CN105070948A - 软包锂离子电池化成分容设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软包锂离子电池化成分容设备，包括机架，还包括设置在机架上的可变条件的充放电电源箱、用于夹装软包锂离子电池的正负电极的电池夹装运动机构、置于电池夹装运动机构内的电池托盘以及置于机架外PC机内的控制机构，可变条件的充放电电源箱与电池夹装运动机构电气连接并且分别与控制机构控制连接。电池夹装运动机构包括平面基板和设置在平面基板上的用于接触软包锂离子电池的正负电极的夹具夹紧机构、用于将电池托盘锁紧定位的托盘抱紧机构、用于支撑电池托盘的电池托盘支撑板、用于上下移动电池托盘的托盘升降机构以及导线束部件，导线束部件与可变条件的充放电电源箱的驱动功率板电连接。本发明简化设备品种，提高生产效率。

Description

软包锂离子电池化成分容设备
技术领域
本发明涉及一软包锂离子电池化成分容设备。
背景技术
软包锂离子电池的生产工艺中，化成和分容是十分重要的工序，化成是用电的能量对电池内部活性进行激活，在电池负极形成SEI膜，质量好的化成设备可以保证电池具有较好的充放电性能与循环寿命，分容是对已激活的电池进行几个满负荷的充放电循环过程，测试直流内阻、充放电电压、恒流放电、恒压放电、恒功率放电特性，进行分组以挑选相同电参数的电池进行串联并联应用，减少电池组合后的短板效应。现有软包锂离子电池化成分容工序中多数依赖人工周转的制造方式而导致出现电池品质不良率高，本体易出现人为的划伤，变形，电极扭曲甚至短路，化成分容数据不能可靠追溯，搬运流转效率低下，安全性差等问题。
发明内容
为了克服现有软包锂离子电池化成分容工序中多数依赖人工周转的制造方式而导致出现电池品质不良率高，本体易出现人为的划伤、变形，电极扭曲甚至短路，化成分容数据不能可靠追溯、搬运流转效率低下、安全性差等的问题，本发明提供一种采用托盘作为锂电池制造环节载体的化成分容功能，以完成实现软包锂离子电池制造过程高品质、高效率、可追溯性的软包锂离子电池化成分容设备。
本发明采用的技术方案是：
软包锂离子电池化成分容设备，包括机架，其特征在于：还包括设置在机架上的可变条件的充放电电源箱、用于夹装软包锂离子电池的正负电极的电池夹装运动机构、置于电池夹装运动机构内的电池托盘以及置于机架外PC机内的控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱与所述的电池夹装运动机构电气连接并且分别与控制机构控制连接。
所述的可变条件的充放电电源箱包括电源机箱，设置在电源机箱内的单片机板、驱动功率板、辅助工作电源、充电用AC/DC电源以及散热风扇，所述的驱动功率板与所述的单片机板连接，所述的单片机板通过通讯接口与PC机连接，所述的驱动功率板与充电用AC/DC电源连接，所述的辅助工作电源与散热风扇连接。
所述的驱动功率板包括多路程控DC/DC单元、电压电流采样线路、散热器以及恒流恒压控制线路。电源箱(2)内设置若干块驱动功率板(23)，每块板上有若干路充放电电路，充放电电路与充电用AC/DC电源(25)相连接。当锂电池充电时功率回路从充电用AC/DC电源获得能量，充入锂电池；当锂电池放电时功率回路将锂电池能量转化为热量通过散热器和散热风机排出设备。
所述的电池夹装运动机构包括平面基板和设置在平面基板上的用于接触软包锂离子电池的正负电极的夹具夹紧机构、用于将电池托盘锁紧定位的托盘抱紧机构、用于支撑电池托盘的电池托盘支撑板、用于上下移动电池托盘的托盘升降机构以及导线束部件，所述的夹具夹紧机构、托盘抱紧机构、托盘升降机构以及导线束部件均受控于所述的控制机构，所述的导线束部件与所述的可变条件的充放电电源箱的驱动功率板电连接。
所述的夹具夹紧机构具有用于夹持软包锂离子电池的夹具开口，所述的夹具开口内设置有用于与电池的正负极电极接触的正负极接触面，在控制机构的作用下托盘升降机构带动电池托盘下降至夹具夹紧机构，电池进入夹具开口内。
所述的平面基板的两端分别安装有所述的托盘抱紧机构，两端所述的托盘抱紧机构之间形成用于夹持所述的电池托盘支撑板的夹持空间；所述的夹持空间内设置有所述的电池托盘支撑板，两端所述的托盘抱紧机构在控制机构的作用下向电池托盘支撑板靠近并对电池托盘定位锁紧。
所述的电池托盘的表面设有与软包锂离子电池的形状大小匹配的、用于放置软包锂离子电池的若干放置位，铝离子电池垂直放置在放置位，所述的夹具夹紧机构的数量与放置位的数量相对应。
所述的电池托盘上设置有256个放置位，软包锂离子电池垂直放置在所述的放置位上。
所述的电池托盘还包括底座、设置在底座上的托盘内衬以及用以对软包锂离子电池进行流程管理的ID号码。
