注塑式極耳自動生產裝置及其生產工藝的制作方法

本發明涉及軟包裝鋰離子電池極耳生產領域，尤其涉及一種注塑式極耳自動生產裝置及其生產工藝。

背景技術：

作為清潔能源的一種，軟包裝鋰離子電池由于其具有電壓高，充放電壽命長，對環境污染小和自放電率低等諸多優點，已經被廣泛地應用于各類電子產品上，如智能手機，筆記本電腦，數碼相機和便攜式小型電器等。

軟包裝鋰離子電池的結構一般為電芯和容納電芯的鋁塑包裝膜，電芯的前端設有傳導電流的正負極耳，為了保證電池封裝的可靠性，一般需要在正負極耳上設有極耳膠，以避免鋁塑包裝膜與極耳封裝不良造成漏液。實際工業化生產中，極耳的生產步驟一般包括金屬帶表面處理，送料、極片預加熱、貼膠、成型、整形、探測、切膠、極耳切斷和收料。傳統極耳的生產方法步驟比較復雜，生產效率較低，生產成本較高，生產出來的產品優品率較低。

如圖1所示，傳統工藝生產的極耳在貼極耳膠時，由于金屬帶7具有一定的厚度，極耳膠8遠離金屬帶7的兩端被粘合，靠近金屬帶7邊緣會形成類三角形的第一間隙10，容易形成貫穿性的通道導致電池漏液。而且金屬帶厚度越大(如動力電池所使用的極耳)，類三角形間隙也越大，越容易漏液。軟包裝鋰離子電池封裝時，由于極耳膠8具有一定的厚度，電池鋁塑膜9與極耳膠8的兩端在外力作用下被壓合，靠近極耳膠8兩端會形成了類三角形 的第二間隙11，這樣一來封裝在鋰電池內的電解液容易自類三角形的間隙中漏出，影響鋰電池的安全性能與可靠性。

技術實現要素：

本發明針對現有技術存在之缺失，提供一種注塑式極耳自動生產裝置及其生產工藝，其能優化極耳的生產工序，提高生產效率，降低生產成本，提高優品率。

為實現上述目的，本發明采用如下之技術方案：

一種注塑式極耳自動生產裝置，包括相互配合的金屬帶放卷機構、極耳膠母粒加熱機構、極耳膠注塑機構和成品收卷機構，所述極耳膠注塑機構包括注塑模具，所述注塑模具合模形成極耳膠注塑腔；工作時，金屬帶放卷機上的金屬帶穿過極耳膠注塑腔到達成品收卷機構，極耳膠加熱機構中熔融的極耳膠由極耳膠注塑腔的注塑口注入極耳注塑腔，并包覆于進入到極耳膠注塑腔內的金屬帶外側。

作為一種優選方案，所述注塑式極耳自動生產裝置還包括用于將金屬帶牽引到成品收卷機構的牽引機構，所述牽引機構設于極耳膠注塑機構與成品收卷機構之間。

作為一種優選方案，所述注塑式極耳自動生產裝置還包括驅動牽引機構工作的驅動元件，所述驅動元件為步進電機或伺服電機。

作為一種優選方案，所述注塑模具包括可開合的上模和下模，所述上模和下模的合模面的相對位置均設有內凹的型槽，所述上模和下模至少一個的型槽的兩側側壁上設有與金屬帶寬度及厚度相適配的缺槽，所述上槽與下模合模時，所述型槽形成前述的極耳膠注塑腔，所述缺槽形成金屬帶的導流槽。

作為一種優選方案，所述上模或下模設有用于將熔融的極耳膠注塑到極耳膠注塑腔的注液孔和熱流道，所述熱流道的一端與注液孔連通，另一端與前述的極耳膠注塑腔連通。

作為一種優選方案，所述熱流道包括第一熱流道和第二熱流道，所述第一熱流道的進料口位于極耳膠注塑腔的左側，并且該進料口的進料方向朝向極耳注塑腔上部，所述第二熱流道的進料口位于極耳膠注塑腔的右側，并且該進料口的進料方向朝向極耳膠注塑腔下部。

