CN108987636A - 一种多接口锂电池箱及其电池叠片生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多接口锂电池箱及其电池叠片生产工艺，涉及电池模组技术领域，电池本体远离底座的一侧设有若干个用于连接用电装置并放电的电极接头，箱体位于电极接头的一侧滑移连接有连接板，连接板上对应电极接头设有若干个与电极接头适配使用的金属帽，放电状态时金属帽与电极接头抵触，用电装置与金属帽之间通过导线电连接，箱体内还设有用于推动连接板在垂直方向上滑移的驱动机构，能够极大程度地节约电能，避免加速电池的老化，延长使用寿命。

Description

一种多接口锂电池箱及其电池叠片生产工艺

技术领域

本发明涉及电池模组技术领域，特别是涉及一种多接口锂电池箱及其电池叠片生产工艺。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。

锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。

电池箱是由若干单体电池、箱体、电池管理系统及相关安装结构件（设备）等组成的成组电池，具备符合标准的电池箱结构、电池箱监控设备、电池箱接插件、电池箱环控设备。电池箱的种类主要根据电池的规格数量及放置方式来区别的。一般分立式、卧式、和手操纵式三大类，贮藏电池数量也不尽相同。

立式电池箱内的电池是竖直放置，其电池可并列竖直或串联竖直，立式电池箱的特点是占产品底板的面积较少，适用于底部面积较小的产品。

卧式电池箱的电池是横着放置的，其电池也有并列横放和串联横放，卧式电池箱的特点是占底板面积较大，但重心较低，适用于较大型的产品。

手操纵电池箱的电源是靠较长的电线连接电池箱和产品之间流通的，多为玩具产品使用。开关设于电池箱之上，一般是可控制电源的导电和极性的变化，使儿童能拿着电池箱随时控制产品停、启动或前进，倒退之动作。

目前，公开号为CN206849891U的中国专利公开了一种新型电池箱结构，它包括箱体，所述箱体内安装有电池组，还包括一个角钢框架，所述箱体焊接在角钢框架上，所述角钢框架通过连接件与汽车主体连接；所述连接件包括多个角钢安装座Ⅰ和多个紧固件；所述角钢框架的外侧周面上焊接有多个角钢安装座Ⅰ，每一个个角钢安装座Ⅰ各通过一个紧固件与汽车主体连接。角钢框架支撑箱体，电池组作用力主要传递到角钢框架上，箱体不容易变形。

这种新型电池箱结构虽然将角钢安装座焊接在角钢框架上，不直接与箱体连接，使用过程中箱体不易变形，但是这种电池箱多用作新能源汽车的直接能源，在使用过程中为了方便启动车辆，其正负极始终连接在车辆上，即使车辆熄火，电池也会处于较弱的放电状态，一方面电池放电造成了电能的浪费，另一方面电池组处于长时间弱放电状态容易加速电池老化，缩短其使用寿命。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种多接口锂电池箱，包括底座、连接在底座上的箱体和若干个线性阵列于箱体内并与底座卡接的电池本体，电池本体远离底座的一侧设有若干个用于连接用电装置并放电的电极接头，箱体位于电极接头的一侧滑移连接有连接板，连接板上对应电极接头设有若干个与电极接头适配使用的金属帽，放电状态时金属帽与电极接头抵触，用电装置与金属帽之间通过导线电连接，箱体内还设有用于推动连接板在垂直方向上滑移的驱动机构。

技术效果：在使用中，需要断开电源时，操作人员可以启动驱动机构，带动连接板在箱体内向上滑移，从而使连接板上的金属帽脱离电极接头，完成断电；需要用电时只需反向驱动连接板，使连接板与电极接头连接，即能完成给电。如此在不需用电时，操作人员能够截断电池与用电装置之间的连接，避免电池组处于弱放电状态，能够极大程度地节约电能，避免加速电池的老化，延长电池组和电池箱的使用寿命。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，驱动机构包括呈长方形框状设置并于垂直方向滑移连接在箱体一侧壁上的驱动框，驱动框与连接板固定，驱动框内通过旋转轴设有内接于驱动框上下两边的驱动盘，驱动盘的旋转轴于驱动盘上偏心设置。

