一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置及其使用方法

2023-05-15 19:17:31

一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置及其使用方法
【專利摘要】一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，包括裝置器、下蓋、上蓋，裝置器為兩端開口的方型結構，裝置器頂部內側、底部內側分別與上蓋、下蓋密封配合，裝置器底部外側套設有底座，上蓋頂部設置有提手，上蓋底部兩端均設置有墊角，且上蓋上還開設有注膠孔、極耳孔，下蓋頂部設置有支撐柱，裝置器、下蓋、上蓋的製造材料都為模具鋼，底座的製造材料為橡膠，使用時，先在上蓋底部、裝置器內壁、下蓋頂部均勻噴塗脫模劑並晾乾，再對上蓋、裝置器、下蓋進行裝配，然後向注塑裝置內注膠並對注塑膠液進行固化，最後拆除上蓋、裝置器、下蓋。本設計不僅完全保護了單體電池的外形、保證了注塑後單體電池的形狀規則，而且延長了注塑裝置的使用壽命。
【專利說明】 一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於鋰離子電池領域，涉及一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置及其使用方法，具體適用於完全保護單體電池的外形、保證注塑後單體電池的形狀規則、延長注塑裝置的使用壽命。
【背景技術】
[0002]目前，鋰離子動力電池大多數採用硬包裝外殼，如鋁殼、鋼殼、膠殼等，硬包裝外殼由於具有一定的機械強度，故會顯著的影響電池的體積能量密度、質量能量密度和安全性，同時硬包裝外殼成本高，尤其是膠殼還會存在老化、破裂風險。然而軟包鋰離子電池外殼採用厚度為0.113?0.153mm的鋁塑複合膜包裝材質，以其安全性能良好、質量能量密度高、成型快以及利於散熱等優勢逐漸成為動力電池單體電芯的主要包裝方式之一，但鋁塑複合膜本身抗摩擦能力較差，當單體電池進行再加工或運輸時容易出現鋁塑複合膜劃傷、刺傷、腐蝕、組裝時電池四周相對不規則等不良現象，導致單體電池無法使用，為此軟包鋰離子電池的應用範圍受到了制約。
[0003]現有技術採用了對軟包鋰離子電池外形膠體注塑的方式，使電池外形得到保護，來彌補鋁塑複合膜抗摩擦能力差的缺陷，擴大電池的應用範圍。
[0004]中國專利申請公布號為CN102299386A，申請公布日為2011年12月28日的發明專利公開了一種軟包鋰離子動力電池的外形灌膠方法，該法中選用的外框包括外框底板以及外框四壁，且外框底板採用PET聚酯膜，外框四壁採用海綿墊。雖然該發明實現了對電池四周邊緣的灌膠，具有簡易、高效、低成本等優點，但仍然存在以下缺陷:
1、該發明局限於對單體電池的四周進行灌膠，無法對單體電池的頂部和底部無法進行有效保護，因此該法無法完全保護單體電池的外形；
2、該發明中外框四壁採用的是海綿墊，結構強度較低，不僅無法保證注塑後單體電池的外形規則，而且無法重複使用。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是克服現有技術中存在的外形注塑裝置無法完全保護單體電池的外形、無法保證注塑後單體電池的外形規則以及無法重複使用的問題，提供一種不僅能夠完全保護電池外形、保證注塑後單體電池的外形狀規，而且可重複使用的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置及其使用方法。
[0006]為實現以上目的，本發明的技術方案如下:
一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，包括裝置器、下蓋，所述裝置器為兩端開口的方型結構，其底部與下蓋密封配合；
所述注塑裝置還包括與裝置器的頂部密封配合的上蓋，所述上蓋的頂部開設有注膠孔，上蓋底部的兩端均設置有墊角，且下蓋的頂部設置有支撐柱。
[0007]所述上蓋的頂部呈方形，其四邊對應設置有一對極耳孔、一對提手，所述極耳孔對應開設在近墊角的兩端，提手平行設置在墊角之間的正中位置，且極耳孔、提手均相對於注膠孔對稱設置。
[0008]所述裝置器、下蓋、上蓋的製造材料都為模具鋼。
[0009]所述裝置器的頂部內側與上蓋密封配合，裝置器的底部內側與下蓋密封配合，裝置器的底部外側套設有底座。
[0010]所述底座的製造材料為橡膠。
[0011]所述注膠孔的直徑為3?15mm ;
所述墊腳的高度為2?4_ ;
所述極耳孔的寬度為0.1?1mm、長度為5?IOOmm ；
