一种软包电芯成型生产线的制作方法

本技术涉及电池生产，具体涉及一种软包电芯成型生产线。

背景技术：

1、目前，随着电动车的广泛使用，电池的需求量急剧增加，在锂电池的电芯成型工艺中，软包电芯需要依次进行冷热压成型、模切抽液和烘烤成型工序，现有的成型工序中存在以下问题，①冷热压过程中通常是通过托盘把电芯放置到模具内，导致电芯上部和下部在进行热传导时不够均匀，同时冷热压过程中封闭不全，导致换热介质能量流失比较严重。②模切时是先对电芯进行裁切，然后再进入到抽真空装置内把多余的电解液抽出，工艺相对复杂，在两个工序切换时电解液容易溢出粘附到电芯表面，影响电芯加工的品质。③烘烤架上电芯的码放都是先通过模具压紧再搬运到烘烤架上，模具的搬运费时费力，且电芯码放都是多层码放，模压只是为了使其烘烤时定型，因此压力不会太大，同时电芯表面外包比较光滑，在搬运时模具只能水平搬运，如果倾斜会导致电芯移动错位或掉落的风险，影响烘烤成型的效果。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是针对上述之不足，而提供一种软包电芯成型生产线。

2、本实用新型包括由前向后依次摆放的冷热压成型装置、模切抽液装置和烘烤室，

3、冷热压成型装置包括成型机架以及安装在成型机架内的转动盘、冷压模具和热压模具，转动盘上环形阵列有三个与冷压模具和热压模具相配合的托板；

4、模切抽液装置包括旋转台、模切机架和裁切模具，旋转台的活动盘上呈对称状设有一对电芯定位盘，电芯定位盘内分别设有裁切板和集液盘，裁切板上设有可调节定位板，旋转台的活动盘底部设有一对与集液盘相对的抽气泵，集液盘上设有与抽气泵相通的排液孔，裁切模具安装在模切机架上，并位于旋转台上方；

5、成型机架和模切机架的前侧设有相连通的置物台；

6、烘烤室内设有一组用于固定电芯的模压烘烤架，模压烘烤架包括移动架和安装在移动架上的多个压紧模具，移动架上呈纵横方向分别阵列有多个固定板，压紧模具包括下底座、上底座、压紧板和l形电芯放置板，下底座的一端通过销轴铰接在固定板上，下底座和上底座之间通过一组导杆固定连接，压紧板活动安装在位于下底座和上底座之间的一组导杆上，上底座上设有压紧螺杆，l形电芯放置板的水平端设有提手孔，l形电芯放置板放置在下底座上，并位于压紧板下方。

7、冷压模具和热压模具均包括上模板和下模板，上模板通过上模板驱动油缸活动安装在成型机架内顶部，下模板通过下模座安装在成型机架内底部，上模板上设有保温罩，上模板和下模板之间设有托板避让间隙；托板上设有下部换热通道，上模板上设有上部换热通道，与冷压模具和热压模具相对应的成型机架上分别设有与下部换热通道相配合使用的换热介质接头；

8、转动盘为电动转盘，位于冷压模具和热压模具之间的成型机架顶部设有隔热板；下模座上设有驱动下模板上下移动的下模板驱动油缸。

9、下部换热通道和上部换热通道均为s型，托板的左右两侧均设有挡板，且在两侧的挡板上设有连通下部换热通道两端的换热口，换热介质接头与换热口连通进行换热介质输送；换热介质接头通过直线滑台活动安装在成型机架上。

10、与冷压模具和热压模具相对应的成型机架顶部分别设有一组导向杆，上模板上设有一组与导向杆配合使用的导套，上模板通过导向杆和导套配合与成型机架活动连接。

11、裁切模具包括与电芯定位盘相配合的密封板以及与裁切板相配合的模切座，密封板通过一对升降气缸活动安装在模切机架上，密封板上设有模切座避让孔，模切座的底部设有冲头，模切座通过一对模切气缸活动安装在密封板上；裁切板的高度高于集液盘的高度，裁切板的两侧分别设有一组齿状卡槽，可调节定位板的两端分别设有与齿状卡槽配合使用的插接块。

12、模切座上设有预压板，模切座底部设有预压板安装槽，预压板通过一组导杆活动安装在槽内；密封板的底部设有一圈与电芯定位盘沿口相配合的密封条。

13、旋转台的固定盘上设有与抽气泵的排液口相通的集液槽。

14、移动架的底部设有一组万向行走轮，移动架的前后两端分别设有一对扶手；移动架横向方向上的固定板为两个，位于横向的两个固定板之间的移动架上设有角度限位横杆。

15、与下底座对应的固定板上设有顶杆，固定板上设有顶杆安装孔，顶杆的一端通过销轴铰接在孔内，且在销轴上设有控制顶杆复位的扭力弹簧，下底座上设有与顶杆相配合的顶杆限位槽；下底座的宽度大于压紧板的宽度，位于铰接端的下底座上设有与l形电芯放置板相配合的限位凸起；用于连接下底座和上底座的导杆上部一端侧边设有切口，压紧板上的导杆避让孔一侧为与切口相配合的方形结构。

