CN103915652B - 一种新型化成设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型化成设备，包括夹具、机箱、电源以及用于夹具的升降机构和加热单元，升降机构连接有多组夹具，夹具设于所外框内，且每组夹具之间通过软质材料制成的连接件连接，且每个夹具包括由金属或非金属材料制成的可调节托板、用于对软包装锂离子电池接触加热的加热部件以及采用塑料软质耐温材料制成的吸塑托盘，加热部件成对、相向设置于所述可调节托板上，加热部件与所述加热单元连接，加热部件设置于可调节托板上，在可调节板上设置有电路板，在电路板上设置有与软包装锂离子电池接触的接线端子，在吸塑托盘上设置有用于安装软包装锂离子电池的安装槽，且该安装槽设置有一开口，吸塑托盘可拆卸式地与所述可调节托板连接。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池，特别涉及一种软包装锂离子电池的新型化成设备。
背景技术
软包装锂离子电池的生产过程中，化成工序是非常关键的工序之一，但现有技术的化成工序中电池主体都是在自由状态，化成是在电池所处环境温度下来实现，导致化成效果不佳，从而影响产品的性能，使电池的容量及循环性能和高温性能不能充分发挥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的化成设备。
根据本发明的一方面，提供了一种新型化成设备，包括夹具、机箱、电源以及用于夹具的升降机构和加热单元，升降机构连接有多组夹具，夹具设于外框内，且每组夹具之间通过软质材料制成的连接件连接，且每个夹具包括由金属或非金属材料制成的可调节托板、用于对软包装锂离子电池接触加热的加热部件以及采用塑料软质耐温材料制成的吸塑托盘，加热部件成对、相向设置于所述可调节托板上，加热部件与所述加热单元连接，加热部件设置于可调节托板上，在可调节托板上设置有电路板，在电路板上设置有与软包装锂离子电池接触的接线端子，在吸塑托盘上设置有用于安装软包装锂离子电池的安装槽，且该安装槽设置有一开口，吸塑托盘可拆卸式地与所述可调节托板连接。
特别的，升降机构包括设置机箱内的四组活动轴以及气缸，所述夹具的可调节托板通过连接块活动且等距设置上述的活动轴上，所述连接块之间通过连接件连接，所述气缸固定于机箱上且其输出轴与设置有的压块连接。
特别的，气缸可根据需要对所述夹具提供压力，加热部件对所述软包装锂离子电池进行加热，加热的温度和施加的压力可以进行设定,所述压力为0～15kgf/cm2，所述加热温度为常温～90℃，所述加热部件具有一定的弹性。
特别的，可调节托板的侧缘设置有卡块，所述吸塑托盘的底部设置有与所述卡块匹配的凹槽，所述吸塑托盘通过凹槽实现卡接式地安装于可调节托板上。
特别的，可调节托板上还设有用于压紧所述软包装锂离子电池的极耳的极耳压块，所述极耳压块设有一个或两个以上沉孔，所述沉孔内设有弹簧，所述弹簧的伸出沉孔的一端抵接于所述可调节托板，所述极耳压块以可拆装方式与所述可调节托板连接。
特别的，在所述可调节托板上设置有多个实现相互电连接的电路板，且在每块电路板上均设置有与软包装锂离子电池正负极耳连接的接线端子，在所述电路板上设置有调节固定槽，实现电路板位置的调节。
特别的，在所述电路板上分别设有四个独立的接线端子，以一组升降机构、加热单元和夹具为一个化成单元，所述化成设备共设置有多组化成单元，在所述电路板上设有防短路槽，所述防短路槽将接线端子独立开来，在所述防短路槽内设有硅胶管，所述硅胶管高于所述接线端子的接触面。
特别的，在所述可调节托板的前后两侧缘均设置有卡块，所述夹具包括两个以上的吸塑托盘。
特别的，吸塑托盘的左右两侧均设置有安装槽，所述安装槽的深度与所述软包装锂离子电池的厚度匹配。
特别的，在可调节托板上设有多个通孔，该通孔与电路板紧邻且位于电路板两极的中部位置，所述夹具还包括定位丝，所述定位丝的两端通过可调螺栓固定于夹具上，且定位丝穿过各可调节托板上设有的通孔，在所述定位丝上端固定端设有一调整框架，在所述调整框架内设有与定位丝连接的调整弹簧，实现调整定位丝的松紧状态，在可调节托板的侧沿还设有多个挡块，所述通孔、挡块的数量与电路板的数量匹配，在所述挡块上设有凸起，所述凸起的位置与所述定位丝平行。
本发明的有益效果是：通过设置用于对所述软包装锂离子电池接触加热的加热部件，可实现接触式加热，从而提高加热效率，故节省了能源并能够实现高温和高效的加热。
