封装装置和叠片机

技术领域

本发明涉及二次电池制造技术领域，具体而言，涉及一种封装装置和叠片机。

背景技术

随着电动汽车的技术的发展和销量的增加，动力电池的需求量日益增大。动力电池的电芯成型工艺主要由叠片机完成。

随着电芯产量需求的日益增加，叠片工艺的速度不断提升，制片流程中对隔膜封边的速度及要求也不断提升。现有的叠片机中用于封装极片的压刀压板式封装速度已经远远不能满足现在的高速叠片的需求。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种封装装置和叠片机，其能够实现极片的连续高速封装，从而可以提高叠片机的叠片速度以提高电芯的生产效率。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种封装装置，用于将极片封装在两层复合隔膜之间，所述封装装置包括机架、承载组件、驱动辊和封装组件；

所述驱动辊可转动地设置于所述机架；

所述承载组件安装于所述机架，且所述承载组件位于所述驱动辊的底部，所述承载组件用于承载和运送所述复合隔膜与所述极片；

所述封装组件设置于所述驱动辊，所述封装组件用于与所述承载组件配合以对两层所述隔膜进行封合从而将所述极片封装在两层所述隔膜内。

在可选的实施方式中，所述封装组件包括两个隔膜压轮，两个所述隔膜压轮间隔设置于所述驱动辊，两个所述隔膜压轮用于与所述承载组件配合以对两层所述复合隔膜相对的两侧进行封合。

在可选的实施方式中，所述封装组件还包括隔膜压刀，所述隔膜压刀沿着所述驱动辊的径向设置，且向着所述驱动辊的轴向延伸，所述隔膜压刀用于与所述承载组件配合以对相邻的两个所述极片之间区域的两层所述复合隔膜进行封合。

在可选的实施方式中，所述隔膜压刀浮动安装于所述驱动辊，所述隔膜压刀可向着所述驱动辊的径向伸缩；或者，所述封装装置还包括驱动装置，所述驱动装置设置于机架，所述驱动辊可转动地设置于所述驱动装置，所述驱动装置可驱动所述驱动辊向着远离或靠近承载组件的方向移动。

在可选的实施方式中，所述隔膜压刀包括热封刀头和电发热件，所述电发热件设置沿着所述热封刀头的长度方向设置于所述热封刀头内，所述电发热件用于对所述热封刀头加热，所述热封刀头沿所述驱动辊的径向设置于所述驱动辊，所述热封刀头用于和所述承载组件配合以对相邻的两个所述极片之间的两层所述复合隔膜进行热封和压合。

在可选的实施方式中，所述隔膜压刀还包括导热硅胶，所述导热硅胶设置于所述热封刀头远离所述驱动辊的一侧，所述导热硅胶用于与所述复合隔膜抵接以对两层所述复合隔膜进行热封和压合。

在可选的实施方式中，所述导热硅胶具有抵接面，所述抵接面为连续的平滑直面，所述抵接面用于与所述复合隔膜抵接以对两层所述复合隔膜进行热封和压合；或者，所述导热硅胶上间隔设置有多个抵接齿，多个所述抵接齿用于与所述复合隔膜抵接以对两层所述复合隔膜进行热封和压合。

在可选的实施方式中，所述封装装置还包括预热组件，所述预热组件设置于所述机架，且所述预热组件位于所述封装组件的前方，所述预热组件用于对所述复合隔膜进行预热。

在可选的实施方式中，所述承载组件包括驱动轴，所述驱动轴安装于所述机架，且所述驱动轴设置于所述驱动辊的底部，所述驱动轴用于承载和运送所述复合隔膜，且所述封装组件用于与所述驱动轴配合以对两层所述隔膜进行封合以将所述极片封装在两层所述隔膜内。

第二方面，本发明提供一种叠片机，包括前述实施方式中任一项所述的封装装置。

本发明实施例提供的封装装置和叠片机的有益效果包括，例如：

本申请通过将驱动辊可转动地设置于机架，且将承载组件安装于机架位于驱动辊的底部的位置，利用承载组件可以连续运送复合隔膜与极片，同时将封装组件设置于驱动辊，封装组件可以随着驱动辊转动，从而使封装组件在承载组件运送隔膜和极片时就可以对两层复合隔膜封合将极片封合在两层隔膜内，通过转动的方式，使得封装可以持续性的连续进行，从而可以提高封装的速度和提高叠片的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的封装装置的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例提供的封装装置的封装效果示意图；

