CN108598579B - 电池真空化成机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电池真空化成机构，电池真空化成机构，包括具有密封型腔的箱体和化成夹具；所述化成夹具包括底板，设置在底板上的升降机构，设置在所述升降机构上端的安装架，设置在安装架底部的安装机构，设置在安装机构底部的探针组件和吸嘴机构，所述探针组件与化成电源电连接，所述吸嘴机构与第一抽真空机构管道联通，以及设置在所述升降机构上的升降板，和设置在所述升降板上的电池定位组件，所述升降机构驱动所述升降板上下运动；所述密封型腔与第二抽真空机构管道联通。

Description

电池真空化成机构
技术领域
本发明涉及电池化成设备领域，具体涉及电池真空化成机构。
背景技术
铝壳电池在生产过程中需要化成激活电池。由于在化成的过程中，会产生有害的气体；为了防止有害气体外溢；中国专利，申请号为CN200920056695.X，专利名称为：锂离子电池真空化成装置中记载了解决有害气体外溢的问题；其技术方案是：所述真空化成装置包括密闭且可抽真空的箱体、设置在箱体的内部空间中的电池固定支架、设置于箱体中的至少一对正、负极充电端子以及对箱体的内部空间进行封闭的活动门，箱体的内部空间中设置进、出气孔。然而该技术方案中是通过在一密封的箱体内完成化成，并且是通过对箱体内部进行抽真空处理，达到放置气体外溢；然而实际过程中，在化成的过程中，由于电池的内部气压增加，而外部处于真空状态，因此会造成电池外壳变形，设置由于内部气压大，电解液还会从注液口中外溢。鉴于以上缺陷，实有必要设计电池真空化成机构。
发明内容
本发明是提供一种在能有效避免电池在化成货过程中电池外壳变形和电解液外溢的电池真空化成机构。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：电池真空化成机构，包括具有密封型腔的箱体和化成夹具；所述化成夹具包括底板，设置在底板上的升降机构，设置在所述升降机构上端的安装架，设置在安装架底部的安装机构，设置在安装机构底部的探针组件和吸嘴机构，所述探针组件与化成电源电连接，所述吸嘴机构与第一抽真空机构管道联通，以及设置在所述升降机构上的升降板，和设置在所述升降板上的电池定位组件，所述升降机构驱动所述升降板上下运动；所述密封型腔与第二抽真空机构管道联通。
进一步，所述吸嘴机构包括固定连接在所述安装机构上的安装套，贯穿所述安装套的管接头，设置在所述管接头下端的吸嘴，以及套于所述管接头上的弹簧；所述管接头与所述安装套滑动连接；所述管接头的上端设有卡簧，下端设有限位台阶；所述弹簧位于所述限位台阶与所述安装套之间；所述管接头的上端与所述第一抽真空装置管道连通；所述探针组件包括设于所述安装机构底部的第一绝缘座和第二绝缘座，以及设置在所述第一绝缘座底部的第一探针和设置在所述第二绝缘座底部的第二探针，所述第一探针和所述第二探针分别与化成电源的正极和负极电连接。
进一步，所述电池定位组件包括下定位板，支撑柱和上定位板，至少两个所述支撑柱设置在所述下定位板上，所述上定位板设于所述支撑柱上，所述上定位板和所述下定位板上均设有定位槽。
进一步，所述安装架上还设有汇流罩，所述吸嘴机构通过所述汇流罩与所述第一抽真空装置连通；所述汇流罩的底部设有连接嘴，所述吸嘴机构与所述连接嘴管道连接，所述汇流罩上设有与所述第一抽真空装置管道连接的连接孔。
进一步，所述升降机构包括两对称设置在所述底板两端的升降组件；所述升降组件包括两对称设置的导柱和套于导柱上的导套，丝杆，螺母和驱动丝杆旋转的电机；所述导柱和所述丝杆设置在所述底板与所述安装架之间，所述升降板套于所述导套和所述螺母上，所述电机设于所述安装架上；所述升降板与所述导套和所述螺母固定连接。
进一步，所述箱体包括一侧为开口的外壳和密封盖；所述密封盖与所述外壳铰接连接，所述密封盖关闭时，密封所述外壳的开口；所述外壳的顶部和底部设有与所述第二抽真空机构管道连接的接口。
进一步，所述箱体内部还设有热风系统；所述热风系统包括设于所述外壳两内侧的风机，设置在所述风机出风口的电热管，以及导风板；所述导风板沿所述风机出风方向设置在所述电热管的前方；所述导风板上均匀地设置有多个排风孔。