16、本实用新型优点是：①通过托板和上模板配合同时对电芯上下进行热交换，提高热传导效率和均匀性，保温罩能够有效减少热传导的能量损耗；②集模切与电解液抽离为一体，在对电芯进行裁切的同时即可对多余的电解液进行抽离，避免工序切换时有电解液溢出粘附在电芯表面，提高加工效率和加工质量；③压紧模具与移动架活动连接为一体，通过l形电芯放置板把码放好的电芯一次性的移动到压紧模具内或从压紧模具内取出，方便快捷，降低劳动强度，电芯在l形电芯放置板内能够快速的进行规整，使其码放整齐，提高烘烤成型质量。

17、图1是本实用新型结构示意图。

18、图2是冷热压成型装置结构示意图。

19、图3是冷压模具结构示意图。

20、图4是托板结构示意图。

21、图5是模切抽液装置结构示意图。

22、图6是电芯定位盘结构示意图。

23、图7是模切座结构示意图。

24、图8是模压烘烤架结构示意图。

25、图9是压紧模具结构示意图。

26、图10是下底座与固定板连接结构示意图。

27、图11是压紧板与导杆连接结构示意图。

28、实施方式

29、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。

30、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做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。

31、在本发明实施例的描述中，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，本发明的描述中若出现术语“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。

32、在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

33、如附图所示，本实用新型包括由前向后依次摆放的冷热压成型装置100、模切抽液装置110和烘烤室120，

34、电芯在冷热压成型装置100内依次进行冷压和热压成型，然后放入到模切抽液装置110内对气囊进行裁切，同时在裁切时对流出的电解液进行抽离，加工完成后的电芯依次在模压烘烤架130上码放固定好，然后推入到烘烤室120内进行烘烤定型。

35、冷热压成型装置100具体工作原理，包括成型机架1以及安装在成型机架1内的转动盘2、冷压模具3和热压模具4，转动盘2上环形阵列有三个与冷压模具3和热压模具4相配合的托板5；转动盘2每次转动的角度为120°，停顿时其中两个托板5分别位于对应的冷压模具3和热压模具4内，电芯依次在冷压模具3和热压模具4内进行冷压和热压，另外一个托板5用于摆放待加工的电芯。

36、冷压模具3和热压模具4的结构相同，均包括上模板10和下模板11，上模板10通过上模板驱动油缸12活动安装在成型机架1内顶部，下模板11通过下模座13安装在成型机架1内底部，上模板10上设有保温罩15，上模板10和下模板11之间设有托板避让间隙；托板5从间隙处进入到上模板10和下模板11之间，上模板驱动油缸12用于驱动上模板10升降来对托板5上的电芯进行模压。

37、托板5上设有下部换热通道6，上模板10上设有上部换热通道7，上部换热通道7通过管道连通外部的换热介质，与冷压模具3和热压模具4相对应的成型机架1上分别设有与下部换热通道6相配合使用的换热介质接头8；当托板5进入到对应的冷压模具3或热压模具4内时，换热介质接头8插入到托板5上，连通下部换热通道6，通过换热介质输出对托板5进行热交换，模压完成后，换热介质接头8拔出，便于托板5向下一个工位移动。本案中的换热介质为冷空气和热空气，使得换热介质接头8在拔出后，下部换热通道6内不会有换热介质流出污染工作环境。

38、转动盘2为电动转盘，通过伺服电机带动，其每转动一个工位为120°，位于冷压模具3和热压模具4之间的成型机架1顶部设有隔热板18；隔热板18能够减小冷压模具3和热压模具4之间相互热传递，避免相互干扰。下模座13上设有驱动下模板11上下移动的下模板驱动油缸28。上模板10和下模板11之间设有用于托板5进入的间隙，导致托板5进入后其底部与下模板11并不是完全贴合，上模板10在向下压的时候，托板5会首先承受更多向下的压力，容易导致托板5变形，变形后的托板5在与下模板11衔接时容易产生噪音，同时会造成磨损，本案下模板11通过下模板驱动油缸28控制其升降，下模板11和上模板10配合同时对托板5施加压力，使得托板5受力平衡，防止变形。

