CN108461821A - 一种压力化成夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种压力化成夹具，包括承载板，设置于承载板上的侧板，施压装置，充电夹和电极端口，通过将电芯摆放于承载板上，通过施压装置一次性给多只电芯进行加压，由于力的作用是相互的，只有一个施力源的情况下，每只电芯受力面压都达成一致，然后通过充电夹夹住电芯伸出的极耳，来对电芯进行充放电。相对于现有技术，操作更为简便，且每只电芯的受力面压一致。
Description
技术领域
本发明涉及夹具领域，特别是一种压力化成夹具。
背景技术
锂离子二次电池的化成工序是制造锂离子电池的重要步骤，化成关系到整个电池的性能，包括首次充放电效率，循环寿命，高温性能等等。目前商品化锂离子电池一般采用能够可逆嵌脱锂离子的石墨或无定形炭作为负极材料，在锂离子电池化成过程中，有机电解液会在碳负极表面发生还原、分解，形成一层电子绝缘、锂离子可导的固体电解质界面膜(solidelectrolyte interphase，简称SEI)，从而导致电池首次充放电过程中，存在巨大的不可逆容量。在形成SEI膜的过程中，会产生一部分的气体，诸如氟化氢，二氧化碳，一氧化碳，一氧化氮，乙烯，甲烷，乙烷等，这些气体残留在膜片的层与层之间，阻断了阴阳极之间的离子导电，残留在颗粒的孔隙之中的气体，阻碍了电解液的浸润，加大了电化学极化，导致在首次充放电过程中效率低，不可逆容量增大，形成的SEI膜不稳定，循环性能差。在现有锂离子二次电池制造领域中，化成和容量是将电池一个一个的放置在老化板上，然后手动将夹子夹住电池的极耳，而且化成和容量往往是分开进行，化成后会对电池进行整形，抽气，再做容量，这就需要两次上、下老化板，两次夹取电池，这对生产造成了极大的不便，生产效率低。为了克服以上问题，现有技术中采用另一种夹具进行化成，容量测试，即在化成的过程中将电池夹住，施以一定的压力，将积聚的气体挤压到气袋中，防止气体影响SEI膜的形成，同时进行化成，容量测试，既提升了电池性能又提高了生产效率。但是目前锂离子电池的压力化成夹具一般只包括用于固定电池的夹具层板，用于固定电池表面压力的压力保持螺栓和用于施压的压力板，一个夹具对应一个电池，很难满足生产需求，而且大量的夹具压在老化板上容易对其造成损伤，并且上夹具和下夹具的工作量大，效率低。CN1937302A、 CN1967925A均公开了一种锂离子二次电池的压力化成方法，其使用的方法为：将电池放置于两片平板中，然后采用长尾夹将两片夹板夹住，最后进行化成，对电池的变形及厚度增长有一定的抑制作用。但是，这种方法施加在电池表面上的力度有限，不能起到整形的效果，也不能完全将积聚在膜片之间的气体赶出，同时操作过程效率低，不适于大规模工业生产。有鉴于此，确有必要提供一种操作简易、易于批量化生产的能同时进行化成、整形和容量的锂离子电池化成夹具。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种操作简单，效率更高，每只电芯受力面压一致的压力化成夹具。
本发明为解决问题而采用的技术方案是：
一种压力化成夹具，包括：
承载板，所述承载板上还设置有至少两块侧板，所述至少两块侧板与承载板之间围合形成一个放置电芯的空间；
施压装置，所述施压装置设置于承载板或侧板上，所述施压装置用于向摆放于所述空间中的电芯施加压力。
作为上述技术方案的进一步改进，所述施压装置包括：
丝杆，其中一块侧板上设置有螺纹孔，所述丝杆旋入所述螺纹孔中并延伸至两块侧板之间。
作为上述技术方案的进一步改进，还设置有推板，所述推板位于两块侧板之间，所述推板与所述丝杆活动相连，所述丝杆可以推动所述推板在两块侧板之间运动。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括一驱动机构，所述驱动机构可以驱动所述丝杆旋转。
作为上述技术方案的进一步改进，所述承载板或侧板上还设置有加热装置，所述加热装置可以对放置于所述空间中的电芯进行加热。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括至少一个夹持装置，所述夹持装置用以夹持电芯的极耳；
