CN104900900B - 聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统 - Google Patents

聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，包括机架、压力控制装置、若干用于夹持并加热聚合物软包电池的加热夹具体和化成机构，压力控制装置和化成机构分别设置在机架上，若干加热夹具体平行排布在所述的压力控制装置上，所述的加热夹具体与化成机构一一对应。所述的压力控制装置包括压力检测及自动调整机构和动力传动机构，所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构分别设置在机架的两端，若干所述的加热夹具体位于所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构之间。每个所述的加热夹具体包括具有呈两行排列的夹具板，且两两之间夹持所述的聚合物软包电池，所述的夹具板上用于夹持聚合物软包电池的表面上贴附有加热板。

Description

聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统
技术领域
本发明涉及一种聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，属于聚合物软包电池的生产制造设备的技术领域，该系统具备对电池的自动加温，加压，NG电池判定等功能测试，主要是将电池从初始位置加压加温到指定参数后进行充放电测试。
背景技术
在目前的聚合物软包电池的生产过程中加热加压与化成为两步工序，从而会来回频繁的搬运电池，频繁的搬运会使电池的产量很低，而且在搬运过程中会对电池产生一定的损坏，电池容易报废，人工成本与生产成本较高。
发明内容
为了克服现有聚合物软包电池生产设备存在的上述缺点，本发明提供一种聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，能够实现一次性入料，在一个设备中进行热压，化成，充放电，及NG电池判定等功能。这套系统操作简单，节省能源，降低损耗，能够提高电池产量，节省生产成本。
本发明采用的技术方案是：
聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，包括机架、压力控制装置、若干用于夹持并加热聚合物软包电池的加热夹具体和化成机构，其特征在于：所述的压力控制装置和化成机构分别设置在机架上，若干所述的加热夹具体平行排布在所述的压力控制装置上，所述的加热夹具体与化成机构一一对应。
所述的压力控制装置包括压力检测及自动调整机构和动力传动机构，所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构分别设置在机架的两端，若干所述的加热夹具体位于所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构之间；
所述的压力检测及自动调整机构包括弹簧组件、压力支撑板、第一导向杆、与压力支撑板连接的压力检测传感器和用于实时对压力检测传感器进行读取数据并实时进行压力控制调整的检测控制程序，所述的弹簧组件固定在两块所述的压力支撑板之间，所述的压力支撑板通过所述的第一导向杆连接，且所述的压力支撑板可沿所述的第一导向杆的长度方向水平移动；
所述的动力传动机构包括伺服电机、减速机、二级减速箱、滚珠螺母丝杆副、丝杆推动板和第二导向杆，所述的丝杆推动板通过第二导向杆与若干所述的加热夹具体连接并且与所述的加热夹具体平行设置，所述的丝杆推动板可沿所述的第二导向杆的长度方向水平移动；所述的伺服电机连接所述的减速机，所述的减速机的两侧对称布置有所述的二级减速箱，并且所述的减速机与所述的二级减速箱传动连接，所述的二级减速箱连接所述的滚珠螺母丝杆副，所述的滚珠螺母丝杆副连接丝杆推动板，所述的滚珠螺母丝杆副在伺服电机的作用下带动丝杆推动板推动加热夹具体沿着第二导向杆的长度方向水平移动并对所述加热夹具体加压。
所述的二级减速箱包括与减速机传动连接的主传动齿轮、一级传动齿轮和二级传动齿轮，所述的主传动齿轮与所述的一级传动齿轮相互啮合，所述的一级传动齿轮与所述的二级传动齿轮相互啮合，所述的二级传动齿轮与所述的滚珠螺母丝杆副键连接。