可调节托板设有带弹簧的极耳压块，从而可以使本设备能够适用于不同厚度的软包装锂离子电池，确保化成时极耳与接线端子的紧密接触，且一物多用。
可调节托板以及吸塑托盘的设置，可直接将软包装锂离子电池放置于吸塑托盘的安装槽内，使软包装锂离子电池的正负极耳通过设置有开口置于吸塑托盘外部，再将吸塑托盘安装于可调节托板上，锂离子电池的正负极耳即可与接线端子接触，通过设置不同深度的安装槽，可以使本设备能够适用于不同厚度的软包装锂离子电池，确保化成时极耳与接线端子的紧密接触，且一物多用，结构简单实用性强。
采用独立的吸塑托盘，且由采用塑料软质耐温材料制成，具有一定弹性，而且安装槽的深度与软包装锂离子电池的厚度匹配，不但能够起到很好的固定作用(能够防止机箱震动电池发生位置偏移)，而且可更好的压紧电池主体，使得化成工序的整个过程中均能够确保电池极片与隔离膜的紧密接触，确保化成效果，确保化成形成的SEI(固体电解质界面)膜均匀无盲区，同时吸塑托盘能够分摊电池的受力，降低电池受力过大造成的损耗。
本发明的新型化成设备，因采用了以上夹具及用于所述夹具的升降机构和加热单元，故可以消除加热的盲区，提升产品的性能。
所述托板和加热部件可根据需要进行夹持压力、加热温度等的各种设定，这样可以满足各种特定的需求，譬如，可实现压力化成，使电池厚度变薄，外观更平整，硬度得到一定程度的增大；并可方便的实现高温化成，缩短化成时间，使电池的容量和循环一致性以及高温性能均得到提升。
夹具的可调节托板采用软质材料制成的连接件连接，且每个可调节托板之间设定一定的间距，连接件的设置可是气缸下压时不对可调节托板产生额外的阻力，完成化成气缸带动压块上升时，可调节托板通过连接件即可实现连动，不再需要额外地将每个可调节托板抬起，直接更换吸塑托盘即可，既美观又可提供安全保障，避免烫伤、夹伤等意外的发生，且加工效率得到极大的提高。
本发明中共设置有多组化成单元，这样的做法可以成倍提升化成工序的生产能力。
附图说明
图1为本发明的一种新型化成设备结构示意图。
图2为图1的夹具安装于活动轴上的部分示意图。
图3为本发明的可调节托板的结构示意图。
图4为本发明的吸塑托盘的正面结构示意图。
图5为本发明的吸塑托盘的背面结构示意图。
图6为本发明的电路板的结构示意图。
图7为本发明的极耳压块的结构示意图。
图8为实施例2夹具和气缸的结构示意图。
图9为图8中A区域的放大示意图。
图10为图8中B区域的放大示意图。
图11为实施例2的可调节托板的结构示意图。
图12为图11中C区域的放大示意图。
图13为实施例3的可调节托板的结构示意图。
图14为图13中D区域的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
图1至图7示意性地显示了根据本发明的一种新型化成设备。
根据本发明的一方面，提供了一种新型化成设备，包括夹具3、机箱1、电源2以及用于所述夹具3的升降机构和加热单元，其中
上述的升降机构包括设置机箱1内的四组活动轴51以及气缸4，所述气缸4固定于机箱1上且其输出轴与设置有的压块连接，气缸4可根据需要对所述夹具3提供压力，加热部件对所述软包装锂离子电池进行加热，加热的温度和施加的压力可以进行设定,所述压力为0～15kgf/cm2，所述加热温度为常温～90℃。
所述夹具3设于外框内，且每个夹具3包括由金属或非金属材料制成的可调节托板31、用于对所述软包装锂离子电池6接触加热的加热部件32以及两个采用塑料软质耐温材料制成的吸塑托盘35，所述加热部件32成对、相向设置于所述可调节托板31上，且加热部件32具有一定的弹性，所述夹具3的可调节托板31通过连接块33活动且等距设置上述的活动轴51上，所述连接块33之间通过软质连接件34连接，所述加热部件32与所述加热单元连接，所述加热部件32设置于可调节托板31上，在所述可调节托板31上设置有多个实现相互电连接的电路板36，且在每块电路板36上均设置有与软包装锂离子电池6正负极耳连接的四个独立的接线端子37，在所述电路板36上设置有调节固定槽，实现电路板36位置的调节，在所述吸塑托盘35上设置有用于安装软包装锂离子电池6的安装槽38，且该安装槽38设置有一开口39；
在所述可调节托板31的前后两侧缘均设置有卡块41，所述吸塑托盘35的底部设置有与所述卡块41匹配的凹槽40，所述吸塑托盘35通过凹槽40实现卡接式地安装于可调节托板上，吸塑托盘35的左右两侧均设置有安装槽38，所述安装槽38的深度与所述软包装锂离子电池6的厚度匹配。