图3为本发明实施例提供的封装装置的封装组件设置驱动辊上的示意；

图4为本发明实施例提供的封装装置的隔膜压刀结构示意图。

图中：

100-封装装置；110-机架；111-上撑板；113-安装座；115-安装板；130-承载组件；131-驱动轴；150-驱动辊；170-封装组件；171-隔膜压轮；173-隔膜压刀；175-热封刀头；177-电发热件；179-安装孔；181-导热硅胶；183-卡接部；185-卡接槽；187-抵接面；211-联轴器；213-减速机；215-伺服电机；217-隔热件；219-电滑环；230-驱动装置；231-气缸；233-连接件；235-滑槽；310-极片；330-隔膜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参照图1和图2，本发明实施例提供一种叠片机，该叠片机包括封装装置100和叠片装置(图未视)，封装装置用于将极片310封装在两层复合隔膜330之间，叠片装置用于将封装好的极片310叠放在一起形成裸电芯。

请结合图1和图2，在本实施例中，所述封装装置100包括机架110、承载组件130、驱动辊150和封装组件170。驱动辊150可转动地设置于机架110。承载组件130安装于机架110，且承载组件130位于驱动辊150的底部，承载组件130用于承载和运送复合隔膜330与极片310。封装组件170设置于驱动辊150，封装组件170用于与承载组件130配合以对两层隔膜330进行封合从而将极片310封装在两层隔膜330内。

本实施例通过将驱动辊150可转动地设置于机架110，且将承载组件130安装于机架110位于驱动辊150的底部的位置，利用承载组件130可以连续运送复合隔膜330与极片310形成的三层结构，同时将封装组件170设置于驱动辊150，驱动辊150可以随着运动方向转动，而带动封装组件170转动，从而使封装组件170在承载组件130运送隔膜330和极片310时就可以对两层复合隔膜330封合将极片310封合在两层隔膜330内。通过转动的方式进行封装，使得封装可以持续性的连续进行，从而可以提高封装的速度和提高叠片的效率。

需要说明的是，一般情况下在极片310封装前会利用机械手等装置将尺寸小于隔膜330宽度的极片310均匀且间隔的放置在一层复合隔膜330上，再利用另一层复合隔膜330覆盖在极片310的顶部，形成一个三层结构。让该三层结构被承载组件130一起传送至封装工位后利用封装组件170和承载组件130配合进行封装。

在本实施例中，机架110呈矩形框架包括相对设置的上撑板111和安装座113，以及设置在两侧的安装板115，安装座113可使封装装置100集成在叠片机上，而上撑板111和安装板115形成安装载体以安装封装装置100的零件和组件。

在本实施例中，所述封装组件170包括两个隔膜压轮171，两个所述隔膜压轮171间隔设置于所述驱动辊150，且两个隔膜压轮171的间距大于极片310的长度，小于隔膜330的宽度，两个隔膜压轮171与所述承载组件130配合以对两层所述复合隔膜330相对的两侧进行封合。复合隔膜330的相对的两侧的区域如图2中A处所示的区域。

通过设置两个隔膜压轮171，从而可以利用隔膜压轮171与承载组件130配合可以方便的实现对隔膜330宽度方向的两侧进行封合。

请结合图1和图2，在本实施例中，两个隔膜压轮171与承载组件130配合对两层复合隔膜330相对的两侧进行封合的方式是通过设置隔膜压轮171的直径使得隔膜压轮171的外周缘与承载组件130承载面的距离小于两层复合隔膜330叠加的厚度，利用承载组件130的支撑和隔膜压轮171在转动的过程中对两层复合隔膜330进行挤压，使得两层复合隔膜330粘接在一起。

当然，在本申请的另外一些实施例中，也可在隔膜压轮171上设置电加热管等加热设备，利用电加热设备可以将两层复合隔膜330热熔在一起。

可以理解的，隔膜压轮171的直径大于驱动辊150的直径，且两者的直径差大于极片310的厚度，从而可以避免在封合过程中驱动辊150和承载组件130之间挤压到极片310使得极片310掉粉和避免极片310刺破隔膜330。