所述的滚珠螺母丝杆副包括丝杆固定座、滚珠螺母和滚珠丝杆，所述的滚珠螺母套接于所述的滚珠丝杆上，且所述的滚珠丝杆与所述的滚珠螺母可旋转地连接；所述的机架的两端之间设置有滚珠丝杆，所述的滚珠丝杆的一端与所述的二级传动齿轮键连接，另一端通过滚珠丝杆固定座设置在机架上。
每个所述的加热夹具体包括具有呈两行排列的夹具板，且两两之间夹持所述的聚合物软包电池，所述的夹具板上用于夹持聚合物软包电池的表面上贴附有加热板，与设置加热板相反的表面上贴附有硅胶板；所述的夹具板内部安装有温度传感器，所述的夹具板的端部通过连接链条连接。
两两所述的夹具板之间设置有用于支撑存放聚合物软包电池的绝缘纸。
所述的夹具板顶部设置有用于对聚合物软包电池进行导向扶正作用的导向块。
所述的化成机构包括印制板、用于根据电池大小手动调节印制板高度以匹配电池的印制板调节机构、连接导线、用于夹紧聚合物软包电池极耳的接触销和充放电化成箱，所述的印制板与所述的夹具板一一对应，且所述的印制板与接触销相互配套；所述的连接导线用于连接所述的印制板和充放电化成箱。
所述的印制板调节机构包括手摇丝杆、滑动块、调节杆和手摇丝杆固定座，所述的印制板通过调节杆连接，所述的手摇丝杆通过手摇丝杆固定座安装在机架上，所述的手摇丝杆上套设有所述的滑动块且所述的滑动块可沿所述的手摇丝杆上下移动，所述的调节杆的两端分别与机架两侧的滑动块固定连接。
所述的充放电化成箱包括钣金框架，设置在钣金框架上的化成电路板和通道接口，所述的化成电路板与用于供电的电源连接，所述的化成电路板通过所述的通道接口、连接导线与所述的印制板连接。
实际使用本系统时，开始对设备上电，加热夹具体开始按照设定要求对设备进行预加温。手动将印制板调节机构调整到对应生产电池的要求位置后，开始从入料位通过机械手整盘进行上料，放入到压力控制装置所带动的夹具板之间，电池放入完成后开始压力控制装置对电池进行加压操作，当压力达到所设定的要求范围内之后开始对电池进行充放电化成工作。当时间达到生产工艺要求后，加热夹具体通过压力控制装置自动张开，机械手自动取出电池放入到出料口，电池的测试数据会通过计算机进行判定并给出结果，以便人工查看。如上为一个循环周期，系统会自动进入下一个周期。
本发明的有益效果体现在：
1、能够实现一次性入料，在一个设备中进行热压，化成，充放电，及NG电池判定等功能。这套系统操作简单，节省能源，降低损耗，提高电池产量，节省生产成本。
2、将原本的两个工序整合在这一套系统设备中，使电池化成稳定，通过压力控制装置，可以使压力能够自动调整到设定压力要求，通过温控仪进行实时的温度，可以使温度保证在设定值的±3℃。
3、把热压化成与充放电结合在一起，降低了电池生产的时间，去除了工序过程中搬运的时间，提高了生产效率。
4、原来电池平压式的热压需要手工单个进行上料的情况，更改后，可以整组电池同时进行上下料，可以多个电池同时进行热压，保证每只电池的所受的压力的均匀性与热均匀性得到了很好的保证。
5、采用伺服电机来控制压力的精度可以使压力的准确性控制在精确的范围内，可靠性得到了提升。
6、通过可调式的印制板结构，可以使机器应用电池的种类保证客户所有的大小尺寸电池的生产。
7、使用集成式的化成充放电机箱，放置在设备的内部，节省了整机的占地面积，节约空间。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明整体结构主视图。
图3是本发明整体结构俯视图。
图4是本发明中压力检测及自动调整机构示意图。
图5是本发明动力传动机构示意图。
图6是本发明加热夹具体结构与化成机构示意图。
图7是本发明充放电化成箱示意图。
图8a是本发明化成机构局部示意图A。
图8b是本发明化成机构局部示意图B。
图8c是本发明化成机构局部侧视图。
具体实施方式
参照图1至图8c，聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，包括机架1、压力控制装置2、若干用于夹持并加热聚合物软包电池的加热夹具体3和化成机构4，所述的压力控制装置2和化成机构4分别设置在机架1上，若干所述的加热夹具体3平行排布在所述的压力控制装置2上，所述的加热夹具体3与化成机构4一一对应。
所述的压力控制装置2包括压力检测及自动调整机构21和动力传动机构22，所述的压力检测及自动调整机构21和动力传动机构22分别设置在机架1的两端，若干所述的加热夹具体3位于所述的压力检测及自动调整机构21和动力传动机构22之间；
