一种锂电池封装设备及锂电池封装工艺的制作方法

本发明属于锂电池生产，具体涉及一种锂电池封装设备及锂电池封装工艺。

背景技术：

1、锂电池包括软包型锂电池、方壳型锂电池以及圆柱形锂电池，其中，软包型锂电池以其轻量化、高安全性以及适配灵活性而在电动工具以及电动车辆等领域广泛使用。

2、软包锂电池的生产过程中包括正负极材料制备、正负极片制备、焊接正负极片，卷绕电芯、封装、干燥、电解液注射、抽真空、测试以及分级包装等步骤。在这些生产步骤中，封装需要将卷绕完成的电芯放到压制成型的铝塑膜上，然后对铝塑膜进行封边、干燥、注电解液、切边等流程。

3、其中，在注入电解液后，还需要将锂电池送至干燥室，静置一段时间。其目的是使得电解液能够充分浸润电芯，并使得电池包中的水汽能够排出到废气包中，以减少电池包内部的水汽，防止成品电池因为水汽而发生鼓包、短路等问题。静置一段时间后的锂电池再次进行封边，并将废气包裁减掉，最后切边，完成软包型锂电池的封装。

4、然而，在干燥时，电池包内的水汽、空气容易附着在芯体以及铝塑壳内壁上，形成若干微小气泡，这些微小气泡难以直接排出，最后随着切边封装遗留在电池内部，影响锂电池的使用寿命。

5、为此，如何在锂电池最后封装前进一步减少其内部的水汽、空气，是目前锂电池生产过程中面临的难点。

技术实现思路

1、针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种锂电池封装设备及锂电池封装工艺，旨在解决现有技术中锂电池在封装过程中，其内部存在微小气泡的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种锂电池封装设备，包括支撑台，所述支撑台的顶部安装有相对设置的第一支架、第二支架，所述第一支架与第二支架之间设置有夹持机构与挤压出气机构，所述夹持机构包括第一夹手，所述挤压出气机构自上而下依次包括抽真空组件、热封组件以及辊压组件，所述第一夹手位于抽真空组件远离热封组件一侧，所述辊压组件包括相配合设置的第一辊筒组与第二辊筒组，所述第一支架上安装有第一动力组，所述第二支架上安装有第二动力组，所述第一动力组驱动第一辊筒组朝向第二辊筒组移动，所述第二动力组驱动第二辊筒组朝向第一辊筒组移动；

4、所述第一辊筒组包括限位壳、压辊以及次级动力组，所述限位壳位于压辊与次级动力组之间，所述次级动力组与限位壳动力连接，所述次级动力组驱动限位壳在竖直方向上移动。

5、其中，所述次级动力组包括竖向设置的第一丝杆、第一滑杆，所述第一丝杆的底部设置有固定壳，所述第一丝杆的顶部设置有滑动块，所述固定壳内安装有第一马达，所述第一马达与第一丝杆的一端动力连接，所述第一丝杆的另一端与滑动块转动连接，所述第一丝杆与限位壳螺纹连接，所述第一滑杆与限位壳滑动连接。

6、其中，所述第一动力组包括第一电机、第一螺纹杆、第二电机、第二螺纹杆、第一限位杆以及第二限位杆，所述第一丝杆位于第一螺纹杆与第一限位杆之间，所述第一滑杆位于第二螺纹杆与第二限位杆之间，所述第一螺纹杆的一端与第一电机动力连接，所述第一螺纹杆的另一端安装有第一限位块，所述固定壳与第一螺纹杆螺纹连接，所述滑动块与第一限位杆滑动连接；所述第二螺纹杆的一端与第二电机动力连接，所述第二螺纹杆的另一端转动连接有第二限位块，所述第一滑杆与第二螺纹杆之间安装有第一滑块，所述第一滑杆与第二限位杆之间安装有第二滑块，所述第一滑块与第二螺纹杆螺纹连接，所述第二滑块与第二限位杆滑动连接。

7、其中，所述压辊的两端均设置有连接轴，所述连接轴的轴线与压辊的轴线重合，所述限位壳与连接轴之间设置有缓冲组件，所述缓冲组件包括定位壳与定位柱，所述定位壳内安装有缓冲弹簧，所述定位柱的一端与缓冲弹簧连接，所述定位柱的另一端与连接轴转动连接。

8、其中，所述夹持机构还包括第二夹手，所述支撑台的顶部安装有固定板，所述固定板的底部安装有伸缩气缸，所述第二夹手位于固定板的顶部，所述第二夹手与第一夹手相对设置。

