CN107611483A - 电池热压化成夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池热压化成夹具，其特征在于：包括若干热压化成板（1）、若干水平丝杆（2）、丝杆移动板（3）、丝杆驱动机构（4）和若干导杆；所述水平丝杆（2）和导杆同向平行设置；所述的各热压化成板（1）平行串接在导杆上，丝杆移动板（3）设于所述水平丝杆（2）上，所述丝杆驱动机构（4）能够驱动各水平丝杆（2）同时旋转进而驱动丝杆移动板（3）向热压化成板（1）方向移动；丝杆移动板（3）的移动推动各热压化成板（1）同时沿导杆向统一方向移动、互相靠近，最终通过所述热压化成板（1）将电池夹紧、加热和热压整形以及充电化成，本发明加热和压力均匀，热压和化成效率高。

Description

电池热压化成夹具

技术领域

本发明涉及电子制造的自动化领域，尤其涉及一种电池热压化成夹具。

背景技术

软包锂离子电池等电池的生产过程中，离不开高温加压化成工序。现在的热压化成夹具或装置中普遍存在加热和压力不均匀，热压和化成效率低的问题。热压化成夹具有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电池热压化成夹具。

本发明目的通过以下方案实现：一种电池热压化成夹具，其特征在于：包括若干热压化成板、若干水平丝杆、丝杆移动板、丝杆驱动机构和若干导杆；所述水平丝杆和导杆同向平行设置；所述的各热压化成板平行串接在导杆上，丝杆移动板设于所述水平丝杆上，所述丝杆驱动机构能够驱动各水平丝杆同时旋转进而驱动丝杆移动板向热压化成板方向移动；丝杆移动板的移动推动各热压化成板同时沿导杆向统一方向移动、互相靠近，最终通过所述热压化成板将电池夹紧、加热和热压整形以及充电化成。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，所述热压化成板具有热压夹板，所述热压夹板的其中一面设有PCB板，PCB板上具有用于与电池的两电极接触的电池触点以及用于与外界充电电路连接的充电触点；热压夹板的另一面与所述PCB板的电池触点对应的位置固定设有压胶条；压胶条用于热压化成过程中挤压电池两电极使其与PCB板的电池触点接触。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，每个热压化成板具有两个PCB板，所述PCB板分别对称设置在热压夹板同一面的左右两端。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，所述热压夹板中间是铝层板，铝层板两侧设置硅胶片；铝层板内还设有电热丝。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，所述丝杆驱动机构包括电机和齿轮组，水平丝杆的右端设有齿轮，水平丝杆右端的齿轮与丝杆驱动机构的齿轮组齿合；所述电机的旋转能够带动齿轮组旋转，进而通过齿轮组同时作用在各水平丝杆右端的齿轮。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，还包括左座支架、右座支架和若干加强杆，所述丝杆驱动机构设于所述右座支架，所述加强杆两端分别紧固在所述的左座支架和右座支架；所述的水平丝杆两端分别通过轴承与左座支架和右座支架；所述导杆两端分别与左座支架和右座支架分别连接。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，所述热压化成板左右两端分别对称设有第一导杆孔和第二导杆孔；所述若干导杆包括第一导杆和第二导杆，第一导杆和第二导杆的位置分布与热压化成板的第一导杆孔和第二导杆孔的分布相匹配；第一导杆和第二导杆分别对应地依次穿过热压化成板的第一导杆孔和第二导杆孔后将各热压化成板平行地串接在导杆上，使热压化成板能够在导杆上滑动。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，所述左座支架朝向热压化成板的一面还设有四个导向轴，导向轴的方向与导杆的方向一致，导向轴上活动安装两个互相平行的弹簧安装板；所述弹簧安装板与热压化成板平行；导向轴位于两个弹簧安装板之间的段上套设有弹簧；左座支架与靠近左座支架的弹簧安装板之间设有一压力传感器。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，还包括若干软袋，所述软袋的袋口两端分别紧固在相邻的两热压夹板上；所述热压化成板还包括轴座，轴座上具有纵向的滑轴，滑轴上具有滑动环，所述滑动环能够在轴座的滑轴上下移动；滑动环上开设有第二导杆孔；还包括高度调节组件，所述高度调节组件包括转盘和纵向丝杆，左座支架上对应设有纵向滑槽，第二导杆从纵向滑槽穿出后与纵向丝杆连接；所述软袋底部与第二导杆直接或间接连接，调节所述第二导杆高度能够调节软袋底部的高度。