所述的压力检测及自动调整机构21包括弹簧组件211、压力支撑板212、第一导向杆213、与压力支撑板212连接的压力检测传感器214和用于实时对压力检测传感器进行读取数据并实时进行压力控制调整的检测控制程序，所述的弹簧组件211固定在两块所述的压力支撑板212之间，所述的压力支撑板212通过所述的第一导向杆213连接，且所述的压力支撑板212可沿所述的第一导向杆213的长度方向水平移动；
所述的动力传动机构22包括伺服电机221、减速机222、二级减速箱223、滚珠螺母丝杆副224、丝杆推动板225和第二导向杆226，所述的丝杆推动板225通过第二导向杆226与若干所述的加热夹具体3连接并且与所述的加热夹具体3平行设置，所述的丝杆推动板225可沿所述的第二导向杆226的长度方向水平移动；所述的伺服电机221连接所述的减速机222，所述的减速机222的两侧对称布置有所述的二级减速箱223，并且所述的减速机222与所述的二级减速箱223传动连接，所述的二级减速箱223连接所述的滚珠螺母丝杆副224，所述的滚珠螺母丝杆副224连接丝杆推动板225，所述的滚珠螺母丝杆副224在伺服电机221的作用下带动丝杆推动板225推动加热夹具体3沿着第二导向杆226的长度方向水平移动并对所述加热夹具体3加压。
所述的二级减速箱223包括与减速机222传动连接的主传动齿轮2231、一级传动齿轮2232和二级传动齿轮2233，所述的主传动齿轮2231与所述的一级传动齿轮2232相互啮合，所述的一级传动齿轮2232与所述的二级传动齿轮2233相互啮合，所述的二级传动齿轮2233与所述的滚珠螺母丝杆副224键连接。
所述的滚珠螺母丝杆副224包括丝杆固定座2241、滚珠螺母2242和滚珠丝杆2243，所述的滚珠螺母2242套接于所述的滚珠丝杆2243上，且所述的滚珠丝杆2243与所述的滚珠螺母2242可旋转地连接；所述的机架1的两端之间设置有滚珠丝杆2243，所述的滚珠丝杆2243的一端与所述的二级传动齿轮2233键连接，另一端通过滚珠丝杆2231固定座设置在机架上。
每个所述的加热夹具体3包括具有呈两行排列的夹具板32，且两两之间夹持所述的聚合物软包电池，所述的夹具板32上用于夹持聚合物软包电池的表面上贴附有加热板31，与设置加热板31相反的表面上贴附有硅胶板36；所述的夹具板32内部安装有温度传感器33，所述的夹具板32的端部通过连接链条34连接。
两两所述的夹具板32之间设置有用于支撑存放聚合物软包电池的绝缘纸。
所述的夹具板32顶部设置有用于对聚合物软包电池进行导向扶正作用的导向块35。
所述的化成机构4包括印制板41、用于根据电池大小手动调节印制板高度以匹配电池的印制板调节机构42、连接导线、用于夹紧聚合物软包电池极耳的接触销44和充放电化成箱45，所述的印制板41与所述的夹具板32一一对应，且所述的印制板41与接触销44相互配套；所述的连接导线用于连接所述的印制板41和充放电化成箱45。
所述的印制板调节机构42包括手摇丝杆421、滑动块422、调节杆423和手摇丝杆固定座424，所述的印制板41通过调节杆423连接，所述的手摇丝杆421通过手摇丝杆固定座424安装在机架1上，所述的手摇丝杆421上套设有所述的滑动块422且所述的滑动块422可沿所述的手摇丝杆421上下移动，所述的调节杆423的两端分别与机架两侧的滑动块422固定连接。
所述的充放电化成箱45包括钣金框架451，设置在钣金框架451上的化成电路板453和通道接口454，所述的化成电路板453与用于供电的电源452连接，所述的化成电路板453通过所述的通道接口454、连接导线与所述的印制板41连接。
实际使用本系统时，开始对设备上电，加热夹具体开始按照设定要求对设备进行预加温。手动将印制板调节机构调整到对应生产电池的要求位置后，开始从入料位通过机械手整盘进行上料，放入到压力控制装置所带动的夹具板之间，电池放入完成后开始压力控制装置对电池进行加压操作，当压力达到所设定的要求范围内之后开始对电池进行充放电化成工作。当时间达到生产工艺要求后，加热夹具体通过压力控制装置自动张开，机械手自动取出电池放入到出料口，电池的测试数据会通过计算机进行判定并给出结果，以便人工查看。如上为一个循环周期，系统会自动进入下一个周期。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，包括机架、压力控制装置、若干用于夹持并加热聚合物软包电池的加热夹具体和化成机构，其特征在于：所述的压力控制装置和化成机构分别设置在机架上，若干所述的加热夹具体平行排布在所述的压力控制装置上，所述的加热夹具体与化成机构一一对应；