前所述的一种多接口锂电池箱，驱动框的上下两边均固定有垂直于水平面设置的活动杆，箱体内壁上设有固定块，活动杆穿透固定块并能够相对固定块滑动。

前所述的一种多接口锂电池箱，旋转轴上同轴设有棘轮，箱体侧壁上对应设有与棘轮适配的棘爪，箱体上设有用于驱动旋转轴旋转的微型电机。

前所述的一种多接口锂电池箱，活动杆与固定块之间过盈配合，其产生的摩擦等于驱动框和活动杆的重力。

前所述的一种多接口锂电池箱，底座上设有若干块相互平行的挡板，挡板之间的间距与电池本体的宽度相同。

前所述的一种多接口锂电池箱，连接板上一体设有若干条相互平行的压板，压板沿相邻两个电池本体之间的缝隙排列延伸。

本发明的另一目的在于提供一种锂电池叠片生产工艺，包括如下步骤：

S1、搅拌，将正极或负极粉料分别置于搅拌罐中，加入活性物质、导电剂和粘接剂，搅拌均匀直至呈浆状；

S2、涂布，将S1中制得的浆料连续、均匀地涂覆在传送集流体表面，通过涂辊转动带动浆料，并调整刮刀间隙以调节转移量，使浆料均匀涂覆在基材上，烘干，分别制得正极片和负极片；

S3、冷压，将S2中制得的正极片和负极片分别置于两根调节压辊之间，通过调节压辊的间隙将正极片和负极片压实，达到合适的密度和厚度；

S4、叠片，通过手工或夹具将正极片、隔离膜和负极片规则地重叠在一起，得到叠片；

S5、焊接，准备若干个铝镍极耳，利用超声波焊接，将弹性振动量转变为极耳间的摩擦功，使多个铝镍极耳与叠片相互焊接成为裸电芯，并切除多余的极耳；

S6、顶封，将裸电芯外包上包装铝箔，并对其顶部和侧边进行热封装，包装铝箔包括尼龙层、铝层和PP层三层，热封装时PP层融化，同时对其加压使两层包装铝箔粘接以完成封装；

S7、注液，将电解液注入顶封完的电芯中，并将电芯完全封闭；

S8、预化，通过充放电的方式将注液后的电芯内部正负极物质激活，并在负极表面形成良好的SET膜（固体电解质相界面）；

S9、成型，通过高温老化，释放产生的气体，切除气袋和多余的侧边，并将侧边折起，完成电芯的最终外形，得到叠片完成的锂电池。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中驱动盘通过偏心设于其上的旋转轴带动旋转，驱动盘偏心旋转，能够推动驱动框上下滑移，而连接板一体设于驱动框上，驱动框活动就能够带动连接板滑移，完成电池的截断或给电；

（2）本发明中微型电机的输出轴旋转，带动旋转轴和驱动盘旋转，而棘轮和棘爪的设置能够避免驱动盘反转，因此能够在切断电源或连接电源时，保持连接板的高度不变；

（3）本发明中挡板能够对电池本体形成阻挡，避免电池本体在使用过程中产生活动，减少电池本体的晃动，延长其使用寿命，同时还能够使电池本体的位置更加准确；

（4）本发明中电池本体安装在电池箱中时，连接板下压，压板能够沿着电池本体的连接缝隙延伸并压住电池本体，进一步增加电池本体连接的牢固性和稳定性；

（5）本发明在不需用电时，操作人员能够截断电池与用电装置之间的连接，避免电池组处于弱放电状态，能够极大程度地节约电能，避免加速电池的老化，延长电池组和电池箱的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例1中用于显示驱动件的示意图；

图3为实施例1的俯视图；

图4为实施例1中用于显示驱动机构的示意图；

图5为驱动机构的结构示意图；

图6为实施例1中用于显示锁紧杆的示意图；

图7为实施例1中用于显示推动件的示意图；

图8为实施例2中用于显示驱动件的示意图；

图9为实施例3中用于显示推动件的示意图；

其中：1、底座；2、箱体；21、容纳槽；22、压紧板；23、限位凸起；24、连接板；25、压板；26、挡板；27、连接座；28、安装座；3、电池本体；31、限位凹槽；32、电极接头；33、金属帽；4、驱动件；41、微型气缸；42、从动杆；43、推杆；44、驱动辊；45、主动杆；46、曲线槽；5、连接机构；51、锁紧杆；52、锁紧孔；53、安装槽；6、推动件；61、推动槽；62、推动杆；63、推动电机；64、旋转杆；65、双头电机；66、推动丝杠；67、推动滑块；7、驱动机构；71、驱动框；72、驱动盘；73、活动杆；74、固定块；75、棘轮；76、棘爪；77、微型电机。