进一步，所述箱体内部还设有辐射加热装置。
进一步，所述安装机构包括设于所述安装架底端的第一安装座，第二安装座和第三安装座；所述吸嘴机构设于在所述第一安装座底端，所述第一探针设于所述第二安装座底部，所述第二探针设于所述第三安装座的底部；所述第二安装座的端部设有与所述第一探针电连接的第一接电插头，所述第三安装座的端部设于与所述第二探针电连接的第二接电插头；所述箱体的内侧设有与化成电源的正极电连接的正极插座，和与化成电源负极电连接的负极插座。
进一步，所述第一抽真空机构和所述第二抽真空机构均由真空泵和负压检测器组成。
与现有技术相比，本发明电池真空化成机构具有以下有益效果：
1、化成时，通过第一抽真空机构将电池内部的气体排出，使得其处于真空状态，再由第二抽真空机构将密封型腔内的空气排出，使得电池内部和外部气压接近，并且在化成时，继续保持电池内外气压；因此在化成过程中，不仅能防止电池外壳变形，还能有效防止有害物质挥发空气中；同时还能防止电解液外溢而降低电池的性能。
附图说明
图1是本发明电池真空化成机构的内部结构；
图2是本发明电池真空化成机构所述箱体的结构图；
图3是本发明电池真空化成机构所述化成夹具的立体图；
图4是本发明电池真空化成机构所述化成夹具的主视图；
图5是本发明电池真空化成机构所述化成夹具的左视图；
图6是本发明电池真空化成机构所述安装机构部分的结构图；
图7是本发明电池真空化成机构所述吸嘴机的剖视图；
图8是本发明电池真空化成机构实电池定位机构的立体图。
具体实施方式
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。
在下文中，阐述了多种特定细节，以便提供对构成所描述实施例基础的概念的透彻理解。然而，对本领域的技术人员来说，很显然所描述的实施例可以在没有这些特定细节中的一些或者全部的情况下来实践。在其他情况下，没有具体描述众所周知的处理步骤。
如图1所示，电池真空化成机构，包括具有密封型腔的箱体1和化成夹具2。化成夹具2是固定设在在箱体内部，或者在化成过程中，可以将装有化成电池的化成夹具2置于箱体1内的密封型腔内。
如图1-5所示，所述化成夹具2包括底板20，设置在底板20上的升降机构21，设置在所述升降机构21上端的安装架22，设置在安装架22底部的安装机构23，设置在安装机构23底部的探针组件24和吸嘴机构25，所述探针组件24与化成电源电线连接，所述吸嘴机构25与第一抽真空机构(附图未标注)管道联通，以及设置在所述升降机构21上的升降板26，和设置在所述升降板26上的电池定位组件27，所述升降机构21驱动所述升降板26上下运动；所述密封型腔与第二抽真空机构(附图未标注)管道联通。在化成时，可将待化成的锂电池定位在电池定位组件27内；将化成夹具2置于箱体1的密封型腔内；升降机构21推动升降板26往上运动，使得锂电池的正负极与探针组件24接触，吸嘴机构25与电池的注液孔连通。由第一抽真空机构将电池内部的气体排出，待电池内部的气压达到-0.06MPa时，第二抽真空机构将箱体1内的空气排出，因此内避免电池内部的气压大于外部气压而造成电池变形；待电池内外压差接近时，化成电源给电池通电化成，并且在化成过程中，第一抽真空机构和第二抽真空机构一直在将电池内外的空气排出，从而保持内外压差；因此化成过程中，避免了电池外壳变形，并且能避免电池内部电解液溢出。
如图7所示，所述吸嘴机构25包括固定连接在所述安装机构23上的安装套250，贯穿所述安装套250的管接头251，设置在所述管接头251下端的吸嘴252，以及套于所述管接头251上的弹簧253；所述管接头251与所述安装套250滑动连接；所述管接头251的上端设有卡簧254，下端设有限位台阶255；所述弹簧253位于所述限位台阶255与所述安装套250之间；所述管接头251的上端与所述第一抽真空装置管道连通；所述探针组件24包括设于所述安装机构23底部的第一绝缘座240和第二绝缘座241，以及设置在所述第一绝缘座240底部的第一探针242和设置在所述第二绝缘座241底部的第二探针243，所述第一探针242和所述第二探针243分别与化成电源的正极和负极电连接。在升降机构21推动升降板26往上运动，第一探针242和第二探针243与电池的正极和负极接通，并且吸嘴252压合在电池的注液孔上；并且在弹簧253的作用下，管接头251能上下运动，因此，第一探针242与第二探针243与电池的正极和负极接通时，与吸嘴机构25不会造成干涉。