可调节托板31上还设有用于压紧所述软包装锂离子电池6的极耳的极耳压块79，所述极耳压块79设有一个或两个以上沉孔，所述沉孔内设有弹簧，所述弹簧的伸出沉孔的一端抵接于所述可调节托板31，所述极耳压块79以可拆装方式与所述可调节托板31连接。具体的是，如图7所示，所述极耳压块79的截面呈T字型，T字型的头部361用于卡接于所述可调节托板31上的凹槽中，T字型的头部361小于凹槽的深度，尾部362用于确保压紧电池的极耳并保护其不被损坏。此外，所述，T字型的头部361上开设有两个沉孔360，沉孔360内分别设置弹簧，弹簧的伸出沉孔的一端抵接于所述可调节托板31上，这样可以适用于不同尺寸(厚度)的软包装锂离子电池6，因为可通过弹簧的弹力使极耳压块79的尾部362始终压紧锂离子电池6，故使用方便且不影响转产效率，因转产时也无需对此做任何调整。
以一组升降机构、加热单元和夹具3为一个化成单元，所述化成设备共设置有多组化成单元。
本发明的有益效果是：通过设置用于对所述软包装锂离子电池6接触加热的加热部件32，可实现接触式加热，从而提高加热效率，故节省了能源并能够实现高温和高效的加热。
可调节托板31设有带弹簧的极耳压块79，从而可以使本设备能够适用于不同厚度的软包装锂离子电池6，确保化成时极耳与接线端子37的紧密接触，且一物多用。
可调节托板31以及吸塑托盘35的设置，可直接将软包装锂离子电池6放置于吸塑托盘35的安装槽38内，使软包装锂离子电池6的正负极耳通过设置有开口39置于吸塑托盘35外部，再将吸塑托盘35安装于可调节托板31上，锂离子电池6的正负极耳即可与接线端子37接触，通过设置不同深度的安装槽38，可以使本设备能够适用于不同厚度的软包装锂离子电池6，确保化成时极耳与接线端子37的紧密接触，且一物多用，结构简单实用性强。
采用独立的吸塑托盘35，且由采用塑料软质耐温材料制成，具有一定弹性，而且安装槽38的深度与软包装锂离子电池6的厚度匹配，不但能够起到很好的固定作用(能够防止机箱1震动电池发生位置偏移)，而且可更好的压紧电池主体，使得化成工序的整个过程中均能够确保电池极片与隔离膜的紧密接触，确保化成效果，确保化成形成的SEI(固体电解质界面)膜均匀无盲区，同时吸塑托盘35能够分摊电池的受力，降低电池受力过大造成的损耗。
本发明的新型化成设备，因采用了以上夹具3及用于所述夹具3的升降机构和加热单元，故可以消除加热的盲区，提升产品的性能。
所述托板和加热部件32可根据需要进行夹持压力、加热温度等的各种设定，这样可以满足各种特定的需求，譬如，可实现压力化成，使电池厚度变薄，外观更平整，硬度得到一定程度的增大；并可方便的实现高温化成，缩短化成时间，使电池的容量和循环一致性以及高温性能均得到提升。
夹具3的可调节托板31采用软质材料制成的连接件34连接，且每个可调节托板31之间设定一定的间距，连接件34的设置可是气缸4下压时不对可调节托板31产生额外的阻力，完成化成气缸4带动压块上升时，可调节托板31通过连接件34即可实现连动，不再需要额外地将每个可调节托板31抬起，直接更换吸塑托盘35即可，既美观又可提供安全保障，避免烫伤、夹伤等意外的发生，且加工效率得到极大的提高。
本发明中共设置有多组化成单元，这样的做法可以成倍提升化成工序的生产能力。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，如图8至图12所示，在可调节托板31上还设有多个通孔71，在本实施例中为一个可调节托板31设置四个通孔71，该通孔71与电路板36紧邻且位于电路板36两极的中部位置，所述夹具3还包括定位丝72，所述定位丝72的两端通过可调螺栓73固定于夹具3上，且定位丝72穿过各可调节托板31上设有的通孔71，在所述定位丝72上端固定端设有一调整框架74，在所述调整框架74内设有与定位丝72连接的调整弹簧75，实现调整定位丝72的松紧状态，在可调节托板31的侧沿还设有多个挡块76，所述挡块76的数量与电路板36的数量匹配，在所述挡块76上设有凸起77，所述凸起77的位置与所述定位丝72平行，如此，在方式锂电子电池化成时，定位丝72刚好位于锂电子电池正负极耳之间,且定位丝72能够对锂电子电池起到定位的作用，避免锂电子电池的两极耳插入过深与电路板36上的另外极耳接触所造成的短路以及起火现象，同时在可调节托板31侧缘设置挡块76，定位丝72和挡块76的配合使用可使得对锂电子电池的定位更佳，其他均与实施例1一样，同时达到了实施例1的效果。