请结合图1、图2和图3，在本实施例中，隔膜压轮171与驱动辊150同轴心设置，从而在封合时可以达到连续密封。当然，在本申请的另外一些实施例，隔膜压轮171也可以和驱动辊150错位偏心设置，实现间段性密封。

其次，在本申请的另外一些实施例中，隔膜压轮171的数量也可以为多个，例如四个，两个隔膜压轮171组成一组进行封合，从而可以一次封合多组提高封合的效率。

在本实施例中，所述封装组件170还包括隔膜压刀173，所述隔膜压刀173沿着所述驱动辊150的径向设置在两个隔膜压轮171之间，且向着所述驱动辊150的轴向延伸，所述隔膜压刀173用于与所述承载组件130配合以对相邻的两个所述极片310之间区域的两层所述复合隔膜330进行封合。相邻的两个所述极片310之间区域如图2中B处所示的区域。

本实施例在驱动轴131上设置隔膜压刀173，利用驱动轴131带动隔膜压刀173转动，对两个所述极片310之间区域的两层所述复合隔膜330进行封合，从而可以与隔膜压轮171配合将每个极片310封装在单个袋子中。

具体地，隔膜压刀173的数量可以根据极片310的宽度设置，只要保证两个隔膜压刀173之间对应的弧长大于极片310的宽度即可。

然而，在一些情况下，也可以仅在驱动辊150安装隔膜压轮171或者隔膜压刀173中的一种以实现对极片310的封装。

在本实施例中，封装装置100还包括驱动装置230，驱动辊150通过驱动装置230安装在机架110上，驱动装置230可驱动驱动辊150向着远离或靠近承载组件130的方向移动，从而可以改变隔膜压轮171和隔膜压刀173与承载组件130的承载面之间的距离。

在本实施例中，为使驱动辊150两端的动作同步，驱动装置230的数量包括两个，两个驱动装置设置在机架的两侧。

请继续参照图1，在本实施例中，驱动装置230包括气缸231和连接件233，气缸231安装在机架110上，且与连接件233连接，驱动辊150可转动地安装在连接件233上。安装板115上设置有滑槽235，连接件233可移动的设置在滑槽235内。气缸231动作可让连接件233在滑槽235内上下移动，从而改变隔膜压轮171和隔膜压刀173与承载组件130之间的距离。

请结合图1、图2和图3，在本实施例中，所述隔膜压刀173浮动安装于所述驱动辊150，所述隔膜压刀可向着所述驱动辊150的径向伸缩。由于两层隔膜330之间封装极片310，导致在两层隔膜330之间设置极片310的区域厚度要厚于两层隔膜330的厚度，而浮动安装可以避免在极片310错位时损失极片310，其次由于极片310和隔膜330的厚度在不同的生产批次之间会有差异，而将隔膜压刀173浮动设置，从而可以更好的适应不同厚度的隔膜330。

其次，将隔膜压刀173浮动设置调整隔膜压刀173的伸缩范围，实现对不同型号极片310的封装。

在一般生产过程中隔膜330的厚度是差距不大的，但极片310的尺寸会随着不同的电芯发生改变，在一些实施例中，隔膜压刀173可以通过弹性件和螺栓浮动安装在驱动轴131上，通过旋转螺栓调整隔膜压刀173的浮动范围。弹性件设置在隔膜压刀173和驱动辊150之间，隔膜压刀173可沿着螺栓径向移动。例如，在进行大尺寸的极片310封装时，可以旋出螺栓，使得隔膜压刀173的旋转时的半径增大，从而转动同样的角度扫过的路线更长，而在进行小尺寸的极片310封装，可以旋紧螺栓。

当然，在本申请的另外一些实施例中，也可以将隔膜压刀173固定安装在驱动辊150上，在针对不同的尺寸的极片310封装时，可以通过增加隔膜压刀173的数量，或者改变隔膜压刀173的安装位置以及更换隔膜压刀173的尺寸以让隔膜压刀173对相邻的两个极片310之间的区域进行封合。

