電芯折邊設備及採用其的電芯折邊方法
2023-05-19 13:36:01 1
電芯折邊設備及採用其的電芯折邊方法
【專利摘要】本發明涉及一種電芯折邊設備，其具有一次折邊裝置，該一次折邊裝置的上模具有多個間隔設置的上壓板，下模具有多個間隔設置的下壓板，且上壓板的間隔設置與下壓板的間隔設置交錯配合，從而使一次折邊後電芯弧形邊的熱封邊形成有規律的皺褶。然後可利用一90度折邊裝置進行二次折邊，電芯的弧形熱封邊就可以整齊褶皺摺起，不會出現因熱封邊皺在一起出現的封邊外擴嚴重或包裝膜被折邊裝置扯裂的情況，徹底解決目前弧形軟包鋰電池折邊漏液難題。
【專利說明】電芯折邊設備及採用其的電芯折邊方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電芯生產設備及方法，特別涉及一種弧形電芯折邊設備及採用其的電芯折邊方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子產品個性化的發展，市場對弧形軟包鋰電池需求量越來越大。
[0003]弧形軟包鋰電池折邊一直以來都是業界難題，現有弧形軟包裝鋰電池在封裝時都是採用一次性折邊工藝，一次衝壓成型。然而在這個過程中電芯弧形邊緣處的折邊的皺褶不整齊，不整齊的位置容易外翹，且折邊時對包裝膜的損傷較大，很容易使包裝膜撕裂破損而出現漏液，阻礙弧形軟包鋰電池的廣泛應用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種在折邊過程中對包裝膜損傷小的電芯折邊設備。
[0005]一種電芯折邊設備，其用於對具有弧形邊的軟包裝電池進行折邊操作，其具有一次折邊裝置，該一次折邊裝置包括下模組件和上模組件，所述下模組件包括下模和設置在下模上的彈性墊，所述下模上與電芯的弧形邊相對應的位置設計有凸牆，所述凸牆和下模上表面圍成一用於收容彈性墊和電芯的定位槽。其中，所述凸牆的外側壁上延伸而出多個間隔設置的下壓板，所述下壓板實質上垂直於所述凸牆的外側壁及下模表面。下壓板的外側邊從靠近凸牆的頂部的外側壁或從凸牆的頂部向下模表面延伸，且其從起點延伸的方向相對所述凸牆的外側壁的角度小於或等於90度並大於或等於O度。所述上模組件的上模設置有與所述多個間隔設置的下壓板相對應的多個間隔設置的上壓板，所述多個間隔設置的上壓板與所述多個間隔設置的下壓板交錯配合，從而使上模組件下壓時可將上、下模組件之間的電芯封邊壓出整齊的皺褶。
[0006]優選的，所述下模上與電芯的直邊相對的位置也形成有凸牆。
[0007]優選的，所述的電芯折邊設備還包括具有第二上模組件和第二下模組件的二次折邊裝置，所述第二下模組件和一次折邊裝置的下模組件相比的區別點至少包括省略了所述下壓板，所述凸牆之外的下模表面為光滑表面，所述第二上模組件的上模與所述光滑表面相對的位置為光滑表面。
[0008]優選的，所述下模上形成有定位孔，所述上模上與所述定位孔相對的位置上設置有導柱，所述上模組件下壓時，所述導柱插入所述定位孔內。
[0009]優選的，所述上模的槽口內側形成有孔，所述孔內設置有通過彈簧與所述上模相連的壓塊，所述上模組件下壓時，所述壓塊預壓電芯。
[0010]本發明的目的還在於提供一種應用上述折邊設備的電芯折邊方法。
[0011]一種電芯折邊方法，其包括以下步驟:
將未折邊的電芯放置於所述凸牆內側的彈性墊上，使電芯的包裝膜封邊從所述凸牆上方伸展； 利用所述一次折邊裝置對所述未折邊的電芯進行衝壓操作以完成一次折邊，使一次折邊後的電芯的弧形邊的熱封邊呈規律的皺褶狀，且封邊與電芯側壁的夾角大於或等於O度並小於90度；以及
