CN113002852B - 软包电池贴膜机构及装置与贴膜方法 - Google Patents

软包电池贴膜机构及装置与贴膜方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种软包电池贴膜机构及装置与贴膜方法，其中，软包电池贴膜机构用于在软包电池的表面粘贴保护膜，并包括电池承载部和辊压部，电池承载部具有顶部敞口的电池容纳腔，并于电池承载部上设有供外部充气装置向软包电池的铝塑膜壳体内充气的充气单元。辊压部则包括驱动单元，以及设于驱动单元的驱动端上的压辊，且压辊可径向弹性变形，并可于驱动单元的驱使下，压辊执行预设的贴膜运动，以将保护膜贴合于铝塑膜壳体的表面。本发明所述的软包电池贴膜机构，通过设置充气单元，并采用可径向弹性变形的压辊，可使得保护膜与铝塑膜壳体的表面有效贴合，从而可有效避免产生气泡，并可防止铝塑膜壳体发生变形，进而可获得较好的贴合质量。

Description

软包电池贴膜机构及装置与贴膜方法
技术领域
本发明涉及软包电池制造设备技术领域，特别涉及一种软包电池贴膜机构，同时，本发明还涉及一种具有该软包电池贴膜机构的软包电池贴膜装置，以及利用软包电池贴膜机构的贴膜方法。
背景技术
软包电池是与圆柱、铝壳、塑壳等电池结构并列的主流体系之一，并广泛用于数码类产品及动力和储能领域。其中，软包锂电池主要由正负极材料，隔膜、电解液以及包覆在最外层的铝塑膜构成。因聚合物软包电池冲坑成型多为曲面，铝塑膜最外层的尼龙层在电池制造过程中，容易被机器划伤，而导致存在漏液、被电解液腐蚀等问题，因此，通常在软包电池的铝塑膜最外层贴上保护膜。
目前，主要采用以下几种方法贴膜，其一是采用对辊压合保护膜的方式，此方法由于对辊压合，其无法确保其平行度，且对辊一般采用软胶材质制成，容易附着异物。另一方法是采用真空吸附保护膜贴膜，此方法吸附保护膜时定位效果差，而且在压合时，铝塑膜表面的曲面受力不均匀，导致贴膜质量较差。第三种是提前将保护膜吸附在对辊上，当电池通过对辊间隙时，控制速度、并随电池前进，逐步完成贴膜，此方法导致容易导致铝塑膜形变，而且易产生各种气泡。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种软包电池贴膜机构，其可提高保护膜于铝塑膜壳体上的贴合质量。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种软包电池贴膜机构，用于在软包电池的表面粘贴保护膜，所述软包电池贴膜机构包括：
电池承载部，具有顶部敞口的电池容纳腔，并于所述电池承载部上设有供外部充气装置向所述软包电池的铝塑膜壳体内充气的充气单元；
辊压部，包括驱动单元，以及设于所述驱动单元的驱动端上的压辊，所述压辊可径向弹性变形，且于所述驱动单元的驱使下，所述压辊执行预设的贴膜运动，以将所述保护膜贴合于所述铝塑膜壳体的表面。
进一步的，所述电池容纳腔与充气后的所述软包电池位于该电池容纳腔内的部分随形设置。
进一步的，所述电池容纳腔冲坑成型。
进一步的，所述电池承载部上设有以连通外部抽真空装置而对所述电池容纳腔内抽真空的抽真空单元。
进一步的，所述电池承载部包括下座体，以及与所述下座体相连的上座体，且连接后的所述上座体可构成对所述铝塑膜壳体边缘部分的压紧。
进一步的，所述压辊为并排设置的若干个，且所述压辊包括与所述驱动端相连的主体，以及包覆于所述主体外的海绵层，所述主体由碳纤维制成。
进一步的，所述海绵层的厚度为3-10mm。