所述提手的高度為5?10mm、寬度為2?5mm、長度為5?IOmm ；
所述支撐柱的高度為2?4mm、直徑為3?15mm ；
所述底座的高度為2?4mm。
[0012]一種上述軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法，該使用方法依次包括以下步驟:
步驟一:注塑裝置的裝配:先將下蓋與裝置器的底部密封配合，再將單體電池由裝置器的頂部放入已安裝下蓋的裝置器內，並使單體電池的底部與支撐柱接觸，然後將上蓋與裝置器的頂部密封配合以完成注塑裝置的裝配；
步驟二:注塑:先由注膠孔向已完成裝配的注塑裝置內加注注塑膠液，待加注完畢後，排出注塑裝置內的空氣，然後對注塑裝置內的注塑膠液進行固化；
步驟三:注塑裝置的拆除:待固化完成後，拆下裝置器、下蓋、上蓋以取出注塑後的單體電池，此時，完成軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用。
[0013]所述上蓋的頂部呈方形，其四邊對應設置有一對極耳孔、一對提手，所述極耳孔對應開設在近墊角的兩端，提手平行設置在墊角之間的正中位置，且極耳孔、提手均相對於注膠孔對稱設置；
所述裝置器的頂部內側與上蓋密封配合，裝置器的底部內側與下蓋密封配合，裝置器的底部外側套設有底座；
所述步驟一是指:先將下蓋自裝置器的底部嵌入裝置器內以使其與裝置器的底部內側配合，再於下蓋與裝置器的配合處外部塗抹密封膠，然後在裝置器的底部外側套設底座，再將單體電池由裝置器的頂部放入已安裝下蓋、底座的裝置器內，並使單體電池的底部與支撐柱接觸，隨後將上蓋自裝置器的頂部嵌入裝置器內以使其與裝置器的頂部內側配合，最後於上蓋與裝置器的配合處外部塗抹密封膠，其中，單體電池的正、負極耳金屬帶經由極耳孔穿出；
所述步驟三是指:待固化完成後，先除去上蓋與裝置器的配合處的密封膠，再向上提拉提手以取下上蓋，然後拆下底座，並除去下蓋與裝置器的配合處的密封膠，隨後通過輕敲單體電池頂部的方式取下下蓋，最後推動單體電池底部並提拉正、負極耳金屬帶以將注塑後的單體電池取出。
[0014]所述使用方法還包括在上蓋的底部、裝置器的內壁、下蓋的頂部均勻噴塗脫模劑並晾乾的步驟，該步驟位於步驟一之前。
[0015]所述步驟二中，固化溫度為60?100°C，固化時間為10?60min。[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
1、本發明一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置包括與裝置器的頂部密封配合的上蓋，上蓋底部的兩端均設置有墊角，且下蓋的頂部設置有支撐柱，墊角與支撐柱結構的運用為單體電池的頂部和底部預留了灌膠空間，可實現對單體電池的四周、底部以及頂部同時進行灌膠，進而完全保護單體電池的外形。因此，本發明能夠完全保護單體電池的外形。
[0017]2、本發明一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置中裝置器、下蓋、上蓋的製造材料都為模具鋼，結構強度較大，不僅能夠保證注塑後單體電池的外形規則，而且可重複使用。因此，本發明不僅能夠保證注塑後單體電池的外形規則，而且可重複使用。
[0018]3、本發明一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置中裝置器的底部外側套設有底座，且底座的製造材料為橡膠，一方面，該設計有效提高了下蓋與裝置器的配合強度，避免因下蓋受單體電池的過大壓力而脫落，另一方面，橡膠材質的底座不僅便於安裝與拆卸，而且能夠避免下蓋、裝置器的配合處與外界摩擦，進而延長注塑裝置的使用壽命。因此，本發明不僅提高了下蓋與裝置器的配合強度、便於安裝與拆卸，而且延長了注塑裝置的使用壽命。
[0019]4、本發明一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法先在上蓋的底部、裝置器的內壁、下蓋的頂部均勻噴塗脫模劑並晾乾，再對上蓋、裝置器、下蓋進行裝配，並在上蓋、下蓋與裝置器的配合處均塗抹密封膠，然後向注塑裝置內注膠並對注塑膠液進行固化，最後拆除上蓋、裝置器、下蓋，該法不僅能夠有效保護單體電池外部的每個表面，而且防止了注塑過程中注塑膠液的滲漏。因此，本發明中的使用方法不僅能夠完全保護單體電池的外形，而且防止了注塑膠液的滲漏。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的結構示意圖。
