻转，电芯主体内的电解液不会回流到气袋中，铝塑膜内封装面无电解液,在最终封边时能够保证封装效果较好，不会产生假封现象，提高了电芯封装质量。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：软包动力电芯竖直终封的设备，包括支撑架；
7.所述支撑架上端的两侧对称设有封头，两个封头水平相对运动，分别和电芯气袋接触并对电芯气袋封印，电芯气袋竖直设置；
8.托盘，对电芯主体进行定位；
9.升降机构，设在支撑架的下端，举升托盘上下往复运动，向上将电芯气袋运送至两个所述封头之间。
10.进一步的，所述升降机构为气缸、油缸、电动推杆或电机丝杠结构。
11.进一步的，所述托盘包括底板，所述底板的上端垂直设有多个支撑条，所述支撑条形成的空间，以使得电芯竖直设置，并保持固定。
12.进一步的，所述托盘的下端设有轨道板，所述托盘与轨道板之间设有保证托盘相
对支撑架移动精度的导轨，托盘设在导轨的上端，二者不固定，托盘在轨道板上有a和b两个位置，a位置用于电芯的上料和/或下料，b位置对应向上举升位置，直到c位置。
13.进一步的，导轨的滑块上端设有多个向上延伸的定位柱，对所述托盘的位置进行导向和定位，导轨的滑块与托盘不连接，以使得托盘向上被托举时，与导轨的滑块脱离后上升。
14.进一步的，所述轨道板上设有感应托盘到a位置的第一感应开关，还设有感应托盘到b位置的第二感应开关，所述支撑架上设有托盘到c位置的第三感应开关。
15.进一步的，所述封头两侧的结构相同，其中一侧的封头固锁在封头座上，所述封头座固设在基座上，基座在气缸的驱动下相对支撑架往复运动，进而带动封头相对运动。
16.进一步的，所述气缸固锁在连接板上，所述连接板固设在支撑架上，所述气缸通过t型槽结构的浮动结构与基座连接，所述基座的两侧与所述连接板之间设有保证基座运动精度的导轨。
17.进一步的，所述封头相对成组设置，其在支撑架上平行设置为多组，每组封头对应一个升降机构。
18.与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。
19.本实用新型的电芯进行竖直封装，电解液不会因电芯水平放置倒流进入电芯的小气袋中，封装时铝塑膜内无电解液或者电解液较少，因此封装质量更好，突破传统思维的横向封装，如果电芯制程过程中，电解液浸润不充分，浮液较多，电芯放平后大量电解液流入小气袋中，这时竖直封装方法对铝塑膜的封装质量体现更明显。
附图说明
20.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1是本实用新型软包动力电芯竖直终封的设备的正视图；
22.图2是本实用新型软包动力电芯竖直终封的设备的俯视图；
23.图3是本实用新型软包动力电芯竖直终封的设备的侧视图；
24.图4是采用本实用新型的电芯排气封装后的结构示意图；
25.图5是采用本实用新型的电芯排气终封后的结构示意图。
26.附图标记：
27.11、支撑架；12、托盘；13、电芯；14、支撑条；15、活动板；16、升降机构；18、调节螺丝；21、气缸；22、连接板；23、浮动接头；24、导轨；25、基座；26、安装板；27、封头座；28、封头。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
32.如图1
‑
图3所示，软包动力电芯竖直终封的设备，包括支撑架11；
33.支撑架11上端的两侧对称设有封头28，两个封头28水平相对运动，分别和电芯气袋接触并对电芯气袋封印，电芯气袋竖直设置，封头28的长度大于电芯13的需要封装的长度，保证电芯13在前后位置有偏差的状态下也可保证终封的质量，这样只需保证电芯13左右方向的定位精度，大大降低了设备的精度要求，降低设备的生产制造和组装成本，在满足终封效果的前提下，保证质量，提升工作效率；
34.托盘12，对电芯气袋进行左右方向的定位，并实现电芯13的承载的转运；
35.升降机构16，设在支撑架11的下端，举升托盘12上下往复运动，向上将电芯气袋运送至两个封头28之间。