利用二次折邊裝置對所述經過一次折邊操作後的電芯進行衝壓操作以完成二次折邊，使電芯的弧形邊的熱封邊與電芯側壁的夾角小於30度。
[0012]本發明的電芯折邊設備具有一次折邊裝置，利用其對具有弧形邊的電芯進行一次折邊後，電芯的弧形封邊可按一定斜度和一定皺摺折起，然後再採用一 90度折邊裝置進行二次折邊時，電芯的弧形封邊就可整齊褶皺，不會因封邊皺在一起出現的封邊外擴嚴重或包裝膜被折邊裝置扯裂的情況，徹底解決目前弧形軟包鋰電池折邊漏液難題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一實施例中電芯折邊設備的一次折邊裝置的剖面圖。
[0014]圖2為本發明一實施例中未折邊的電芯的示意圖。
[0015]圖3為本發明一實施例中經過一次折邊後的電芯示意圖。
[0016]圖4為本發明一實施例中一次折邊裝置下模主視圖及其三向剖面圖。
[0017]圖5為本發明一實施例中一次折邊裝置上模主視圖及其三向剖面圖。
[0018]圖6為本發明一實施例中經過二次折邊後電芯的縱向剖面示意圖。
[0019]圖7為本發明一實施例中電芯折邊設備的二次折邊裝置的剖面圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合具體實施例及附圖對本發明電芯折邊設備及採用其的電芯折邊方法作進一步詳細描述。
[0021]本發明的電芯折邊設備主要包括一次折邊裝置和二次折邊裝置，用於對具有弧形邊的電芯，例如圖2所示的未折邊電芯10經過兩次折邊後，電芯的弧形邊緣處的折邊皺褶整齊，相對電芯外側壁的彎折角度在合適的範圍內。
[0022]圖2所示的未折邊電芯10的外形接近桌球拍，具有弧形邊12和連接弧形邊兩端的直邊14，其中桌球拍的手柄被電池的正負極耳16取代。包裝膜已完成熱封邊，封邊18從電芯的上表面或下表面延伸而出。
[0023]如圖1所示，一個較佳實施例中，本發明的電芯折邊設備的一次折邊設備主要包括下模組件30和上模組件20。下模組件30包括墊板31、通過螺釘固定在墊板31上的下模32以及設置在下模32上的彈性墊33。彈性墊33用於在上模組件20下壓時緩衝電芯受到的衝擊力，以保護電芯。本實施例中，利用矽橡膠製成彈性墊，由於矽膠板.具有一定彈力，可以使折邊後電芯容易取出，在上模下壓時還起到保護電芯和電芯外包裝膜的作用。彈性墊33的形狀和尺寸與電芯本體(不包括極耳16)的形狀和尺寸相同或略大。
[0024]下模32上對應彈性墊33的外緣基本/實質上垂直向上延伸而出一圈凸牆34。凸牆34和下模上表面圍成一用於收容彈性墊33和電芯10的定位槽，凸牆的高度低於電芯和彈性墊的厚度的和。請同時參考圖4，其中圖4(a)為下模主視圖，圖4(b)為下模A-A向剖面圖，圖4(c)為下模B-B向剖面圖，圖4(d)為下模C-C向部分剖面圖。本實施例中，為描述方便，與電芯10的直邊14對應的凸牆被標記為341，與電芯10的弧形邊對應的凸牆被標記為343。其它實施例中，凸牆341僅保留與凸牆343連接處的一段。
[0025]特別的是，凸牆343以及凸牆341的與凸牆343相連接的端部的外側壁上延伸而出多個間隔設置的下壓板35。下壓板35實質上垂直凸牆34和下模32上表面。為達到電芯10封邊18的皺褶程度從裡側到外側逐漸增大的目的，下壓板35的外側邊(遠離凸牆外壁和下模表面的一邊)從靠近凸牆34的頂部的外側壁或從凸牆的頂部向下模表面延伸，且其從起點延伸的方向相對凸牆的外側壁的角度小於90度並大於或等於O度。本實施例中，下壓板35呈三角板形，其兩個直角邊分別與凸牆34和下模相連。其它實施例中，下壓板35可呈接近三角板形，其可不與下模表面連接。其他實施例中，下壓板35可呈矩形板狀，如此，其從凸牆34的外側壁向外延伸的角度等於90度，上模下壓後，電芯封邊18的皺褶程度從裡側到外側一致，也可實現二次折邊後形成整齊褶皺的目的。