还包括电极端口，所述电极端口与所述夹持装置电性相连，所述电极端口用于与充放电电源连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述夹持装置为充电夹。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括支架，充电夹设置于所述支架内侧，所述电极端口设置于所述支架上，所述支架可以位于所述承载板上方并与承载板或侧板固定相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述支架上还设置有横梁，所述横梁位于所述支架与所述充电夹之间；
还包括剪叉式支架，所述剪叉式支架一端与所述横梁相连，另一端与所述充电夹相连，所述充电夹与所述支架的相对位置固定；
还包括一驱动装置，所述驱动装置驱动所述横梁相对于所述支架运动，从而带动剪叉式支架运动，进而控制所述充电夹张开或闭合。
作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动装置为螺杆，所述螺杆设置于所述支架外侧，所述支架上设置有一个螺孔，所述螺杆旋入所述螺孔与所述横梁活动相连，所述螺杆旋转会带动所述横梁运动从而拉伸所述剪叉式支架或收缩所述剪叉式支架。
本发明的有益效果：本发明包括承载板，设置于承载板上的侧板，施压装置，充电夹和电极端口，通过将电芯摆放于承载板上，通过施压装置一次性给多只电芯进行加压，由于力的作用是相互的，只有一个施力源的情况下，每只电芯受力面压都达成一致，然后通过充电夹夹住电芯伸出的极耳，来对电芯进行充放电。相对于现有技术，操作更为简便，效率更高，且每只电芯的受力面压一致。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明优选实施方案的结构示意图；
图2为本发明优选实施方案承载板与施压装置的正视结构示意图；
图3为本发明优选实施方案承载板与施压装置的俯视状态结构示意图；
图4为本发明优选实施方案支架部分的俯视状态结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图4，一种压力化成夹具，包括：
承载板10，所述承载板10上还设置有至少两块侧板11，优选为两块，所述承载板10与所述至少两块侧板11之间围合形成一个放置电芯的空间12，所述承载板与所述侧板11优选为一体制成。施压装置，所述施压装置设置于承载板10或侧板11上，所述施压装置用于向摆放于所述空间12中的电芯施加压力。还包括至少一个夹持装置，所述夹持装置用以夹持电芯的极耳，所述夹持装置优选为充电夹40，所述夹持装置次优选为金属贴片；电极端口70，所述电极端口70与所述充电夹 40电性相连，所述电极端口70用于与充放电电源连通，然后通过所述充电夹40来对电芯进行充放电。
所述施压装置优选为包括：丝杆20，其中一块侧板11上设置有螺纹孔，所述丝杆20旋入所述螺纹孔中并延伸至两块侧板11之间。为了使电芯上每一处的压力都较为均匀，优选还包括一推板30，所述推板30位于两块侧板11之间，所述推板30与所述丝杆20活动相连，所述丝杆20可以推动所述推板30在两块侧板11之间运动。所述丝杆20可以为手工驱动，为了解放人手，还包括驱动机构，所述驱动机构可以驱动所述丝杆20旋转。所述驱动机构优选为驱动电机，次优选为驱动气缸。由于只有一个施力源，然后施力于推板30上，再对电芯进行加压，所述推板30上的力度较为均匀，由于力的作用是相互的，故而能使每只电芯的受力面压一致。
所述施压装置次优选为将所述承载板10固定于一个位置；推杆，所述推杆穿过所述侧板11延伸至两侧板11之间，推板30，所述推板30位于两块侧板11之间，所述推板30与所述推杆固定相连，通过液压气缸推动所述推杆进而推动所述推板30在两侧板11之间运动，从而对电芯进行加压。
还包括支架50，充电夹40设置于所述支架50内侧，所述电极端口70设置于所述支架50上，所述支架50可以位于所述承载板10上方并与承载板10或侧板11固定相连。通过所述支架50可以将充电夹40整齐排列，不至于乱七八糟的混成一团。
此时所述充电夹40任然需要一个一个夹到极耳上，较为麻烦，为了更为方便的将充电夹40夹至极耳上，所述支架50上还设置有横梁60，所述横梁60设置于所述支架50与所述充电夹40之间，还包括剪叉式支架90，所述剪叉式支架90一端与所述横梁60相连，另一端与所述充电夹40相连，所述充电夹40与所述支架50的相对位置固定，还设置有一驱动装置，所述驱动装置驱动所述横梁60相对于所述支架50运动，从而带动所有的剪叉式支架90运动，进而控制所有的充电夹40张开或闭合，用以一次性将所有的电芯极耳夹持住。
所述驱动装置优选为螺杆80，所述螺杆80设置于所述支架50外侧，所述支架50上设置有一个螺孔，所述螺杆80穿过所述螺孔与所述横梁60活动相连，所述螺杆80旋转会带动所述横梁60运动从而拉伸所述剪叉式支架90或收缩所述剪叉式支架90。