在对上述的电池热压化成夹具改进方案中，所述弹簧安装板和杆移动板朝向热压化成板的一面设有隔热板。

相对于现有的电池热压化成夹具，本发明的能同时对多个热压化成板进行同时的平稳驱动，使它们更均匀的与电池接触实现均匀加热和均匀地施加压力；夹具能对56块甚至更多电池同时进行热压和充电化成，结构执行效率高；多个热压化成板同时驱动控制简单并且具有包括压力实时监控电池保护、压力缓冲等功能。

附图说明

图1为某优选实施例中电池热压化成夹具的整体结构示意图；

图2为图1中隐藏热压化成板后的结构示意图；

图3为热压化成板某一面的示意图；

图4为热压化成板另一面的示意图；

图5为热压化成板俯视角度的示意图；

图6为加强杆、水平丝杆和导杆从侧面看的相对位置示意图；

图7为图1的对应的左视图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

需要说明的是以下关于前、后、左、右、上、下、X、Y、Z轴等描述是为了方便表达和理解，根据附图及常规理解进行定义或描述，它们可以根据视角和摆放位置不同而对应同步改变。

参考图1和2，电池热压化成夹具包括若干热压化成板1、若干水平丝杆2、丝杆移动板3、丝杆驱动机构4和若干导杆。其中热压化成板1用于对夹在两块热压化成板1之间的软包锂离子电池或其它电池（以下为了便于描述简称为电池）进行加热和热压整形，另外也使该电池的电极分别与热压化成板1上PCB对应的电池触点121接触进行充电完成化成步骤。热压化成板1分别平行串接在若干导杆上，能够在导杆上滑动。丝杆驱动机构4用于驱动水平丝杆2旋转，通过水平丝杆2的旋转使丝杆移动板3在水平丝杆2移动，而丝杆移动板3推动各热压化成板1同时向统一方向移动、互相靠近最后将各热压化成板1之间的电池靠近、挤压。热压化成板1数量可以根据需要而定，其中如图1所示为29块。

其中，参考图3、4和5，某优选实施例中，热压化成板1具有热压夹板11，热压夹板11的其中一面设有PCB板12，PCB板12上具有用于与电池两电极接触的电池触点121以及用于与外界充电电路连接的充电触点122。优选地，具有两个PCB板12，分别对称设置在热压夹板11同一面的左右两端。热压夹板11的另一面与PCB板12的电池触点121对应的位置固定设有压胶条13。压胶条13用于热压化成过程中挤压电池两电极使其与PCB板12的电池触点121紧紧接触。热压夹板11可以由多层材料组成，其中如图5所示，热压夹板11中间可以是铝层板111，铝层板111两侧设置硅胶片112。铝层板111内安装有电热丝。如图3和4所示，热压化成板1左右两端分别对称设有第一导杆孔14和第二导杆孔15。如图6所示，所述若干导杆包括第一导杆51和第二导杆52，第一导杆51和第二导杆52的位置分布与热压化成板1的第一导杆孔14和第二导杆孔15的分布相匹配。第一导杆51和第二导杆52分别对应地依次穿过热压化成板1的第一导杆孔14和第二导杆孔15后将各热压化成板1平行地串接在导杆上，使热压化成板1能够在导杆上滑动。

参考图2和图6，电池热压化成夹具还包括若干互相平行的水平丝杆2，优选地具有4条水平丝杆2，水平丝杆2分别设置在热压化成板1的两侧， 水平丝杆2的分布与四条导杆相同或近似。丝杆驱动机构4包括电机41和齿轮组42，水平丝杆2的右端设有齿轮，水平丝杆2的右端一方面通过轴承安装在丝杆驱动机构4上，同时水平丝杆2右端的齿轮与丝杆驱动机构4的齿轮组42齿合。电机41的旋转带动齿轮组42旋转，通过齿轮组42同时作用在各水平丝杆2右端的齿轮，使各水平丝杆2能够同时做同步旋转。丝杆移动板3与4条水平丝杆2通过自身上面的螺孔（图中未示）及水平丝杆2上的螺纹对应连接。4条水平丝杆2的旋转通过螺纹驱动丝杆移动板3向对应的方向移动，进而推动导杆上的各热压化成板1同时向统一方向移动、互相靠近。参考图2，电池热压化成夹具可以包括左座支架61、右座支架62和若干加强杆63，丝杆驱动机构4固定安装在右座支架62。水平丝杆2的左端通过轴承与左座支架61连接。导杆两端分别与左座支架61和右座支架62连接。加强杆63两端分别与左座支架61、右座支架62固定连接在一起，将左座支架61、右座支架62之间的位置固定，形成电池热压化成夹具的整体支架。参考图6，为加强杆63、水平丝杆2、第一导杆51和第二导杆52的侧面视图，加强杆63、水平丝杆2、第一导杆51和第二导杆52同向互相平行设置。某优选方案中，第一导杆51和第二导杆52分布于水平丝杆2的内侧，加强杆63分别分布于水平丝杆2的上下端。