进一步的，所述驱动单元包括纵向驱动装置，以及设于所述纵向驱动装置的驱动端上的横向驱动装置，所述压辊设于所述横向驱动装置的驱动端上。
进一步的，所述软包电池贴膜机构还包括以将位于所述电池容纳腔中的所述软包电池进行翻转的翻转部。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的软包电池贴膜机构，通过在电池承载部上设置供外部充气装置向铝塑膜壳体内充气的充气单元，并采用可径向弹性变形的压辊，由此可在压辊的挤压下，使得保护膜与铝塑膜壳体的表面有效贴合，从而可有效避免产生气泡，并能够防止铝塑膜壳体发生变形，进而可获得较好的贴合质量。
另外，将电池容纳腔与充气后的软包电池位于该电池容纳腔内的部分随形设置，可保证充气口铝塑膜壳体不发生形变而影响冲坑质量。而于电池承载部上设有以连通外部抽真空装置而对电池容纳腔内抽真空的抽真空单元，不仅可在软包电池放置于电池容纳腔内时，有效防止铝塑膜壳体发生变形，同时也可提高软包电池的固定效果。
此外，将连接后的上座体构成对铝塑膜壳体边缘部分的压紧，能够提高软包电池的固定效果。通过在主体外包覆海绵层，可提高压辊的径向弹性变形效果，从而可提高贴膜质量。设置翻转部，可便于实现本贴膜机构对铝塑膜壳体另一侧的贴膜。
本发明的另一目的在于提出一种软包电池贴膜装置，包括以放卷保护膜的放卷机构，位于所述放卷机构下游的如上所述的软包电池贴膜机构，以及相邻于所述软包电池贴膜机构设置的以切断所述保护膜的切断机构。
本发明所述的软包电池贴膜装置，通过采用如上所述的软包电池贴膜机构，可有效避免贴膜后产生气泡，并可防止铝塑膜壳体发生变形，能够获得较好的贴合质量，因此可具有较好的使用效果。
此外，本发明还涉及一种软包电池贴膜机构的贴膜方法，该贴膜方法包括：向软包电池充气，以使所述软包电池与保护膜相贴，再通过压辊执行预设的贴膜动作，而将所述保护膜贴合于铝塑膜壳体的表面。
本发明所述的贴膜方法，操作简单，且可提高保护膜于铝塑膜壳体上的贴合质量。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的软包电池贴膜机构的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的软包电池贴膜机构的分解***图；
图3为本发明实施例所述的抽气通道于下座体上的分布图；
图4为本发明实施例所述的软包电池贴膜装置的结构示意图。
附图标记说明：
1、下座体；101、抽气通道；2、上座体；3、软包电池；4、压辊；5、保护膜；6、连接组件；7、放卷机构；8、张力控制机构；9、纠偏机构；10、切断机构；11、拉膜机构；12、翻转部。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例涉及一种软包电池贴膜机构，用于在软包电池的表面粘贴保护膜，在整体结构上，其主要包括电池承载部和辊压部。其中，电池承载部具有顶部敞口的电池容纳腔，并于电池承载部上设有供外部充气装置向软包电池的铝塑膜壳体内充气的充气单元。辊压部则包括驱动单元，以及设于驱动单元的驱动端上的压辊，且压辊可径向弹性变形，并可于驱动单元的驱使下，压辊执行预设的贴膜运动，以将保护膜贴合于铝塑膜壳体的表面。
本实施例的软包电池贴膜机构，通过在电池承载部上设置供外部充气装置向铝塑膜壳体内充气的充气单元，并采用可径向弹性变形的压辊，由此可在压辊的挤压下，使得保护膜与铝塑膜壳体的表面有效贴合，从而可有效避免产生气泡，并能够防止铝塑膜壳体发生变形，进而可获得较好的贴合质量。