如图8所示，所述电池定位组件27包括下定位板270，支撑柱271和上定位板272，四跟所述支撑柱271对称地设置在所述下定位板270上，所述上定位板272设于所述支撑柱271上，所述上定位板272和所述下定位板270上均设有定位槽。因此，化成时，电池定位在定位槽内。
进一步，所述安装架22上还设有汇流罩220，所述吸嘴机构25通过所述汇流罩220与所述第一抽真空装置连通。所述上定位板272和下定位板270上具有地设置了多个定位槽，设置在安装架22底部的吸嘴机构25和探针组件24数量均为多个；因此一次能完成多个电池化成。所述汇流罩220的底部设有连接嘴，所述吸嘴机构25与所述连接嘴管道连接，所述汇流罩220上设有与所述第一抽真空装置管道连接的连接孔。因此，能减小吸嘴机构25与第一抽真空机构连接的管道。
如图3所示，所述升降机构21包括两对称设置在所述底板20两端的升降组件；所述升降组件包括两对称设置的导柱210和套于导柱210上的导套211，丝杆212，套于丝杆212上的螺母213和驱动丝杆212旋转的电机214。所述导柱210和所述丝杆212设置在所述底板20与所述安装架22之间，所述升降板26套于所述导套211和所述螺母213上，所述电机214设于所述安装架22上；所述升降板26与所述导套211和所述螺母213固定连接。因此，通过电机214带动丝杆212旋转，从而可推断升降板26上下运动。
进一步，所述箱体1包括一侧为开口的外壳10和密封盖11；所述密封盖11与所述外壳10铰接连接，所述密封盖11关闭时，密封所述外壳10的开口；所述外壳10的顶部和底部设有与所述第二抽真空机构管道连接的接口。
如图1所示，所述箱体1内部还设有热风系统3。在电池化成前，通过热风系统3给设置在密封型腔内的电池加热到60℃，从而能加快化成效率。所述热风系统包括设于所述外壳10两内侧的风机30，设置在所述风机30出风口的电热管31，以及导风板32；所述导风板32沿所述风机30出风方向设置在所述电热管31的前方；所述导风板32上均匀地设置有多个排风孔。通过电热管31通电发热，由风机30将热气吹向电池，达到给电池加热。
进一步，两所述导风板32的两侧相对地设置有多层支撑板320。通过支撑板320对化成夹具2起到支撑作用。并且使得箱体1内能放置多个化成夹具2。
进一步，所述箱体1内部还设有辐射加热装置(附图未标注)。在化成过程中，或者是与热风系统3一起开启给电池加热，并且在热风系统3停止后，辐射加热装置还一直给电池加热，直到化成完成。因此，能保证电池化成的温度。辐射加热装置是可以设置在导风板320的侧面，也可以是箱体1的顶部或者底部。
进一步，所述安装机构23包括设于所述安装架22底端的第一安装座，第二安装座和第三安装座；所述吸嘴机构25设于在所述第一安装座底端，所述第一探针242设于所述第二安装座底部，所述第二探针243设于所述第三安装座的底部；所述第二安装座的端部设有与所述第一探针242电连接的第一接电插头(附图未标注)，所述第三安装座的端部设于与所述第二探针243电连接的第二接电插头(附图未标注)；所述箱体1的内侧设有与化成电源的正极电连接的正极插座，和与化成电源负极电连接的负极插座。通过第一插头与正极插座连接，第二插头与附件插座连接，从而实现给第一探针242和第二探针243通电。