所述驱动装置次优选为旋杆，所述旋杆设置于所述支架50 外侧，所述旋杆穿过所述支架50与所述横梁60活动相连，所述支架50外侧与所述旋杆对应的表面设置有一抵推面，所述旋杆上设置有至少一个凸块，所述凸块与所述抵推面对应，所述凸块可以沿所述抵推面运动。所述旋杆相对于所述抵推面旋转会带动凸块在抵推面上运动，从而带动所述横梁60运动进而拉伸所述剪叉式支架90或收缩所述剪叉式支架90。
由于电芯的压力化成需要在一定的温度下进行，对电芯加热的过程可以通过外部的设备来进行，比如将装好电芯的本发明放入烤箱中，也可以进一步改进，所述承载板10或侧板11 上还设置有加热装置，所述加热装置可以对放置于所述空间12 中的电芯进行加热，所述加热装置优选为加热板，次优选为红外烘烤灯泡。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种压力化成夹具，其特征在于，包括：
承载板(10)，所述承载板(10)上还设置有至少两块侧板(11)，所述至少两块侧板(11)与承载板(10)之间围合形成一个放置电芯的空间(12)；
施压装置，所述施压装置设置于承载板(10)或侧板(11)上，所述施压装置用于向摆放于所述空间(12)中的电芯施加压力。
2.如权利要求1所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
所述施压装置包括：
丝杆(20)，其中一块侧板(11)上设置有螺纹孔，所述丝杆(20)旋入所述螺纹孔中并延伸至两块侧板(11)之间。
3.如权利要求2所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
还设置有推板(30)，所述推板(30)位于两块侧板(11)之间，所述推板(30)与所述丝杆(20)活动相连，所述丝杆(20)可以推动所述推板(30)在两块侧板(11)之间运动。
4.如权利要求2所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
还包括一驱动机构，所述驱动机构可以驱动所述丝杆(20)旋转。
5.如权利要求4所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
所述承载板(10)或侧板(11)上还设置有加热装置，所述加热装置可以对放置于所述空间(12)中的电芯进行加热。
6.如权利要求1所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
还包括至少一个夹持装置，所述夹持装置用以夹持电芯的极耳；
还包括电极端口(70)，所述电极端口(70)与所述夹持装置电性相连，所述电极端口(70)用于与充放电电源连通。
7.如权利要求6所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
所述夹持装置为充电夹(40)。
8.如权利要求7所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
还包括支架(50)，充电夹(40)设置于所述支架(50)内侧，所述电极端口(70)设置于所述支架(50)上，所述支架(50)可以位于所述承载板(10)上方并与承载板(10)或侧板(11)固定相连。
9.如权利要求8所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
所述支架(50)上还设置有横梁(60)，所述横梁(60)位于所述支架(50)与所述充电夹(40)之间；
还包括剪叉式支架(90)，所述剪叉式支架(90)一端与所述横梁(60)相连，另一端与所述充电夹(40)相连，所述充电夹(40)与所述支架(50)的相对位置固定；
还包括一驱动装置，所述驱动装置驱动所述横梁(60)相对于所述支架(50)运动，从而带动剪叉式支架(90)运动，进而控制所述充电夹(40)张开或闭合。
10.如权利要求9所述的一种压力化成夹具，其特征在于：
所述驱动装置为螺杆(80)，所述螺杆(80)设置于所述支架(50)外侧，所述支架(50)上设置有一个螺孔，所述螺杆(80)旋入所述螺孔与所述横梁(60)活动相连，所述螺杆(80)旋转会带动所述横梁(60)运动从而拉伸所述剪叉式支架(90)或收缩所述剪叉式支架(90)。
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