基于如上设计思想，本实施例的软包电池贴膜机构的一种示例性结构如图 1和图2中所示，为提高对软包电池3的固定效果，本实施例的电池承载部包括下座体1以及与下座体1可拆卸连接的上座体2，且连接后的上座体2可构成对铝塑膜壳体边缘部分的压紧。其中，下座体1和上座体2之间采用现有常规的可拆卸连接方式即可。且为提高贴膜效果，上座体2用以压紧铝塑膜壳体边缘的一侧优选采用与铝塑膜壳体随形设置的结构。
仍由图1中所示，上述充气单元具体包括构造于下座体1上的充气通道，以及设于充气通道的通道口处的连接组件6，以用于和外部充气装置连接。其中，充气通道具体对应于软包电池3未封装的一面设置，以通过该侧面向铝塑膜壳体内充入气体，且该气体具体可为无油压缩空气或氮气。而可以理解的是，充气通道除了构造于下座体1上，亦可构造于上座体2上，或由上座体2和下座体1围构形成，但此时需考虑充气通道的密封性。
另外，为保证充气后铝塑膜壳体不发生形变而影响冲坑质量，本实施例的电池容纳腔与充气后的软包电池3位于该电池容纳腔内的部分随形设置，并具体可采用冲坑成型。其中，具体设计实施时，可先完成对铝塑膜壳体的充气，再依据充气后的铝塑膜壳体的形态来构造电池容纳腔。且为防止充气时导致铝塑膜壳体开裂，可限定充气压力为0.05MPa～0.2MPa。
本实施例中，于电池承载部上设有以连通外部抽真空装置而对电池容纳腔内抽真空的抽真空单元，如此设置，不仅可在软包电池3放置于电池容纳腔内时，有效防止铝塑膜壳体发生变形，同时也可提高软包电池3的固定效果，进而可提高贴膜效果。由图3中所示，作为一种可行的实施方式，本实施例的抽真空单元具体包括构造于下座体1上的多个抽气通道101，且该多个抽气通道 101对应于电池容纳腔大致均匀布置。显然，抽气通道101除了采用图3中所示的分布结构，亦可视具体情况而适应调整。
前述驱动单元具体包括可输出纵向位移的纵向驱动部，以及设于该纵向驱动部的驱动端、并可输出横向位移的横向驱动部，上述压辊4具体设于该横向驱动部的驱动端上。其中，纵向驱动部具体可采用纵向布置的直线电机，横向驱动部则可采用横向布置的直线电机。当然，驱动单元还可直接采用现有的两轴伺服模组。
此外，本实施例的压辊4为并排设置的若干个，且作为一种可行的实施方式，由图1和图2中所示，压辊4具体为并排设置的两个，各压辊4包括与驱动端相连的主体，以及包覆于主体外的海绵层，并因该海绵层的包覆而使压辊 4可径向弹性变形。其中，主体具体由碳纤维制成，海绵层的厚度为3-10mm，例如可为3mm、5mm、8mm、10mm等。在此，可以理解的是，主体除了由碳纤维制成，亦可由其他具有一定硬度的材质制成。
除此以外，为了进一步提高使用效果，本实施例的软包电池贴膜机构还包括以将位于电池容纳腔中的软包电池3进行翻转的翻转部12。该翻转部12具体可采用叶片式摆动气缸，其用以夹持软包电池3的夹持部分的结构参照现有贴膜装置的翻转机构即可。
另外，本实施例还涉及一种软包电池贴膜装置，如图4中所示，其包括以放卷保护膜5的放卷机构7，位于放卷机构7下游的如上所述的软包电池贴膜机构，以及相邻于该软包电池贴膜机构设置的以切断保护膜5的切断机构10。且为提高贴膜效果，于放卷机构7和切断机构10还设有张力控制机构8、纠偏机构9，并于压辊4的下游设有拉膜机构11，其中，上述各机构均可参照现有技术，本文不再赘述。