39、下部换热通道6和上部换热通道7均为s型，便于换热介质能够快速的对托板5和上模板10进行换热，托板5的左右两侧均设有挡板20，且在两侧的挡板20上设有连通下部换热通道6两端的换热口，换热介质接头8与换热口连通进行换热介质输送；挡板20可以有效防止托板5在跟随转动盘2转动时把电芯甩出。换热介质接头8通过直线滑台21活动安装在成型机架1上。直线滑台21为电动滑台或启动滑台，用于控制换热介质接头8与下部换热通道6连通或断开。

40、与冷压模具3和热压模具4相对应的成型机架1顶部分别设有一组导向杆27，上模板10上设有一组与导向杆27配合使用的导套，上模板10通过导向杆27和导套配合与成型机架1活动连接。

41、模切抽液装置110的工作原理，包括旋转台30、模切机架31和裁切模具，旋转台30为电动转台，通过伺服电机驱动，旋转台30的活动盘上呈对称状设有一对电芯定位盘35，旋转台30为往复转动，每次转动角度为180°，用于把电芯定位盘35转动到裁切模具正下方。

42、电芯定位盘35内分别设有裁切板36和集液盘37，裁切板36上设有可调节定位板38，使用时把需要裁切的电芯放置在裁切板36上，电芯的一端贴紧在可调节定位板38上进行定位，可调节定位板38可根据电芯的型号大小进行位置调节，调节好后，使得电芯放置到裁切板36上时，需要裁切的部位正好位于裁切板36与集液盘37的衔接处，裁切模具向下移动对电芯多余部分进行裁切后，电解液可以顺利流到集液盘37内。

43、旋转台30的活动盘底部设有一对与集液盘37相对的抽气泵39，集液盘37上设有与抽气泵39相通的排液孔，在进行裁切的同时，抽气泵39开启使得电芯定位盘35内形成负压，电芯裁切部位内的电解液随着负压进行排出。抽气泵39采用wka系列的抽气泵，既可以抽气体又可以抽出液体。

44、裁切模具安装在模切机架31上，并位于旋转台30上方；裁切模具包括与电芯定位盘35相配合的密封板40以及与裁切板36相配合的模切座41，密封板40通过一对升降气缸42活动安装在模切机架31上，密封板40上设有模切座避让孔，模切座41的底部设有冲头43，模切座41通过一对模切气缸45活动安装在密封板40上；密封板40用于与电芯定位盘35配合形成一个密封腔体，模切座避让孔内设有一圈密封条，用于密封板40与模切座41之间的密封，便于对密封腔体内抽气，当冲头43向下移动的时候，与裁切板36的端部配合对电芯进行裁切。实际安装时，密封板40与模切机架31之间以及模切座41与密封板40之间均通过一组导杆导套组件连接，保持升降平稳。

45、裁切板36的高度高于集液盘37的高度，裁切板36与集液盘37紧密贴合，在裁切时，保证电解液能够完全进入到集液盘37内。裁切板36的两侧分别设有一组齿状卡槽48，可调节定位板38的两端分别设有与齿状卡槽48配合使用的插接块49。一组齿状卡槽48的间距根据市面上常用的电芯尺寸进行设计，每一个齿状卡槽48对应一种电芯规格，在对不同型号的电芯进行裁切时可以快速调节可调节定位板38的位置。

46、模切座41上设有预压板52，模切座41底部设有预压板安装槽，预压板52通过一组导杆活动安装在槽内；密封板40的底部设有一圈与电芯定位盘35沿口相配合的密封条。导杆为两个，分别位于预压板52的两端中部，导杆的顶部一端通过螺纹连接在模切座41上，导杆的底部一端设有限位凸台，导杆的底部一端不超出模切座41的底面，预压板52上开有与导杆配合使用的台阶孔。默认状况下，预压板52因自重悬挂在模切座41下方，当模切座41向下移动的时候，预压板52先接触电芯，并通过自重把电芯压紧，固定电芯的位置，然后模切座41继续向下移动的时候，预压板52受到阻挡会缩回到模切座41内，直到冲头43把电芯进行裁切，然后模切座41复位向上移动，预压板52始终压在电芯上，直到模切座41继续上移把预压板52向上带起与电芯脱离。

47、旋转台30的固定盘上设有与抽气泵39的排液口相通的集液槽50。抽气泵39开启后，抽出的电解液进入到集液槽50内进行收集，抽气泵39的排液口与集液槽50之间通过伸缩管或软管连接，不会影响抽气泵39跟随旋转台30转动。

48、成型机架1和模切机架31的前侧设有相连通的置物台22；冷热压成型后的电芯码放到置物台22上，然后依次放入到电芯定位盘35内进行裁切，裁切完成后再依次向后摆放在置物台22上，便于工作人员把电芯码放到模压烘烤架130上。