请参照图2、图3和图4，在本实施例中，所述隔膜压刀173包括热封刀头175和电发热件177，所述电发热件177设置沿着所述热封刀头175的长度方向设置于所述热封刀头175内，所述电发热件用于对所述热封刀头175加热，所述热封刀头175沿所述驱动辊150的径向设置于所述驱动辊150，所述热封刀头175用于和所述承载组件130配合以对相邻的两个所述极片310之间的两层所述复合隔膜330进行热封和压合。

一般情况下，电发热件177为电发热管，通过在热封刀头175上设置安装孔179，将电发热件177嵌入在热封导头内。

本实施例通过在热封刀头175内设置电发热件177可以使的隔膜压刀173可以块速高效的实现对两层隔膜330进行热封。

在本实施例中，所述隔膜压刀173还包括导热硅胶181，所述导热硅胶181设置于所述热封刀头175远离所述驱动辊150的一侧，所述导热硅胶181用于与所述复合隔膜330抵接以对两层所述复合隔膜330进行热封和压合。本实施例通过设置带热硅胶从而可以均匀热量。

在本实施例中，隔膜压刀173的端部设置卡接部183，导热硅胶181设置有卡接槽185，导热硅胶181通过卡接槽185卡接在隔膜压刀173的卡接部183上。当然在本申请的另外一些实施例中导热硅胶181也可以紧固件安装在热封刀头175上。

在本实施例中，所述导热硅胶181具有抵接面187，所述抵接面187为连续的平滑直面，所述抵接面187用于与所述复合隔膜330抵接以对两层所述复合隔膜330进行热封和压合。降抵接面187设置为平滑直面从而可以实现对相邻的两个极片310之间区域形成连续的封合。

当然，在本申请的另外一些实施例中，所述导热硅胶181上间隔设置有多个抵接齿，多个所述抵接齿用于与所述复合隔膜330抵接以对两层所述复合隔膜330进行热封和压合。利用抵接齿，从而可以对两层隔膜330实现点封。

在本实施例中，封装装置还包括预热组件(图未示)，所述预热组件设置于所述机架110，且所述预热组件位于所述热封组件的前方，所述预热组件用于对所述复合隔膜330进行预热。本实施例通过设置预热组件，从而可以在热封前对两个隔膜330进行预热，从而可以提高热封组件的封合效率。

在本实施例中，预热组件可以是加热板或者热风机等，从而可以利用加热板或者热风机对两层隔膜330实现预热。

请参照图1，在本实施例中，所述承载组件130包括驱动轴131，所述驱动轴131安装于所述机架110，且所述驱动轴131设置于所述驱动辊150的底部，所述驱动轴131用于承载和运送所述复合隔膜330，且所述封装组件170用于与所述驱动轴131配合以对两层所述隔膜330进行封合以将所述极片310封装在两层所述隔膜330内。

将承载组件130设置为驱动轴131从而可以通过驱动轴131的运动实现对隔膜330和极片310运送和承载。

当然，在本申请的另外一些实施例中，承载组件130还可以板式传送带等既能起到刚性承载作用有能起到传动装置的一些设备。

在本实施例中，封装装置100还包括联轴器211、减速机213和伺服电机215，驱动轴131和驱动辊150的一端均设置联轴器211和减速机213，伺服电机215与减速机213的输入轴连接，从而通过一个伺服电机215可以同时驱动驱动辊150和驱动轴131转动。

在本实施例中，封装装置100还包括隔热件217，隔热件217设置在驱动辊150与连接件233之间，从而避免热量传递给机架110。

在本实施例中，封装装置100还包括电滑环219，电滑环219安装驱动辊150，电滑环219的电源输出端用于连接电发热件177，电滑环219的输入端用于连接供电设备，例如电源控制箱。

综上所述，本发明实施例提供的封装装置100和叠片机的工作原理和有益效果包括：

本申请通过将驱动辊150可转动地设置于机架110，且将承载组件130安装于机架110位于驱动辊150的底部的位置，利用承载组件130可以连续运送复合隔膜330与极片310，同时将封装组件170设置于驱动辊150，封装组件170可以随着驱动辊150转动，从而使封装组件170在承载组件130运送隔膜330和极片310时就可以对两层复合隔膜330封合将极片310封合在两层隔膜330内，通过转动的方式，使得封装可以持续性的连续进行，从而可以提高封装的速度和提高叠片的效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。