参考图1和图2，左座支架61朝向热压化成板1的一面还设有四个导向轴81，导向轴81的方向与导杆的方向一致，导向轴81上活动安装两个互相平行的弹簧安装板82。所述弹簧安装板82与热压化成板1平行。导向轴81位于两个弹簧安装板82之间的段上套设有弹簧83。左座支架61与靠近左座支架61的弹簧安装板82之间设有一压力传感器84。优选地，靠近热压化成板1的弹簧安装板82上还设有隔热板91。

某优选实施例中，参考图3，热压化成板1还包括轴座16，轴座16上具有纵向的滑轴17，滑轴17上具有滑动环18，滑动环18上开设有第二导杆孔15。第二导杆52分别对应地依次穿过所述的滑动环18的第二导杆孔15将各热压化成板1平行地串接在导杆上。所述的滑动环18能够在轴座16的滑轴17上下移动。参考图7，还包括高度调节组件7，所述高度调节组件7用于调节第二导杆52的高度。高度调节组件7包括转盘72和纵向丝杆71，左座支架61上对应设有纵向滑槽73，第二导杆52从纵向滑槽73穿出后与纵向丝杆71连接。所述转盘72旋转带动纵向丝杆71旋转，而纵向丝杆71旋转则可以使第二导杆52沿纵向滑槽73上下移动。电池热压化成夹具还包括软袋（图中未示），软袋设置在两个热压化成板1之间。软袋的袋口两端分别紧固在热压夹板11上，软袋的底部直接或间接与第二导杆52连接，通过高度调节组件7调节第二导杆52的高度就可以调节软袋的底部高度以适应不同尺寸的电池。软袋用于接住从上方送料进来的电池，同时调节高度使电池电极的高度与热压化成板1的电池触点121的高度匹配。优选地软袋由耐高温的材质做成，如铝箔等。

电池热压化成夹具工作时，电池被分别放置到两个热压化成板1之间，其中两个热压化成板1之间可以对称放置两块电池，电池的电极朝向PCB板12的电池触点121；如图1的29块热压化成板1上工可以同时放置56块电池。电池热压化成夹具上设有软袋时，电池的放置可以手工操作，也可以通过机械手同时抓取电池并移动到两个热压化成板1之间空隙的正上方，释放后，电池落入对应的软袋。丝杆驱动机构4的电机41旋转并通过齿轮组42驱动四个水平丝杆2同步旋转；水平丝杆2的旋转带动丝杆移动板3沿着水平丝杆2向左方移动。丝杆移动板3推动各热压化成板1沿导杆同时向左方移动，使各热压化成板1互相靠近，挤压电池。压力传感器84对热压化成板1挤压电池的力进行检测和监控，而弹簧83则对热压过程缓冲，它们同时对电池进行保护避免压力过大。热压化成板1夹住电池后，电池两电极接触电池触点121，热压化成板1对电池进行加热至需要的温度后，进一步热压整形，以及通电进行充电化成，最后完成热压化成。对于不同尺寸的电池，可以通过高度调节组件7调节第二导杆52的高度进而调节软袋的高度，使其与电池的高度适配。

以上所述仅为本发明的某个或某些优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应同理包括在本发明的专利保护范围内。另外，以上文字描述未尽之处也可以参考图的直接表达和常规的理解以及现有技术结合去实施。

Claims (10)

1.电池热压化成夹具，其特征在于：包括若干热压化成板（1）、若干水平丝杆（2）、丝杆移动板（3）、丝杆驱动机构（4）和若干导杆；所述水平丝杆（2）和导杆同向平行设置；所述的各热压化成板（1）平行串接在导杆上，丝杆移动板（3）设于所述水平丝杆（2）上，所述丝杆驱动机构（4）能够驱动各水平丝杆（2）同时旋转进而驱动丝杆移动板（3）向热压化成板（1）方向移动；丝杆移动板（3）的移动推动各热压化成板（1）同时沿导杆向统一方向移动、互相靠近，最终通过所述热压化成板（1）将电池夹紧、加热和热压整形以及充电化成。