36.优选地，升降机构16为气缸21、油缸、电动推杆或电机丝杠结构，其他的可举升的等效结构都行，只要可以可实现稳定升降即可，实际举升的时候，托盘12的左右位置需要精确定位，是电芯13的厚度，向上运动，对应封头28的封装位置，定位精确后有利于封装过程中，左右受力均衡，电芯13稳定不歪斜，封装效果更佳；电芯13的前后位置伸出托盘12设置，伸出的部分方便与升降结构对应，举例：升降结构是气缸21，气缸21的出力轴向上设置，气缸21的出力轴上设置举升板，托盘12到位后，举升板将托盘12举起向上运动，在实际工作过程中，举升板的升降架之间可设置保证举升板升降精度的导轨24或者其他等效机构。
37.优选地，托盘12包括底板，底板的上端垂直设有多个支撑条14，支撑条14形成的空间，以使得电芯13竖直设置，并保持固定，结构简单，机械式固定，可人工进行电芯13的专业，也可以配置机械手进行电芯13的转运，根据实际情况进行选择和设定，如果是采用自动化流水线的形式，那采用机械手配合agv下车进行电芯13的转运，agv小车的运行规矩根据设置的自动化生产线轨迹设定，提升自动化的程度。
38.优选地，托盘12的下端设有轨道板，托盘12与轨道板之间设有保证托盘12相对支撑架11移动精度的导轨24，托盘12设在导轨24的上端，二者不固定，托盘12在轨道板上有a和b两个位置，a位置用于电芯13的上料和/或下料，b位置对应向上举升位置，直到c位置，保证电芯13转运的精度；更优选地，导轨24的滑块上端设有多个向上延伸的定位柱，多个定位柱形成栅栏结构的开口向上的槽形，对托盘12的位置进行导向和定位，导轨24的滑块与托盘12不连接，以使得托盘12向上被托举时，与导轨24的滑块脱离后上升，。
39.优选地，轨道板上设有感应托盘12到a位置的第一感应开关，还设有感应托盘12到
b位置的第二感应开关，支撑架11上设有托盘12到c位置的第三感应开关，感应开关可以是近接开关，也可以是碰触式接触开关，或者红外感应开关，感应托盘12的位置，确保托盘12的精度，有利于提升终封的质量。
40.优选地，封头28两侧的结构相同，方便统一制造，降低成本，而且结构相同，方便保证动作的同步性，其中一侧的封头28固锁在封头28座27上，封头28座27固设在基座25上，基座25在气缸21的驱动下相对支撑架11往复运动，进而带动封头28相对运动，采用气缸21驱动的方式，结构简单，在本结构结构，气缸21也可以用油缸或者电动推杆进行替代。
41.优选地，气缸21固锁在连接板22上，连接板22固设在支撑架11上，气缸21通过t型槽结构的浮动结构与基座25连接，t型槽结构，固定和拆卸均方便快捷，提升组装的效率，基座25的两侧与连接板22之间设有保证基座25运动精度的导轨24，提升精度。
42.优选地，封头28相对成组设置，其在支撑架11上平行设置为多组，每组封头28对应一个升降机构16，形成自动化流水线的结构，可同时对多个电芯13进行终封，提升工作效率；更优选地，支撑架11的上端设有活动板15，活动板15设在支撑上端的内部，用来承载封头28及相关的零件，活动板15的下端两侧设有调节螺丝18，调节螺丝18与支撑架11螺纹连接，向上调节后可实现活动板15的上下整体移动，方便调节两个封头28的水平度，也可调节封头28的上下位置，弥补了加工以及装配误差。
43.软包动力电芯13竖直终封的方法，包括以下步骤：
44.s1、电芯13在竖直状态下进行流转，电芯13排气封装，排气封印距离电芯13主体30mm，如图4所示，排气封装后使用机械手或者人工方式直接放在软包动力电芯13竖直终封的设备的托盘12中；
45.s2、电芯13的移动举升，先对电芯13左右位置进行定位，定位后托盘12通过平移机构从位置a平移到位置b，然后在举升结构的作用下从位置b上升到位置c；
46.s3、电芯13封印，电芯13达到位置c时，左右两侧的封头28同时工作，推向中间，分别和电芯气袋接触，保压3
‑
5s，形成最终封印，在电芯13主体旁边2mm处，形成一个宽度为8mm宽的封印，最终封印厚度为260um
±
15um，如图5所示，此竖直终封的方法，在电池封装领域是首次进行应用，突破了传统的封装方法，大大提升了铝塑膜的封装质量。
47.在实际的工作的过程中，如果电芯13制程过程中，电解液浸润不充分，电芯13内部浮液较多，水平放置时，电解液会流入气袋中，严重影响铝塑膜封装质量，使用竖直封装方法，电解液不会因电芯13水平放置倒流进入电芯气袋中，封装时铝塑膜内无电解液，因此封装质量好。
48.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。