[0021]圖中:裝置器1、下蓋2、支撐柱21、上蓋3、注膠孔31、墊角32、極耳孔33、提手34、底座4。
【具體實施方式】
[0022]下面結合【專利附圖】

【附圖說明】和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0023]參見圖1，一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，包括裝置器1、下蓋2，所述裝置器I為兩端開口的方型結構，其底部與下蓋2密封配合；
所述注塑裝置還包括與裝置器I的頂部密封配合的上蓋3，所述上蓋3的頂部開設有注膠孔31，上蓋3底部的兩端均設置有墊角32，且下蓋2的頂部設置有支撐柱21。
[0024]所述上蓋3的頂部呈方形，其四邊對應設置有一對極耳孔33、一對提手34，所述極耳孔33對應開設在近墊角32的兩端，提手34平行設置在墊角32之間的正中位置，且極耳孔33、提手34均相對於注膠孔31對稱設置。
[0025]所述裝置器1、下蓋2、上蓋3的製造材料都為模具鋼。
[0026]所述裝置器I的頂部內側與上蓋3密封配合，裝置器I的底部內側與下蓋2密封配合，裝置器I的底部外側套設有底座4。
[0027]所述底座4的製造材料為橡膠。
[0028]所述注膠孔31的直徑為3?15mm ； 所述墊腳32的高度為2?4_ ;
所述極耳孔33的寬度為0.1?1mm、長度為5?IOOmm ；
所述提手34的高度為5?10mm、寬度為2?5mm、長度為5?IOmm ；
所述支撐柱21的高度為2?4mm、直徑為3?15mm ；
所述底座4的高度為2?4mm。
[0029]一種上述軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法，該使用方法依次包括以下步驟:
步驟一:注塑裝置的裝配:先將下蓋2與裝置器I的底部密封配合，再將單體電池由裝置器I的頂部放入已安裝下蓋2的裝置器I內，並使單體電池的底部與支撐柱21接觸，然後將上蓋3與裝置器I的頂部密封配合以完成注塑裝置的裝配；
步驟二:注塑:先由注膠孔31向已完成裝配的注塑裝置內加注注塑膠液，待加注完畢後，排出注塑裝置內的空氣，然後對注塑裝置內的注塑膠液進行固化；
步驟三:注塑裝置的拆除:待固化完成後，拆下裝置器1、下蓋2、上蓋3以取出注塑後的單體電池，此時，完成軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用。
[0030]所述上蓋3的頂部呈方形，其四邊對應設置有一對極耳孔33、一對提手34，所述極耳孔33對應開設在近墊角32的兩端，提手34平行設置在墊角32之間的正中位置，且極耳孔33、提手34均相對於注膠孔31對稱設置；
所述裝置器I的頂部內側與上蓋3密封配合，裝置器I的底部內側與下蓋2密封配合，裝置器I的底部外側套設有底座4 ；
所述步驟一是指:先將下蓋2自裝置器I的底部嵌入裝置器I內以使其與裝置器I的底部內側配合，再於下蓋2與裝置器I的配合處外部塗抹密封膠，然後在裝置器I的底部外側套設底座4，再將單體電池由裝置器I的頂部放入已安裝下蓋2、底座4的裝置器I內，並使單體電池的底部與支撐柱21接觸，隨後將上蓋3自裝置器I的頂部嵌入裝置器I內以使其與裝置器I的頂部內側配合，最後於上蓋3與裝置器I的配合處外部塗抹密封膠，其中，單體電池的正、負極耳金屬帶經由極耳孔33穿出；
所述步驟三是指:待固化完成後，先除去上蓋3與裝置器I的配合處的密封膠，再向上提拉提手34以取下上蓋3，然後拆下底座4，並除去下蓋2與裝置器I的配合處的密封膠，隨後通過輕敲單體電池頂部的方式取下下蓋2，最後推動單體電池底部並提拉正、負極耳金屬帶以將注塑後的單體電池取出。
[0031]所述使用方法還包括在上蓋3的底部、裝置器I的內壁、下蓋2的頂部均勻噴塗脫模劑並晾乾的步驟，該步驟位於步驟一之前。
[0032]所述步驟二中，固化溫度為60?100°C，固化時間為10?60min。
[0033]本發明一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置的原理說明如下:
本發明包括裝置器1、下蓋2、上蓋3，下蓋2的頂部設置有支撐柱21，該結構能夠保證單體電池底部的注膠尺寸；上蓋3的底部設置有墊角32，上蓋3的頂部設置有極耳孔33和提手34，墊角32可以保證單體電池頂部的注膠尺寸，極耳孔33能夠對單體電池的極耳金屬帶形成保護，提手34可方便裝載與拆卸上蓋3 ;裝置器I的底部外側套設有底座4，可有效提高下蓋2與裝置器I的配合強度；本發明不僅尺寸規則，適用於多種型號的單體電池，而且可完全保護單體電池的外形，便於單體電池組成模塊時的裝配，且有利於單體電池的裝卸。