一種軟包裝鋰離子電池極耳的生產工藝，包括以下步驟：

(1)使金屬帶穿過具有特定形狀的注塑腔的注塑模具；

(2)使極耳膠母粒加熱熔化；

(3)將加熱熔化后的極耳膠注入到注塑腔中，并使極耳膠包覆于進入到注塑腔的金屬帶的上下表面及外側；

(4)冷卻成型后開模，金屬帶移出得到包覆有極耳膠的極耳。

作為一種優選方案，所述注塑模具包括可開合的上模和下模，所述上模和下模的合模面的相對位置均設有內凹的型槽，所述上模和下模至少一個的型槽的兩側側壁上設有與金屬帶寬度相適配的缺槽，所述上槽與下模合模時，所述型槽形成前述的注塑腔，所述缺槽形成金屬帶的導料槽，所述上模或下模設有用于將熔融的極耳膠注塑到極耳膠注塑腔的注液孔和熱流道，所述熱流道的一端與注液孔連通，另一端與前述的極耳膠注塑腔連通。

作為一種優選方案，所述熱流道包括第一熱流道和第二熱流道，所述第一熱流道的進料口位于極耳膠注塑腔的左側，并且該進料口的進料方向 朝向極耳注塑腔上部，所述第二熱流道的進料口位于極耳膠注塑腔的右側，并且該進料口的進料方向朝向極耳膠注塑腔下部。

作為一種優選方案，在步驟(2)中，在熔化后的極耳膠中加入一定量的陶瓷粉料，所述陶瓷粉料選自但不限于：三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鋯或氮化硅。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和優勢，具體而言：1、由于本生產工藝生產的極耳膠是直接由熔融的極耳膠注塑進模具，冷卻后開模獲得的，因此極耳膠只需受熱一次，與傳統極耳生產工藝相比，本生產工藝減少極耳膠的受熱次數，提升極耳膠的可靠性，減少極耳膠的熱脆性；2、注塑模具的模腔決定了極耳膠的尺寸(寬度，厚度和長度)，提高極耳膠的尺寸精度，同時在生產的過程中也就無需增加測量極耳膠尺寸的步驟，從而節省了檢測極耳膠尺寸的設備，由此可知本生產工藝既優化工序，又提高優品率，更能節省部分設備成本；3、本極耳的生產步驟一般為送料、加熱極耳膠、注塑和收料，與傳統的極耳生產工藝相比，本生產工藝的生產步驟簡單，那么一個技術人員就能管理更多臺機器的生產，而且單件產品所花的時間較少，因此既提高生產效率又減少了人工成本；4、本注塑式極耳自動生產裝置的購買價格比傳統的極耳生產裝置要便宜，且一個模具的使用壽命很長，因而能降低生產成本；5、本注塑式極耳自動生產裝置的裝配簡單，只需更換模具的生產型號即可生產，方便技術人員調節；6、模具可以隨時隨地更換，因而本裝置生產出來的產品可以靈活的增加個性化的設計，更便于將極耳膠做成不同厚度，以適應不同的電池封裝要求，例如，極耳膠伸出金屬帶兩側部分的厚度可以根據需要做成逐漸遞減的結構，即越向外厚度越薄，這樣的結構在鋰電池封裝時，極耳膠兩端與鋁塑膜之 間就不會形成有間隙，從而避免電解液自間隙中漏出的情況發生，提高了鋰電池的安全可靠性能；7、由于極耳膠是注塑成型，包覆于金屬帶的外側，極耳膠與金屬帶的邊緣，以及極耳膠兩端與鋁塑膜的結合處就不會形成間隙通道，從而避免電解液自間隙通道中漏出的情況發生，提高了鋰電池的安全可靠性能。

為更清楚地闡述本發明的結構特征、技術手段及其所達到的具體目的和功能，下面結合附圖與具體實施例來對本發明作進一步詳細說明：

附圖說明

圖1是極耳封裝的結構示意圖；

圖2是本發明之實施例的結構示意圖；

圖3是本發明之實施例的注塑模具的組裝結構圖；

圖4是本發明之實施例注塑模具的分解圖；

圖5是圖3中的A-A處截面圖；

圖6是本發明之另一實施例注塑模具的截面示意圖；

圖7是本發明之極耳的結構示意圖。

附圖標識說明：

1-金屬帶放卷機構，2-極耳膠母粒加熱機構，3-極耳膠注塑結構，4-成品收卷機構，5-注塑模具，51-上模，52-下模，53-型槽，54-缺槽，55-注液孔，56-熱流道，561-第一熱流道，562-第二熱流道，57-極耳膠注塑腔，58-導料槽，6-牽引機構,7-金屬帶,8-極耳膠，9-電池鋁塑膜，10-第一間隙，11-第二間隙。