电池托盘采用阻燃材质注塑成型，每次可装载256节电池，电池在电池托盘中为直立放置形式，电极向下，并设有保护框，在转运中保护电极不受损伤。这种托盘形式充分利用软包锂离子电池的外形长度宽度大而厚度小的特点，最大效率的利用了平面空间，节省了生产和储存的占地，同时，在生产流转中，以电池托盘为载体，也大大提高流转的效率和安全性。
使用时，机器或人工方式将电池托盘放置在电池托盘支撑板上，托盘抱紧机构对电池托盘进行定位锁紧，托盘升降机构将电池托盘连同托盘抱紧机构下降到设定位置，使电池电极进入夹具开口范围内，夹具夹紧机构闭合夹具使夹具的正负极接触面和电池正负电极紧密接触，通过导线束部件通电进行工作。电池托盘内的256节电池同时夹装，每节电池的工作状态可以达到很好的一致性，相对于传统的人工装夹操作可以大幅度提高生产效率，杜绝因操作不当造成的不良品。
本发明的有益效果体现在：
1、可完成软包锂离子电池的化成和分容两个工序，简化设备品种，提高生产效率。
2、电池托盘内的256节电池同时夹装，每节电池的工作状态可以达到很好的一致性，相对于传统的人工装夹操作可以大幅度提高生产效率，杜绝因操作不当造成的不良品。
3、充分利用软包锂离子电池的外形长度宽度大而厚度小的特点，最大效率的利用了平面空间，节省了生产和储存的占地，同时，在生产流转中，以电池托盘为载体，也大大提高流转的效率和安全性。
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是本发明整体结构后视图。
图4是本发明可变条件的充放电电源箱局部结构示意图A。
图5a是本发明可变条件的充放电电源箱局部结构示意图B。
图5b是本发明驱动功率版结构示意图。
图6是本发明电源机箱示意图。
图7是本发明电池夹装运动机构主视图。
图8是本发明电池夹装运动机构俯视图。
图9是本发明电池夹装运动机构立体图。
图10是本发明电池托盘示意图。
图11是本发明电池托盘侧视图。
图12是本发明电池极耳位置示意图。
具体实施方式
参照图1至图12，软包锂离子电池化成分容设备，包括机架1，还包括设置在机架1上的可变条件的充放电电源箱2、用于夹装软包锂离子电池的正负电极的电池夹装运动机构3、置于电池夹装运动机构内的电池托盘4以及置于机架外PC机内的控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱2与所述的电池夹装运动机构3电气连接并且分别与控制机构控制连接。
所述的可变条件的充放电电源箱2包括电源机箱21，设置在电源机箱内的单片机板22、驱动功率板23、辅助工作电源24、充电用AC/DC电源25以及散热风扇26，所述的驱动功率板23与所述的单片机板22连接，所述的单片机板22通过通讯接口与PC机连接，所述的驱动功率板23与充电用AC/DC电源25连接，所述的辅助工作电源24与散热风扇26连接。
所述的驱动功率板23包括多路程控DC/DC单元231、电压电流采样线路232、散热器233以及恒流恒压控制线路234。每块驱动功率板23上有若干路充放电电路，充放电电路与充电用AC/DC电源25相连接。当锂电池充电时功率回路从充电用AC/DC电源获得能量，充入锂电池；当锂电池放电时功率回路将锂电池能量转化为热量通过散热器和散热风机排出设备。
所述的电池夹装运动机构3包括平面基板31和设置在平面基板上的用于接触软包锂离子电池的正负电极的夹具夹紧机构35、用于将电池托盘锁紧定位的托盘抱紧机构33、用于支撑电池托盘4的电池托盘支撑板32、用于上下移动电池托盘的托盘升降机构34以及导线束部件36，所述的夹具夹紧机构35、托盘抱紧机构33、托盘升降机构34以及导线束部件36均受控于所述的控制机构，所述的导线束部件36与所述的可变条件的充放电电源箱2的驱动功率板23电连接。
所述的夹具夹紧机构35具有用于夹持软包锂离子电池的夹具开口，所述的夹具开口内设置有用于与电池的正负极电极接触的正负极接触面，在控制机构的作用下托盘升降机构带动电池托盘下降至夹具夹紧机构，电池进入夹具开口内。
所述的平面基板31的两端分别安装有所述的托盘抱紧机构33，两端所述的托盘抱紧机构33之间形成用于夹持所述的电池托盘支撑板32的夹持空间；所述的夹持空间内设置有所述的电池托盘支撑板32，两端所述的托盘抱紧机构在控制机构的作用下向电池托盘支撑板靠近并对电池托盘定位锁紧。
所述的电池托盘4的表面设有与软包锂离子电池43的形状大小匹配的、用于放置软包锂离子电池的若干放置位，铝离子电池垂直放置在放置位，所述的夹具夹紧机构的数量与放置位的数量相对应。
所述的电池托盘上设置有256个放置位，软包锂离子电池垂直放置在所述的放置位上。
所述的电池托盘还包括底座41、设置在底座41上的托盘内衬42以及用以对软包锂离子电池进行流程管理的ID号码45。