[0034]本發明一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法的原理說明如下:
步驟一:該步驟中，下蓋2、上蓋3與裝置器I的配合處均塗抹密封膠，有效避免了注塑
過程中注塑膠液的滲漏。
[0035]步驟二:由於固化溫度過低會延長固化時間且減弱其自消泡能力，溫度過高製品表面容易發花和產生氣泡，固化時間過長則會導致樹脂與填料之間產生較大的內應力，也常使製品表面發暗起泡，嚴重時會使製品破裂，因此該步驟將固化溫度控制在60?100°C，固化時間控制在10?60min。
[0036]步驟三:包括除去下蓋2、上蓋3與裝置器I的配合處的密封膠，拆下底座4，取下上蓋3和下蓋2，該步驟不僅不會對裝置器1、下蓋2、上蓋3的表面造成損害，而且拆卸後的裝置器1、下蓋2、上蓋3都能夠重複裝配使用。
[0037]實施例1:
參見圖1，一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，包括裝置器1、下蓋2、上蓋3，所述裝置器I為兩端開口的方型結構，裝置器I的底部內側與下蓋2密封配合，裝置器I的底部外側套設有底座4，裝置器I的頂部內側與上蓋3密封配合，所述下蓋2的頂部設置有支撐柱21，所述上蓋3的頂部呈方形，其四邊對應設置有一對極耳孔33、一對提手34，所述極耳孔33對應開設在近墊角32的兩端，提手34平行設置在墊角32之間的正中位置，且極耳孔33、提手34均相對於上蓋3頂部開設的注膠孔31對稱設置，所述上蓋3底部的兩端均設置有墊角32，所述裝置器1、下蓋2、上蓋3的製造材料都為模具鋼，底座4的製造材料為橡膠，所述支撐柱21的高度為2?4mm、直徑為3?15mm,所述注膠孔31的直徑為3?15mm,所述墊腳32的高度為2?4mm,所述極耳孔33的寬度為0.1?1mm、長度為5?100mm,所述提手34的高度為5?10mm、寬度為2?5mm、長度為5?IOmm,所述底座4的高度為2?4mm。
[0038]一種上述軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法，該使用方法依次包括以下步驟:
a:在上蓋3的底部、裝置器I的內壁、下蓋2的頂部均勻噴塗脫模劑並晾乾；b:先將下蓋2自裝置器I的底部嵌入裝置器I內以使其與裝置器I的底部內側配合，再於下蓋2與裝置器I的配合處外部塗抹密封膠，然後在裝置器I的底部外側套設底座4，再將單體電池由裝置器I的頂部放入已安裝下蓋2、底座4的裝置器I內，並使單體電池的底部與支撐柱21接觸，隨後將上蓋3自裝置器I的頂部嵌入裝置器I內以使其與裝置器I的頂部內側配合，最後於上蓋3與裝置器I的配合處外部塗抹密封膠以完成注塑裝置的裝配，其中，單體電池的正、負極耳金屬帶經由極耳孔33穿出；
c:先由注膠孔31向已完成裝配的注塑裝置內加注注塑膠液，待加注完畢後，排出注塑裝置內的空氣，然後對注塑裝置內的注塑膠液進行固化，其中，所述固化溫度為60?100 °C，固化時間為10?60min ；
d:待固化完成後，先除去上蓋3與裝置器I的配合處的密封膠，再向上提拉提手34以取下上蓋3，然後拆下底座4，並除去下蓋2與裝置器I的配合處的密封膠，隨後通過輕敲單體電池頂部的方式取下下蓋2，最後推動單體電池底部並提拉正、負極耳金屬帶以將注塑後的單體電池取出，此時，完成軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用。
【權利要求】
1.一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，包括裝置器(I)、下蓋(2)，所述裝置器(I)為兩端開口的方型結構，其底部與下蓋(2 )密封配合，其特徵在於: 所述注塑裝置還包括與裝置器(I)的頂部密封配合的上蓋(3 )，所述上蓋(3 )的頂部開設有注膠孔(31)，上蓋(3 )底部的兩端均設置有墊角(32 )，且下蓋(2 )的頂部設置有支撐柱(21)。
2.根據權利要求1所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，其特徵在於:所述上蓋(3)的頂部呈方形，其四邊對應設置有一對極耳孔(33)、一對提手(34)，所述極耳孔(33)對應開設在近墊角(32)的兩端，提手(34)平行設置在墊角(32)之間的正中位置，且極耳孔(33)、提手(34)均相對於注膠孔(31)對稱設置。