9、其中，所述抽真空组件包括相对设置的第一伸缩杆与第二伸缩杆，所述第一伸缩杆位于第一支架朝向第二支架的一端，所述第二伸缩杆位于第二支架朝向第一支架的一端，所述第一伸缩杆朝向第二支架的一端安装有抽气壳，所述抽气壳朝向第二支架的一端安装有若干中空针筒，所述第一支架的顶部安装有真空泵，所述真空泵与抽气壳管道连接；所述第二伸缩杆朝向第一支架的第一端安装有定位板。

10、其中，所述抽气壳与真空泵之间设置有积液仓，所述抽气壳、真空泵均与积液仓管道连接。

11、其中，所述热封组件包括相对设置的第一伸缩油缸与第二伸缩油缸，所述第一伸缩油缸的伸缩端安装有第一加热头，所述第一伸缩油缸的另一端与第一支架连接，所述第二伸缩油缸的伸缩端安装有第二加热头，所述第二伸缩油缸的另一端与第二支架连接，所述第一加热头与第二加热头相对设置。

12、其中，所述第二辊筒组与第一辊筒组的结构相同，所述第二动力组与第一动力组结构相同。

13、一种锂电池封装工艺，包括以下步骤：

14、步骤一，铝塑膜压制；

15、利用压制机对铝塑膜进行压制成型，压制完成后铝塑膜上留有电池槽与气囊槽；

16、步骤二，一封；

17、将卷绕成成品的电池芯放置到电池槽内，然后利用折边机将铝塑膜进行对折；铝塑膜对折完成后将折边机送至侧边封装设备进行第一次封装，此时，对折后得铝塑膜的顶边与其一侧边被热压封装，保留一侧边未封口，此处侧边为注液口；

18、步骤三，干燥；

19、将步骤二中完成一封的锂电池送至真空干燥仓进行干燥，干燥时间36-48h，干燥温度60-80℃；

20、步骤四，注液；

21、将步骤三中完成干燥的锂电池送至注液设备，通过注液口向电池槽内注入电解液，直至气囊槽内出现电解液后停止注液，然后再次送至真空干燥仓静置干燥，干燥时间18-24h，干燥温度40-60℃；

22、步骤五，二封；

23、将步骤四中完成干燥的锂电池送至封装机，将注液口一侧封边；

24、步骤六，三封；

25、将步骤五中完成二封的锂电池送至锂电池封装设备，第一夹手对锂电池注液口一侧进行夹紧固定，第二夹手对锂电池远离注液口一侧的封边进行夹紧固定，此时锂电池位于第一辊筒组、第二辊筒组之间，然后通过第一动力组、第二动力组分别驱动第一辊筒组、第二辊筒组朝向锂电池移动，当第一辊筒组与第二辊筒组完成夹紧后，第一动力组、第二动力组驱动第一辊筒组、第二辊筒组由下向上移动，当第一辊筒组、第二辊筒组到达气囊槽与电池槽之间后停止，并分别复位；与此同时，抽真空组件的针筒刺破气囊槽，并抽取气囊槽内气体，当检测到电解液进入针筒后，抽真空组件停止工作，此时，热封组件的第一加热头、第二加热头相向移动，并加紧锂电池气囊槽与电池槽之间区域，完成第三次封装；

26、步骤七，切割包覆；

27、将步骤六中完成三封锂电池送至切边机，将气囊槽从锂电池上切除，切除完成后将锂电池送至折边机进行侧边折叠，侧边折叠完成后，将锂电池送至包覆机包覆隔膜，完成锂电池的封装采用了上述技术方案后，本方案的有益效果是：

28、一是通过第一辊筒组、第二辊筒组相结合对锂电池的两侧进行挤压，迫使锂电池内部的气泡向着气囊方向移动，最终在气囊汇聚，该设计减少了锂电池内部的空气含量。二是通过抽真空组件将气囊内部气体抽出，防止气囊内暂存的气体因为气压差再次返回锂电池内部。三是通过特定的锂电池封装工艺进一步减少锂电池内部气泡的留存。

技术特征：

1.一种锂电池封装设备，包括支撑台（1），所述支撑台（1）的顶部安装有相对设置的第一支架（11）、第二支架（12），所述第一支架（11）与第二支架（12）之间设置有夹持机构（2）与挤压出气机构，所述夹持机构（2）包括第一夹手（21），所述挤压出气机构自上而下依次包括抽真空组件、热封组件以及辊压组件（5），所述第一夹手（21）位于抽真空组件远离热封组件一侧，其特征在于，所述辊压组件（5）包括相配合设置的第一辊筒组（51）与第二辊筒组（52），所述第一支架（11）上安装有第一动力组（53），所述第二支架（12）上安装有第二动力组（54），所述第一动力组（53）驱动第一辊筒组（51）朝向第二辊筒组（52）移动，所述第二动力组（54）驱动第二辊筒组（52）朝向第一辊筒组（51）移动；