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，如图13和图14所示，在所述电路板36上设有防短路槽，所述防短路槽将接线端子37独立开来，在所述防短路槽内设有硅胶管78，所述硅胶管78高于所述接线端子37的接触面，如此在安装吸塑托盘35后，硅胶管78则顶住置于吸塑托盘35的锂离子电池的正负极耳，是锂离子电池的正负极耳不能够与电路板36的接线端子37接触连通，可避免人为的错误导致的短路问题，由于硅胶管78的柔软性良好，因此当气缸4启动对可调托板31施加压力时，可调托板31亦会对锂离子电池施加同等的压力使得锂离子电池的正负极耳将硅胶管78压下直到锂离子电池的正负极耳与接线端子37连通，进行化成工序，其他均与实施例1一样，同时达到了实施例1的效果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，例如可将实施例1至3的技术特征同时进行组合实施等方案，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种新型化成设备，其特征在于，包括夹具、机箱、电源以及用于所述夹具的升降机构和加热单元，升降机构连接有多组夹具，所述夹具设于外框内，且每组夹具之间通过软质材料制成的连接件连接,且每个夹具包括由金属或非金属材料制成的可调节托板、用于对所述软包装锂离子电池接触加热的加热部件以及采用塑料软质耐温材料制成的吸塑托盘，所述加热部件成对、相向设置于所述可调节托板上，所述加热部件与所述加热单元连接，所述加热部件设置于可调节托板上，在所述可调节托板上设置有电路板，在所述电路板上设置有与软包装锂离子电池接触的接线端子，在所述吸塑托盘上设置有用于安装软包装锂离子电池的安装槽，且该安装槽设置有一开口，所述吸塑托盘可拆卸式地与所述可调节托板连接，所述可调节托板的侧缘设置有卡块，所述吸塑托盘的底部设置有与所述卡块匹配的凹槽，所述吸塑托盘通过凹槽实现卡接式地安装于可调节托板上。
2.根据权利要求1所述的新型化成设备，其特征在于，所述升降机构包括设置机箱内的四组活动轴以及气缸，所述夹具的可调节托板通过连接块活动且等距设置上述的活动轴上，所述连接块之间通过连接件连接，所述气缸固定于机箱上且其输出轴与设置有的压块连接。
3.根据权利要求2所述的新型化成设备，其特征在于，所述的气缸可根据需要对所述夹具提供压力，加热部件对所述软包装锂离子电池进行加热，加热的温度和施加的压力可以进行设定,所述压力为0～15kgf/cm2，所述加热温度为常温～90℃，所述加热部件具有一定的弹性。
4.根据权利要求1所述的新型化成设备，其特征在于，所述可调节托板上还设有用于压紧所述软包装锂离子电池的极耳的极耳压块，所述极耳压块设有一个或两个以上沉孔，所述沉孔内设有弹簧，所述弹簧的伸出沉孔的一端抵接于所述可调节托板，所述极耳压块以可拆装方式与所述可调节托板连接。
5.根据权利要求1所述的新型化成设备，其特征在于，在所述可调节托板上设置有多个实现相互电连接的电路板，且在每块电路板上均设置有与软包装锂离子电池正负极耳连接的接线端子，在所述电路板上设置有调节固定槽，实现电路板位置的调节。
6.根据权利要求3所述的新型化成设备，其特征在于，在所述电路板上分别设有四个独立的接线端子,以一组升降机构、加热单元和夹具为一个化成单元，所述化成设备共设置有多组化成单元，在所述电路板上设有防短路槽，所述防短路槽将接线端子独立开来，在所述防短路槽内设有硅胶管，所述硅胶管高于所述接线端子的接触面。
7.根据权利要求1所述的新型化成设备，其特征在于，在所述可调节托板的前后两侧缘均设置有卡块，所述夹具包括两个以上的吸塑托盘。
8.根据权利要求1所述的新型化成设备，其特征在于，所述吸塑托盘的左右两侧均设置有安装槽，所述安装槽的深度与所述软包装锂离子电池的厚度匹配。
9.根据权利要求6所述的新型化成设备，其特征在于，在可调节托板上设有多个通孔，该通孔与电路板紧邻且位于电路板两极的中部位置，所述夹具还包括定位丝，所述定位丝的两端通过可调螺栓固定于夹具上，且定位丝穿过各可调节托板上设有的通孔，在所述定位丝上端固定端设有一调整框架，在所述调整框架内设有与定位丝连接的调整弹簧，实现调整定位丝的松紧状态，在可调节托板的侧沿还设有多个挡块，所述通孔、挡块的数量与电路板的数量匹配，在所述挡块上设有凸起，所述凸起的位置与所述定位丝平行。
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