进一步，所述第一抽真空机构和所述第二抽真空机构均由真空泵和负压检测器组成。因此，能检测到电池内外的负压，并且便于控制电池内外气压。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.电池真空化成机构，其特征在于，包括具有密封型腔的箱体和化成夹具；所述化成夹具包括底板，设置在底板上的升降机构，设置在所述升降机构上端的安装架，设置在安装架底部的安装机构，设置在安装机构底部的探针组件和吸嘴机构，所述探针组件与化成电源电连接，所述吸嘴机构与第一抽真空机构管道联通，以及设置在所述升降机构上的升降板，和设置在所述升降板上的电池定位组件，所述升降机构驱动所述升降板上下运动；所述密封型腔与第二抽真空机构管道联通；化成时，所述第一抽真空机构使电池内部处于负压，所述第二抽真空机构将所述密封型腔内的空气排出，使电池内部和外部的压力差小于电池壳变形的形变应力；所述安装架上还设有汇流罩，所述吸嘴机构通过所述汇流罩与所述第一抽真空装置连通；所述汇流罩的底部设有连接嘴，所述吸嘴机构与所述连接嘴管道连接，所述汇流罩上设有与所述第一抽真空装置管道连接的连接孔。
2.如权利要求1所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述吸嘴机构包括固定连接在所述安装机构上的安装套，贯穿所述安装套的管接头，设置在所述管接头下端的吸嘴，以及套于所述管接头上的弹簧；所述管接头与所述安装套滑动连接；所述管接头的上端设有卡簧，下端设有限位台阶；所述弹簧位于所述限位台阶与所述安装套之间；所述管接头的上端与所述第一抽真空装置管道连通；所述探针组件包括设于所述安装机构底部的第一绝缘座和第二绝缘座，以及设置在所述第一绝缘座底部的第一探针和设置在所述第二绝缘座底部的第二探针，所述第一探针和所述第二探针分别与化成电源的正极和负极电连接。
3.如权利要求1所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述电池定位组件包括下定位板，支撑柱和上定位板，至少两个所述支撑柱设置在所述下定位板上，所述上定位板设于所述支撑柱上，所述上定位板和所述下定位板上均设有定位槽。
4.如权利要求1所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述升降机构包括两对称设置在所述底板两端的升降组件；所述升降组件包括两对称设置的导柱和套于导柱上的导套，丝杆，螺母和驱动丝杆旋转的电机；所述导柱和所述丝杆设置在所述底板与所述安装架之间，所述升降板套于所述导套和所述螺母上，所述电机设于所述安装架上；所述升降板与所述导套和所述螺母固定连接。
5.如权利要求1所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述箱体包括一侧为开口的外壳和密封盖；所述密封盖与所述外壳铰接连接，所述密封盖关闭时，密封所述外壳的开口；所述外壳的顶部和底部设有与所述第二抽真空机构管道连接的接口。
6.如权利要求5所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述箱体内部还设有热风系统；所述热风系统包括设于所述外壳两内侧的风机，设置在所述风机出风口的电热管，以及导风板；所述导风板沿所述风机出风方向设置在所述电热管的前方；所述导风板上均匀地设置有多个排风孔。
7.如权利要求1-6任一项所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述箱体内部还设有辐射加热装置。
8.如权利要求2所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述安装机构包括设于所述安装架底端的第一安装座，第二安装座和第三安装座；所述吸嘴机构设于在所述第一安装座底端，所述第一探针设于所述第二安装座底部，所述第二探针设于所述第三安装座的底部；所述第二安装座的端部设有与所述第一探针电连接的第一接电插头，所述第三安装座的端部设于与所述第二探针电连接的第二接电插头；所述箱体的内侧设有与化成电源的正极电连接的正极插座，和与化成电源负极电连接的负极插座。
9.如权利要求1所述的电池真空化成机构，其特征在于，所述第一抽真空机构和所述第二抽真空机构均由真空泵和负压检测器组成。
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