电池托盘采用阻燃材质注塑成型，每次可装载256节电池，电池在电池托盘中为直立放置形式，电极向下，并设有保护框，在转运中保护电极不受损伤。这种托盘形式充分利用软包锂离子电池的外形长度宽度大而厚度小的特点，最大效率的利用了平面空间，节省了生产和储存的占地，同时，在生产流转中，以电池托盘为载体，也大大提高流转的效率和安全性。
单片机板22通过通讯接口与控制机构相连接，接收对电池的充放电功能的控制，同时记录锂电池各种电参数信息反馈至PC机软件。电池托盘4可放置256节软包锂电池43，电池托盘4上的ID号45是托盘内256个锂电池43的载体号码，用于流程管理。电池托盘4载入锂电池43后机器或人工方式将电池托盘放置在电池托盘支撑板32上，托盘抱紧机构33对电池托盘进行定位锁紧，托盘升降机构34将电池托盘连同抱紧机构下降到设定位置，使电池电极进入夹具开口范围内，夹具夹紧机构35闭合夹具使夹具的正负极接触面和电池正负电极紧密接触，通过导线束部件36通电进行工作和可变条件的充放电电源箱2的驱动功率板23连接。对锂电池43进行化成或分容。当PC机发出的化成分容结束的指令后，可变条件充放电电源箱的驱动板23停止充放电，夹具夹紧机构35打开夹具、电池极耳44与夹具分离，托盘升降机构34，反方向将电池托盘提升回初始位置，托盘抱紧机构33解锁电池托盘4，使之处于自由状态，等待搬运。
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.软包锂离子电池化成分容设备，包括机架，其特征在于：还包括设置在机架上的可变条件的充放电电源箱、用于夹装软包锂离子电池的正负电极的电池夹装运动机构、置于电池夹装运动机构内的电池托盘以及置于机架外PC机内的控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱与所述的电池夹装运动机构电气连接并且分别与控制机构控制连接。
2.如权利要求1所述的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的可变条件的充放电电源箱包括电源机箱，设置在电源机箱内的单片机板、驱动功率板、辅助工作电源、充电用AC/DC电源以及散热风扇，所述的驱动功率板与所述的单片机板连接，所述的单片机板通过通讯接口与PC机连接，所述的驱动功率板与充电用AC/DC电源连接，所述的辅助工作电源与散热风扇连接。
3.如权利要求2所述的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的驱动功率板包括多路程控DC/DC单元、电压电流采样线路、散热器以及恒流恒压控制线路。
4.如权利要求3所述的的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的电池夹装运动机构包括平面基板和设置在平面基板上的用于接触软包锂离子电池的正负电极的夹具夹紧机构、用于将电池托盘锁紧定位的托盘抱紧机构、用于支撑电池托盘的电池托盘支撑板、用于上下移动电池托盘的托盘升降机构以及导线束部件，所述的夹具夹紧机构、托盘抱紧机构、托盘升降机构以及导线束部件均受控于所述的控制机构，所述的导线束部件与所述的可变条件的充放电电源箱的驱动功率板电连接。
5.如权利要求4所述的的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的夹具夹紧机构具有用于夹持软包锂离子电池的夹具开口，所述的夹具开口内设置有用于与电池的正负极电极接触的正负极接触面，在控制机构的作用下托盘升降机构带动电池托盘下降至夹具夹紧机构，电池进入夹具开口内。
6.如权利要求5所述的的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的平面基板的两端分别安装有所述的托盘抱紧机构，两端所述的托盘抱紧机构之间形成用于夹持所述的电池托盘支撑板的夹持空间；所述的夹持空间内设置有所述的电池托盘支撑板，两端所述的托盘抱紧机构在控制机构的作用下向电池托盘支撑板靠近并对电池托盘定位锁紧。
7.如权利要求6所述的的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的电池托盘的表面设有与软包锂离子电池的形状大小匹配的、用于放置软包锂离子电池的若干放置位，铝离子电池垂直放置在放置位，所述的夹具夹紧机构的数量与放置位的数量相对应。
8.如权利要求7所述的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的电池托盘上设置有256个放置位，软包锂离子电池垂直放置在所述的放置位上。
9.如权利要求8所述的软包锂离子电池化成分容设备，其特征在于：所述的电池托盘还包括底座、设置在底座上的托盘内衬以及用以对软包锂离子电池进行流程管理的ID号码。
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