所述的压力控制装置包括压力检测及自动调整机构和动力传动机构，所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构分别设置在机架的两端，若干所述的加热夹具体位于所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构之间；
所述的压力检测及自动调整机构包括弹簧组件、压力支撑板、第一导向杆、与压力支撑板连接的压力检测传感器和用于实时对压力检测传感器进行读取数据并实时进行压力控制调整的检测控制程序，所述的弹簧组件固定在两块所述的压力支撑板之间，所述的压力支撑板通过所述的第一导向杆连接，且所述的压力支撑板可沿所述的第一导向杆的长度方向水平移动；
所述的动力传动机构包括伺服电机、减速机、二级减速箱、滚珠螺母丝杆副、丝杆推动板和第二导向杆，所述的丝杆推动板通过第二导向杆与若干所述的加热夹具体连接并且与所述的加热夹具体平行设置，所述的丝杆推动板可沿所述的第二导向杆的长度方向水平移动；所述的伺服电机连接所述的减速机，所述的减速机的两侧对称布置有所述的二级减速箱，并且所述的减速机与所述的二级减速箱传动连接，所述的二级减速箱连接所述的滚珠螺母丝杆副，所述的滚珠螺母丝杆副连接丝杆推动板，所述的滚珠螺母丝杆副在伺服电机的作用下带动丝杆推动板推动加热夹具体沿着第二导向杆的长度方向水平移动并对所述加热夹具体加压。
2.如权利要求1所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：所述的二级减速箱包括与减速机传动连接的主传动齿轮、一级传动齿轮和二级传动齿轮，所述的主传动齿轮与所述的一级传动齿轮相互啮合，所述的一级传动齿轮与所述的二级传动齿轮相互啮合，所述的二级传动齿轮与所述的滚珠螺母丝杆副键连接。
3.如权利要求2所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：所述的滚珠螺母丝杆副包括丝杆固定座、滚珠螺母和滚珠丝杆，所述的滚珠螺母套接于所述的滚珠丝杆上，且所述的滚珠丝杆与所述的滚珠螺母可旋转地连接；所述的机架的两端之间设置有滚珠丝杆，所述的滚珠丝杆的一端与所述的二级传动齿轮键连接，另一端通过滚珠丝杆固定座设置在机架上。
4.如权利要求3所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：每个所述的加热夹具体包括具有呈两行排列的夹具板，且两两之间夹持所述的聚合物软包电池，所述的夹具板上用于夹持聚合物软包电池的表面上贴附有加热板，与设置加热板相反的表面上贴附有硅胶板；所述的夹具板内部安装有温度传感器，所述的夹具板的端部通过连接链条连接。
5.如权利要求4所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：两两所述的夹具板之间设置有用于支撑存放聚合物软包电池的绝缘纸。
6.如权利要求4或5所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：所述的夹具板顶部设置有用于对聚合物软包电池进行导向扶正作用的导向块。
7.如权利要求6所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：所述的化成机构包括印制板、用于根据电池大小手动调节印制板高度以匹配电池的印制板调节机构、连接导线、用于夹紧聚合物软包电池极耳的接触销和充放电化成箱，所述的印制板与所述的夹具板一一对应，且所述的印制板与接触销相互配套；所述的连接导线用于连接所述的印制板和充放电化成箱。
8.如权利要求7所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：所述的印制板调节机构包括手摇丝杆、滑动块、调节杆和手摇丝杆固定座，所述的印制板通过调节杆连接，所述的手摇丝杆通过手摇丝杆固定座安装在机架上，所述的手摇丝杆上套设有所述的滑动块且所述的滑动块可沿所述的手摇丝杆上下移动，所述的调节杆的两端分别与机架两侧的滑动块固定连接。
9.如权利要求7或8所述的聚合物软包电池的自动化加热加压化成系统，其特征在于：所述的充放电化成箱包括钣金框架，设置在钣金框架上的化成电路板和通道接口，所述的化成电路板与用于供电的电源连接，所述的化成电路板通过所述的通道接口、连接导线与所述的印制板连接。
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