此外，本实施例还涉及一种软包电池贴膜机构的贴膜方法，该贴膜方法向软包电池充气，以使所述软包电池与保护膜相贴，再通过压辊执行预设的贴膜动作，而将所述保护膜贴合于铝塑膜壳体的表面。
具体来讲，先对软包电池3的铝塑膜壳体的表面进行除尘、瑕疵检测、除静电等预处理；然后将软包电池3放入软包电池贴膜机构的电池容纳腔内，并使上座体2压紧软包电池3后，开始充气。与此同时，压辊4在驱动单元的驱动下纵向下移，以使保护膜5贴合于铝塑膜壳体上，且驱动单元对压辊4施加的压力可由充气压力和该压力形成的闭环反馈***获得，其具体可参照现有设计。随后，驱动单元驱使压辊4横向移动，以完成铝塑膜壳体上侧面的贴膜，再利用切断机构10切断保护膜5即可。最后利用翻转部12将软包电池3翻转后，重复如上工序即可完成对铝塑膜壳体的下侧面的贴膜。
本发明所述的贴膜方法通过利用上述的贴膜机构贴膜，不仅操作简单，且可有效避免贴膜后产生气泡，并可防止铝塑膜壳体发生变形，能够获得较好的贴合质量，因此可具有较好的使用效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包电池贴膜机构，用于在软包电池(3)的表面粘贴保护膜(5)，其特征在于，所述软包电池贴膜机构包括：
电池承载部，具有顶部敞口的电池容纳腔，并于所述电池承载部上设有供外部充气装置向所述软包电池(3)的铝塑膜壳体内充气的充气单元；
辊压部，包括驱动单元，以及设于所述驱动单元的驱动端上的压辊(4)，所述压辊(4)可径向弹性变形，且于所述驱动单元的驱使下，所述压辊(4)执行预设的贴膜运动，以将所述保护膜(5)贴合于所述铝塑膜壳体的表面。
2.根据权利要求1所述的软包电池贴膜机构，其特征在于：所述电池容纳腔与充气后的所述软包电池(3)位于该电池容纳腔内的部分随形设置。
3.根据权利要求1所述的软包电池贴膜机构，其特征在于：所述电池承载部上设有以连通外部抽真空装置而对所述电池容纳腔内抽真空的抽真空单元。
4.根据权利要求1所述的软包电池贴膜机构，其特征在于：所述电池承载部包括下座体(1)，以及与所述下座体(1)相连的上座体(2)，且连接后的所述上座体(2)可构成对所述铝塑膜壳体边缘部分的压紧。
5.根据权利要求1所述的软包电池贴膜机构，其特征在于：所述压辊(4)为并排设置的若干个，且所述压辊(4)包括与所述驱动端相连的主体，以及包覆于所述主体外的海绵层，所述主体由碳纤维制成。
6.根据权利要求5所述的软包电池贴膜机构，其特征在于：所述海绵层的厚度为3-10mm。
7.根据权利要求1所述的软包电池贴膜机构，其特征在于：所述驱动单元包括纵向驱动装置，以及设于所述纵向驱动装置的驱动端上的横向驱动装置，所述压辊(4)设于所述横向驱动装置的驱动端上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的软包电池贴膜机构，其特征在于：所述软包电池贴膜机构还包括以将位于所述电池容纳腔中的所述软包电池(3)进行翻转的翻转部。
9.一种软包电池贴膜装置，其特征在于：包括以放卷保护膜(5)的放卷机构，位于所述放卷机构下游的如权利要求1至8中任一项所述的软包电池贴膜机构，以及相邻于所述软包电池贴膜机构设置的以切断所述保护膜(5)的切断机构。
10.一种软包电池贴膜机构的贴膜方法，其特征在于，该贴膜方法包括：向软包电池充气，以使所述软包电池与保护膜相贴，再通过压辊执行预设的贴膜动作，而将所述保护膜贴合于铝塑膜壳体的表面。
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