2.根据权利要求1所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述次级动力组（55）包括竖向设置的第一丝杆（551）、第一滑杆（552），所述第一丝杆（551）的底部设置有固定壳（553），所述第一丝杆（551）的顶部设置有滑动块（554），所述固定壳（553）内安装有第一马达（555），所述第一马达（555）与第一丝杆（551）的一端动力连接，所述第一丝杆（551）的另一端与滑动块（554）转动连接，所述第一丝杆（551）与限位壳（511）螺纹连接，所述第一滑杆（552）与限位壳（511）滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述第一动力组（53）包括第一电机（531）、第一螺纹杆（533）、第二电机（532）、第二螺纹杆（534）、第一限位杆以及第二限位杆（535），所述第一丝杆（551）位于第一螺纹杆（533）与第一限位杆之间，所述第一滑杆（552）位于第二螺纹杆（534）与第二限位杆（535）之间，所述第一螺纹杆（533）的一端与第一电机（531）动力连接，所述第一螺纹杆（533）的另一端安装有第一限位块，所述固定壳（553）与第一螺纹杆（533）螺纹连接，所述滑动块（554）与第一限位杆滑动连接；所述第二螺纹杆（534）的一端与第二电机（532）动力连接，所述第二螺纹杆（534）的另一端转动连接有第二限位块，所述第一滑杆（552）与第二螺纹杆（534）之间安装有第一滑块，所述第一滑杆（552）与第二限位杆（535）之间安装有第二滑块，所述第一滑块与第二螺纹杆（534）螺纹连接，所述第二滑块与第二限位杆（535）滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述压辊（512）的两端均设置有连接轴（5121），所述连接轴（5121）的轴线与压辊（512）的轴线重合，所述限位壳（511）与连接轴（5121）之间设置有缓冲组件（513），所述缓冲组件（513）包括定位壳（5131）与定位柱（5132），所述定位壳（5131）内安装有缓冲弹簧（5133），所述定位柱（5132）的一端与缓冲弹簧（5133）连接，所述定位柱（5132）的另一端与连接轴（5121）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述夹持机构（2）还包括第二夹手（22），所述支撑台（1）的顶部安装有固定板（13），所述固定板（13）的底部安装有伸缩气缸（14），所述第二夹手（22）位于固定板（13）的顶部，所述第二夹手（22）与第一夹手（21）相对设置。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述抽真空组件包括相对设置的第一伸缩杆（31）与第二伸缩杆（32），所述第一伸缩杆（31）位于第一支架（11）朝向第二支架（12）的一端，所述第二伸缩杆（32）位于第二支架（12）朝向第一支架（11）的一端，所述第一伸缩杆（31）朝向第二支架（12）的一端安装有抽气壳（33），所述抽气壳（33）朝向第二支架（12）的一端安装有若干中空针筒（34），所述第一支架（11）的顶部安装有真空泵（35），所述真空泵（35）与抽气壳（33）管道连接；所述第二伸缩杆（32）朝向第一支架（11）的第一端安装有定位板（36）。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述抽气壳（33）与真空泵（35）之间设置有积液仓（37），所述抽气壳（33）、真空泵（35）均与积液仓（37）管道连接。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述热封组件包括相对设置的第一伸缩油缸（41）与第二伸缩油缸（42），所述第一伸缩油缸（41）的伸缩端安装有第一加热头（43），所述第一伸缩油缸（41）的另一端与第一支架（11）连接，所述第二伸缩油缸（42）的伸缩端安装有第二加热头（44），所述第二伸缩油缸（42）的另一端与第二支架（12）连接，所述第一加热头（43）与第二加热头（44）相对设置。

9.根据权利要求1所述的一种锂电池封装设备，其特征在于，所述第二辊筒组（52）与第一辊筒组（51）的结构相同，所述第二动力组（54）与第一动力组（53）结构相同。

10.一种锂电池封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种锂电池封装设备及锂电池封装工艺，涉及锂电池生产技术领域，包括支撑台，支撑台的顶部安装有第一支架、第二支架，第一支架与第二支架之间设置有夹持机构与挤压出气机构，挤压出气机构自上而下依次包括抽真空组件、热封组件以及辊压组件，辊压组件包括相配合设置的第一辊筒组与第二辊筒组，第一支架上安装有第一动力组，第二支架上安装有第二动力组，第一辊筒组包括限位壳、压辊以及次级动力组，限位壳位于压辊与次级动力组之间，次级动力组与限位壳动力连接。借此，通过第一辊筒组、第二辊筒组相结合对锂电池的两侧进行挤压，迫使锂电池内部的气泡向着气囊方向移动，最终在气囊汇聚，该设计减少了锂电池内部的空气含量。

技术研发人员：张君楠,杨爱民,吴振,李成杰,杜志华,杨世春,冯鑫刚,刘光吉,刘永成
受保护的技术使用者：山东威能环保电源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23