[0026]實際製造過程中，下壓板是利用衝壓設備在凸牆外側部衝壓凹槽351後形成的。
[0027]上模組件20主要包括安裝板21、通過螺釘固定在安裝板21上的墊板22以及固定在墊板22上的上模23。其中，墊板22用於固定彈簧組件24。彈簧組件24包括導柱和套在導柱上的彈簧。彈簧的末端連接一預壓塊25。預壓塊25的形狀和尺寸與電芯本體(不包括極耳16)的形狀和尺寸相同或略小，其在外力的作用下可壓縮彈簧並沿導柱朝向墊板22運動。從而上模組件20下壓時，電芯10的受力在可控範圍內。其它實施例中，可省略墊板22，預壓塊25通過彈簧組件固定於安裝板21上。
[0028]請同時參考圖5，其中圖5(a)為上模主視圖，圖5 (b)為上模A-A向剖面圖，圖5(c)為上模B-B向剖面圖，圖5 (d)為上模C-C向部分剖面圖。本實施例中，由於電芯的極耳16不需要彎折，因此上模23朝向下模組件30的一面呈二級臺階狀，具體的，與凸牆341以及電芯的極耳16相對的一側231低於其與電芯本體及凸牆343相對的另一側232，從而在上模組件20下壓時，電芯封邊18位於直邊14的一側沒有被折邊。
[0029]上模23呈環形，其中間的通孔用於收容彈簧組件24和預壓塊25。上模23圍成上述通孔的邊緣處與下壓板35相對，該圍成上述通孔的邊緣處的與凸牆343 (也即電芯弧形邊)相對的部分、以及與凸牆341的與凸牆343相連接的端部相對的部分呈外擴的斜面233，也即從上模的縱截面來看，與凸牆343相對的通孔的邊緣處呈朝向下模組件30擴張的喇叭狀，在此稱其為外擴的槽口。上模組件20下壓到最低位置時，槽口 233的表面與下壓板35的外側邊相貼合。槽口 233的表面基本垂直或實質上垂直延伸而出多條間隔設置的凸條2331作為上壓板234，上壓板234和下壓板35交錯設置，從而上壓板下壓時可將上、下壓板之間的包裝膜封邊壓出規律的皺褶(請參考圖3，其中圖3 (a)為電芯主視圖，圖3 (b)為圖3(a)的A-A剖面圖)，且一次折邊後，電芯弧形邊處的封邊與電芯外側壁的夾角小於或等於90度並大於或等於O度。
[0030]其它實施例中，凸牆341的與凸牆343相連接的端部的外側壁上可不設置下壓板。對應的，上模的圍成上述通孔的邊緣處的與凸牆341的與凸牆343相連接的端部相對的部分也可不設置上壓板。
[0031]此外，下模32上形成有定位孔36，上模23上與定位孔36相對的位置上設置有導柱26，當上模組件20下壓時，導柱26插入定位孔36內輔助定位，以確保折邊的準確性。
[0032]二次折邊裝置的結構與上述一次折邊裝置類似，也包括下模組件60和上模組件50，如圖7所示。下模組件60與下模組件30的主要區別在於下模組件60上未設置下壓板，未設置下壓板的位置呈光滑表面。上模組件50與上模組件20的主要區別在於未設置槽口 233和上壓板234，未設置槽口 233和上壓板234的位置為光滑表面。也即，二次折邊裝置用於進行90度折邊處理，上模下壓時，上模中部通孔的邊緣與下模的凸牆作用將封邊進行90度折邊處理，處理後的熱封邊與電芯側壁的夾角優選的小於30度。此處的夾角是從熱封邊邊緣處遠離電芯外側壁的皺褶頂部測量得到的。
[0033]綜上，本發明利用上述電芯折邊設備執行的電芯折邊方法主要包括以下幾個步驟。
[0034]步驟一，將未折邊的電芯放置於凸牆34內側的彈性墊33上，使電芯的包裝膜封邊從凸牆34上方伸展而出。