49、烘烤室120内设有一组用于固定电芯的模压烘烤架130，烘烤室120内设有蒸汽加热管道，通过热辐射对模压烘烤架130上的电芯进行烘烤。

50、烘烤室120位于模切抽液装置110一侧，模压烘烤架130移出到烘烤室120外进行电芯码放，码放完成后推入到烘烤室120内停放，所有的模压烘烤架130停放完成后，烘烤室120内蒸汽加热管道开通，关闭烘烤室120，室内温度达到90℃后持续三个小时即可。

51、模压烘烤架130的工作原理，包括移动架60和安装在移动架60上的多个压紧模具61，移动架60上呈纵横方向分别阵列有多个固定板62，固定板62和移动架60均为金属材料，移动架60上焊接有与固定板62对应的支撑骨架，防止固定板62承重后变形。

52、压紧模具61包括下底座63、上底座64、压紧板65和l形电芯放置板66，下底座63的一端通过销轴铰接在固定板62上，下底座63和上底座64之间通过一组导杆固定连接，压紧板65活动安装在位于下底座63和上底座64之间的一组导杆上，上底座64上设有压紧螺杆67，l形电芯放置板66的水平端设有提手孔，l形电芯放置板66放置在下底座63上，并位于压紧板65下方。

53、压紧模具61可以以下底座63的铰接点为轴心转动一定的角度，使用的时候，先把电芯依次码放在l形电芯放置板66上，然后把l形电芯放置板66搬运到下底座63上，然后把压紧模具61向后倾斜，电芯跟随l形电芯放置板66一起向后倾斜的时候，可以通过l形电芯放置板66的竖向板进行前后对齐，此时电芯均处于倾斜状，相互之间的压力会减小，工作人员可从两侧把电芯进行规整，使得两侧也对齐，对齐后压紧板65放下，并通过压紧螺杆67紧固，电芯均固定在压紧模具61内，此时压紧模具61放平即可，其余的压紧模具61依次重复上述动作把各电芯进行固定。烘烤完成后只需把压紧螺杆67松开，压紧板65向上抬起向外抽出l形电芯放置板66即可把电芯从压紧模具61内取出。整个过程不需要对整个压紧模具61进行搬运省时省力，且电芯码放整齐。

54、移动架60的底部设有一组万向行走轮，移动架60的前后两端分别设有一对扶手70；移动架60横向方向上的固定板62为两个，位于横向的两个固定板62之间的移动架60上设有角度限位横杆71，角度限位横杆71用于限定压紧模具61倾转的最大角度，防止侧翻。

55、与下底座63对应的固定板62上设有顶杆72，固定板62上设有顶杆安装孔，顶杆72的一端通过销轴铰接在孔内，且在销轴上设有控制顶杆72复位的扭力弹簧，下底座63上设有与顶杆72相配合的顶杆限位槽；即压紧模具61倾转后，通过顶杆72进行支撑，使其保持倾斜状，便于工作人员对电芯进行码放。当向上抬起压紧模具61的时候，顶杆72在扭力弹簧的作用也跟随转动向上进行支撑，直到顶杆72的一端进入到顶杆限位槽内，即可对压紧模具61进行支撑并固定其倾转角度，本案中压紧模具61的倾转角度控制在25-35°即可。当需要把压紧模具61放平的时候，只需向上推动压紧模具61，同时拨动顶杆72的下部一端，使进入顶杆限位槽内一端的顶杆72移出，然后放下压紧模具61，在其自重的作用下压紧模具61把顶杆72一端压入到固定板62的顶杆安装孔内即可。

56、下底座63的宽度大于压紧板65的宽度，即l形电芯放置板66插入后，压紧板65向下压的时候不会和l形电芯放置板66的竖直部发生干涉，位于铰接端的下底座63上设有与l形电芯放置板66相配合的限位凸起；限位凸起用于限定l形电芯放置板66插入后的位置，最佳的是l形电芯放置板66插入后其竖直部内侧与压紧板65侧边贴合，压紧板65能够完整的对电芯进行压紧。用于连接下底座63和上底座64的导杆上部一端侧边设有切口，压紧板65上的导杆避让孔一侧为与切口相配合的方形结构。

57、当压紧模具61处于倾斜状态时，把压紧板65向上移动到导杆的切口位置时，压紧板65因自身重心通过导杆避让孔的方形结构与切口配合可以固定在切口位置，便于l形电芯放置板66放入和取走，同时，通过外力把压紧板65向前拉起即可使得压紧板65从切口位置脱离开，可以顺畅的在导杆上上下移动用于对电芯进行压紧。

58、如图11所示，上方的压紧板65为与切口配合固定状态，下方的压紧板65脱离开切口可在导杆上上下移动。