2.根据权利要求1所述的电池热压化成夹具，其特征在于，所述热压化成板（1）具有热压夹板（11），所述热压夹板（11）的其中一面设有PCB板（12），PCB板（12）上具有用于与电池的两电极接触的电池触点（121）以及用于与外界充电电路连接的充电触点（122）；热压夹板（11）的另一面与所述PCB板（12）的电池触点（121）对应的位置固定设有压胶条（13）；压胶条（13）用于热压化成过程中挤压电池两电极使其与PCB板（12）的电池触点（121）接触。

3.根据权利要求2所述的电池热压化成夹具，其特征在于，每个热压化成板（1）具有两个PCB板（12），所述PCB板（12）分别对称设置在热压夹板（11）同一面的左右两端。

4.根据权利要求3所述的电池热压化成夹具，其特征在于，所述热压夹板（11）中间是铝层板（111），铝层板（111）两侧设置硅胶片（112）；铝层板（111）内还设有电热丝。

5.根据权利要求1至4任一所述的电池热压化成夹具，其特征在于，丝杆驱动机构（4）包括电机（41）和齿轮组（42），水平丝杆（2）的右端设有齿轮，水平丝杆（2）右端的齿轮与丝杆驱动机构（4）的齿轮组（42）齿合；所述电机（41）的旋转能够带动齿轮组（42）旋转，进而通过齿轮组（42）同时作用在各水平丝杆（2）右端的齿轮。

6.根据权利要求5所述的电池热压化成夹具，其特征在于，还包括左座支架（61）、右座支架（62）和若干加强杆（63），所述丝杆驱动机构（4）设于所述右座支架（62），所述加强杆（63）两端分别紧固在所述的左座支架（61）和右座支架（62）；所述的水平丝杆（2）两端分别通过轴承与左座支架（61）和右座支架（62）；所述导杆两端分别与左座支架（61）和右座支架（62）分别连接。

7.根据权利要求6所述的电池热压化成夹具，其特征在于，所述热压化成板（1）左右两端分别对称设有第一导杆孔（14）和第二导杆孔（15）；所述若干导杆包括第一导杆（51）和第二导杆（52），第一导杆（51）和第二导杆（52）的位置分布与热压化成板（1）的第一导杆孔（14）和第二导杆孔（15）的分布相匹配；第一导杆（51）和第二导杆（52）分别对应地依次穿过热压化成板（1）的第一导杆孔（14）和第二导杆孔（15）后将各热压化成板（1）平行地串接在导杆上，使热压化成板（1）能够在导杆上滑动。

8.根据权利要求7所述的电池热压化成夹具，其特征在于，所述左座支架（61）朝向热压化成板（1）的一面还设有四个导向轴（81），导向轴（81）的方向与导杆的方向一致，导向轴（81）上活动安装两个互相平行的弹簧安装板（82）；所述弹簧安装板（82）与热压化成板（1）平行；导向轴（81）位于两个弹簧安装板（82）之间的段上套设有弹簧（83）；左座支架（61）与靠近左座支架（61）的弹簧安装板（82）之间设有一压力传感器（84）。

9.根据权利要求7所述的电池热压化成夹具，其特征在于，还包括若干软袋，所述软袋的袋口两端分别紧固在相邻的两热压夹板（11）上；所述热压化成板（1）还包括轴座（16），轴座（16）上具有纵向的滑轴（17），滑轴（17）上具有滑动环（18），所述滑动环（18）能够在轴座（16）的滑轴（17）上下移动；滑动环（18）上开设有第二导杆孔（15）；还包括高度调节组件（7），所述高度调节组件（7）包括转盘（72）和纵向丝杆（71），左座支架（61）上对应设有纵向滑槽（73），第二导杆（52）从纵向滑槽（73）穿出后与纵向丝杆（71）连接；所述软袋底部与第二导杆（52）直接或间接连接，调节所述第二导杆（52）高度能够调节软袋底部的高度。

10.根据权利要求9所述的电池热压化成夹具，其特征在于，所述弹簧安装板（82）和杆移动板（3）朝向热压化成板（1）的一面设有隔热板（91）。