3.根據權利要求1或2所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，其特徵在於:所述裝置器(I)、下蓋(2)、上蓋(3)的製造材料都為模具鋼。
4.根據權利要求2所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，其特徵在於:所述裝置器(I)的頂部內側與上蓋(3)密封配合，裝置器(I)的底部內側與下蓋(2)密封配合，裝置器(I)的底部外側套設有底座(4)。
5.根據權利要求4所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，其特徵在於:所述底座(4)的製造材料為橡膠。
6.根據權利要求4或5所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置，其特徵在於: 所述注膠孔(31)的直徑為3~15mm ； 所述墊腳(32)的高度為2~4mm ; 所述極耳孔(33)的寬度為0.1~1mm、長度為5~IOOmm ； 所述提手(34)的高度為5~10mm、寬度為2~5mm、長度為5~IOmm ； 所述支撐柱(21)的高度為2~4mm、直徑為3~15mm ； 所述底座(4)的高度為2~4_。
7.—種權利要求1所述的軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法，其特徵在於該使用方法依次包括以下步驟: 步驟一:注塑裝置的裝配:先將下蓋(2)與裝置器(I)的底部密封配合，再將單體電池由裝置器(I)的頂部放入已安裝下蓋(2)的裝置器(I)內，並使單體電池的底部與支撐柱(21)接觸，然後將上蓋(3)與裝置器(I)的頂部密封配合以完成注塑裝置的裝配； 步驟二:注塑:先由注膠孔(31)向已完成裝配的注塑裝置內加注注塑膠液，待加注完畢後，排出注塑裝置內的空氣，然後對注塑裝置內的注塑膠液進行固化； 步驟三:注塑裝置的拆除:待固化完成後，拆下裝置器(I)、下蓋(2)、上蓋(3)以取出注塑後的單體電池，此時，完成軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用。
8.根據權利要求7所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法，其特徵在於: 所述上蓋(3)的頂部呈方形，其四邊對應設置有一對極耳孔(33)、一對提手(34)，所述極耳孔(33)對應開設在近墊角(32)的兩端，提手(34)平行設置在墊角(32)之間的正中位置，且極耳孔(33)、提手(34)均相對於注膠孔(31)對稱設置； 裝置器(I)的頂部內側與上蓋(3)密封配合，裝置器(I)的底部內側與下蓋(2)密封配合，裝置器(I)的底部外側套設有底座(4)；所述步驟一是指:先將下蓋(2)自裝置器(I)的底部嵌入裝置器(I)內以使其與裝置器(I)的底部內側配合，再於下蓋(2)與裝置器(I)的配合處外部塗抹密封膠，然後在裝置器(I)的底部外側套設底座(4)，再將單體電池由裝置器(I)的頂部放入已安裝下蓋(2)、底座(4)的裝置器(I)內，並使單體電池的底部與支撐柱(21)接觸，隨後將上蓋(3)自裝置器(I)的頂部嵌入裝置器(I)內以使其與裝置器(I)的頂部內側配合，最後於上蓋(3)與裝置器(I)的配合處外部塗抹密封膠，其中，單體電池的正、負極耳金屬帶經由極耳孔(33)穿出； 所述步驟三是指:待固化完成後，先除去上蓋(3)與裝置器(I)的配合處的密封膠，再向上提拉提手(34)以取下上蓋(3)，然後拆下底座(4)，並除去下蓋(2)與裝置器(I)的配合處的密封膠，隨後通過輕敲單體電池頂部的方式取下下蓋(2)，最後推動單體電池底部並提拉正、負極耳金屬帶以將注塑後的單體電池取出。
9.根據權利要求7或8所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法，其特徵在於:所述使用方法還包括在上蓋(3)的底部、裝置器(I)的內壁、下蓋(2)的頂部均勻噴塗脫模劑並晾乾的步驟，該步驟位於步驟一之前。
10.根據權利要求7或8所述的一種軟包鋰離子電池外形注塑裝置的使用方法，其特徵在於:所述步驟 二中，固化溫度為60~100°C，固化時間為10~60min。
【文檔編號】B29C45/78GK103802266SQ201410028929
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】孟仙雅, 劉立炳, 惠懷兵, 馮修成, 陳果 申請人:東風商用車有限公司