[0035]步驟二，利用一次折邊裝置對未折邊的電芯和包裝膜行衝壓操作以完成一次折邊，使一次折邊後的電芯的弧形邊的封邊呈規律的皺褶狀，且弧形邊處的封邊與電芯側壁的夾角小於或等於90度並大於或等於O度。
[0036]步驟三，將經過一次折邊後的電芯轉移至二次折邊裝置上，利用二次折邊裝置對電芯進行衝壓操作以完成二次折邊，使電芯的弧形邊的封邊與電芯側壁的夾角小於30度，如圖6所示，其中圖6(a)為經過二次折邊的電芯的正面圖，圖6(b)為圖6(a)的A-A剖面圖。
[0037]本發明創造性地利用一次折邊裝置對具有弧形邊的電芯進行一次折邊處理，使電芯的弧形封邊可按一定斜度和一定皺摺折起，然後再採用一 90度折邊裝置進行二次折邊，電芯的弧形封邊可整齊褶皺，不會因封邊皺在一起出現的封邊外擴嚴重或包裝膜被折邊裝置扯裂的情況，徹底解決目前弧形軟包鋰電池折邊漏液難題。
[0038]雖然對本發明的描述是結合以上具體實施例進行的，但是，熟悉本【技術領域】的人員能夠根據上述的內容進行許多替換、修改和變化、是顯而易見的。因此，所有這樣的替代、改進和變化都包括在附後的權利要求的精神和範圍內。
【權利要求】
1.一種電芯折邊設備，用於對具有弧形邊的軟包裝電池進行折邊操作，其具有一次折邊裝置，該一次折邊裝置包括下模組件和上模組件，所述下模組件包括下模和設置在下模上的彈性墊，所述下模上與電芯的弧形邊相對應的位置設計有凸牆，所述凸牆和下模上表面圍成一用於收容彈性墊和電芯的定位槽，其特徵在於: 所述凸牆的外側壁上延伸而出多個間隔設置的下壓板，所述下壓板實質上垂直於所述凸牆的外側壁及下模表面；下壓板的外側邊從靠近凸牆的頂部的外側壁或從凸牆的頂部向下模表面延伸，且其從起點延伸的方向相對所述凸牆的外側壁的角度小於或等於90度並大於或等於O度； 所述上模組件的上模設置有與所述多個間隔設置的下壓板相對應的多個間隔設置的上壓板，所述多個間隔設置的上壓板與所述多個間隔設置的下壓板交錯配合，從而使上模組件下壓時可將上、下模組件之間的電芯封邊壓出整齊的皺褶。
2.根據權利要求1所述的電芯折邊設備，其特徵在於，所述下模上與電芯的直邊相對的位置也形成有凸牆。
3.根據權利要求1所述的電芯折邊設備，其特徵在於，還包括具有第二上模組件和第二下模組件的二次折邊裝置，所述第二下模組件和一次折邊裝置的下模組件相比的區別點至少包括省略了所述下壓板，所述凸牆之外的下模表面為光滑表面，所述第二上模組件的上模與所述光滑表面相對的位置為光滑表面。
4.根據權利要求1所述的電芯折邊設備，其特徵在於，所述下模上形成有定位孔，所述上模上與所述定位孔 相對的位置上設置有導柱，所述上模組件下壓時，所述導柱插入所述定位孔內。
5.根據權利要求1所述的電芯折邊設備，其特徵在於，所述上模的槽口內側形成有孔，所述孔內設置有通過彈簧與所述上模相連的壓塊，所述上模組件下壓時，所述壓塊預壓電-!-HΛ ο
6.一種基於權利要求1所述的電芯折邊設備的電芯折邊方法，其特徵在於，包括以下步驟: 將未折邊的電芯放置於所述凸牆內側的彈性墊上，使電芯的包裝膜封邊從所述凸牆上方伸展； 利用所述一次折邊裝置對所述未折邊的電芯進行衝壓操作以完成一次折邊，使一次折邊後的電芯的弧形邊的熱封邊呈規律的皺褶狀，且封邊與電芯側壁的夾角大於或等於O度並小於90度；以及 利用二次折邊裝置對所述經過一次折邊操作後的電芯進行衝壓操作以完成二次折邊，使電芯的弧形邊的熱封邊與電芯側壁的夾角小於30度。
【文檔編號】H01M6/14GK103904342SQ201410101636
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】朱俊明, 龍猛, 韓紀雲, 劉金成, 陳玉梅 申請人:惠州億緯鋰能股份有限公司