具體實施方式

如圖2所示，一種注塑式極耳自動生產裝置，包括相互配合的金屬帶 放卷機構1、極耳膠加熱機構2、極耳膠注塑機構3和成品收卷機構4，所述極耳膠注塑機構3包括注塑模具5，所述注塑模具5合模形成極耳膠注塑腔；工作時，金屬帶放卷機1上的金屬帶穿過極耳膠注塑腔到達成品收卷機構4，極耳膠母粒加熱機構2中熔融的極耳膠由極耳膠注塑腔的注塑口注入極耳注塑腔，并包覆于進入到極耳膠注塑腔內的金屬帶7外側。所述注塑式極耳自動生產裝置還包括用于將金屬帶7牽引到成品收卷機構4的牽引機構6，所述牽引機構6設于極耳膠注塑機構3與成品收卷機構4之間。所述注塑式極耳自動生產裝置還包括驅動牽引機構工作的驅動元件，所述驅動元件為步進電機或伺服電機或其它牽引驅動裝置。

如圖3-5所示，所述注塑模具5包括可開合的上模51和下模52，所述上模51和下模52的合模面的相對位置均設有內凹的型槽53，所述上模51的型槽53的兩側側壁上設有與金屬帶寬度相適配的缺槽54，所述上模51與下模52合模時，所述型槽53形成前述的極耳膠注塑腔57，所述缺槽54形成金屬帶的導料槽58。所述上模51上設有用于將熔融的極耳膠注塑到極耳膠注塑腔57的注液孔55和兩熱流道56，所述熱流道56的一端與注液孔55連通，另一端與極耳膠注塑腔57連通，所述熱流道56包括第一熱流道561和第二熱流道562，所述第一熱流道561的進料口位于極耳膠注塑腔57的左側，并且該進料口的進料方向朝向極耳注塑腔57上部，所述第二熱流道562的進料口位于極耳膠注塑腔57的右側，并且該進料口的進料方向朝向極耳膠注塑腔57下部。工作時，熔融的極耳膠自注液孔55進入，分別流入兩條熱流道56中，部分熔融的極耳膠隨著第一熱流道561自進料口流入極耳膠注塑腔57的上部，另一部分熔融的極耳膠隨著第二熱流道562自進料口流入極耳膠注塑腔57的下部，這樣的設置一方面可以確保極耳膠能完全包覆于金屬帶的上下 兩面及外側，一方面可以提高極耳膠的注塑效率。需要說明的是，所述缺槽54也可設于下模52的型槽53的兩側側壁；所述熱流道56不限于設在上模，也可以設在下模；所述熱流道56不限于設置為兩條，也可以設置為一條或多條，而熱流道56的進料方向也不限于左右方向，也可以為上下方向或其它方向。

如圖6所示為本發明的另一實施例，其與上述實施例的不同之處在于：所述極耳膠注塑腔57為厚度自中間向兩邊逐漸遞減的結構，即越往外極耳膠的厚度越薄，這樣注塑形成的極耳膠在鋰電池封裝時遠離金屬帶的兩端受到外力合壓后的厚度值接近為零，那么極耳膠與電池鋁塑包裝膜之間就不會形成有間隙，從而避免電解液自間隙中漏出的情況發生，提高了鋰電池的安全可靠性能。

采用上述注塑式極耳自動生產裝置進行生產時，包括以下步驟：

(1)金屬帶放卷機構上的金屬帶從模具的導料槽58穿過極耳膠注塑腔57；

(2)在極耳膠加熱機構2中加熱極耳膠使其成熔融狀態；

(3)將加熱熔化后的極耳膠注入到注塑腔中，并使極耳膠包覆于進入到極耳膠注塑腔57的金屬帶7的外側；

(4)冷卻成型后開模，金屬帶7在成品收卷機構4及牽引機構6作用下移出，得到包覆有極耳膠8的極耳；

(5)模具合模，繼續進行下一處極耳膠的注塑。

為改善極耳膠的熱收縮性能，在進行步驟(2)時，可以根據需要在熔融的極耳膠中加入一定量的陶瓷粉料，所述陶瓷粉料選自但不限于：三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鋯、氮化硅等陶瓷材料。這樣一來可以有效提升 極耳膠的阻燃性，防止極耳膠在受熱時發生收縮的情況，從而提高了電池的安全性。

如圖7所示為通過上述生產工藝制作出來的極耳，包括一金屬帶7，所述金屬帶7上具有多個通過注塑方式包覆于其外側的極耳膠8。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，故凡是依據本發明的技術實際對以上實施例所作的任何修改、等同替換、改進等，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。