具体实施方式

实施例1

一种锂电池箱，如图1所示，其包括底座1，底座1上方固定有箱体2，箱体2呈长方体形状设置，箱体2内设有若干个电池本体3，电池本体3线性阵列于箱体2内并与底座1卡接。电池本体3顶部设有电极接头32，电极接头32与用电装置连接并用于放电。

如图1和图2所示，箱体2内壁上开设有平行于水平面设置的容纳槽21，容纳槽21中滑移连接有压紧板22，压紧板22上一体设有若干个限位凸起23，电池本体3上设有若干个对应限位凸起23设置的限位凹槽31，箱体2内设有用于推动压紧板22向电池本体3滑移的驱动件4，电池本体3位于箱体2内固定时，限位凸起23位于限位凹槽31内，箱体2四边的内壁上均对应设有压紧板22。

如图2所示，驱动件4包括垂直于水平面滑动连接在容纳槽21内的从动杆42，从动杆42上铰接有推杆43，推杆43一端铰接在从动杆42上，另一端滑移连接在压紧板22上。驱动件4还包括垂直于水平面转动连接在箱体2内的驱动辊44，容纳槽21内设有主动杆45，主动杆45中间转动连接在容纳槽21内，主动杆45的一端连接在驱动辊44上，另一端铰接在从动杆42上。

如图2所示，驱动辊44侧壁上开设有曲线槽46，曲线槽46呈“S”字形分布在驱动辊44侧面上，且主动杆45一端在曲线槽46中滑移。

如图1和图3所示，箱体2位于电极接头32的一侧滑移连接有连接板24，连接板24上对应电极接头32设有若干个与电极接头32适配使用的金属帽33，放电状态时金属帽33与电极接头32抵触，用电装置与金属帽33之间通过导线电连接，箱体2内还设有用于推动连接板24在垂直方向上滑移的驱动机构7。

如图3和图4所示，底座1上设有若干块相互平行的挡板26，挡板26之间的间距与电池本体3的宽度相同，连接板24上一体设有若干条相互平行的压板25，压板25沿相邻两个电池本体3之间的缝隙排列延伸。

如图4所示，驱动机构7包括呈长方形框状设置并于垂直方向滑移连接在箱体2一侧壁上的驱动框71，驱动框71与连接板24固定，驱动框71内通过旋转轴设有内接于驱动框71上下两边的驱动盘72，驱动盘72的旋转轴于驱动盘72上偏心设置。驱动框71的上固定有垂直于水平面设置的活动杆73，箱体2内壁上设有固定块74，活动杆73穿透固定块74并能够相对固定块74滑动。

如图4和图5所示，旋转轴上同轴设有棘轮75，箱体2侧壁上对应设有与棘轮75适配的棘爪76，箱体2上设有用于驱动旋转轴旋转的微型电机77。活动杆73与固定块74之间过盈配合，其产生的摩擦等于驱动框71和活动杆73的重力。

如图6和图7所示，箱体2底部固定有连接座27，用电装置上指定位置固定有与连接座27适配的安装座28，安装座28上开设有尺寸与连接座27相同的安装槽53，安装座28与连接座27内设有相互适配使用的连接机构5，连接机构5包括滑动连接在连接座27内的锁紧杆51、对应锁紧杆51设于安装槽53中的锁紧孔52以及用于推动锁紧杆51向锁紧孔52中滑移的推动件6。

如图1和图7所示，推动件6包括设于连接座27内的推动槽61，推动槽61整体呈阿基米德螺线形状设置，推动槽61中滑移连接有推动杆62，推动杆62的末端与锁紧杆51铰接。推动件6还包括设于连接座27中间位置的推动电机63，推动电机63的输出轴上固定有旋转杆64，推动杆62的一端滑动连接在旋转杆64上，旋转杆64的长度与推动槽61的最大直径相同。

实施例2

一种锂电池箱，如图6所示，与实施例1的不同之处在于，驱动件4包括置于箱体2内的微型气缸41，微型气缸41平行于水平面设置，其输出轴固定在压紧板22上。

实施例3

一种锂电池箱，如图7或所示，与实施例1或2的不同之处在于，推动件6包括设于连接座27内的双头电机65，双头电机65的两侧输出轴上均设有推动丝杠66，连接座27内对应推动丝杠66设有推动滑块67，推动滑块67与锁紧杆51固定。推动丝杠66穿透推动滑块65并与其螺纹连接，两根推动丝杠66的螺纹方向相反。

实施例4

一种锂电池叠片生产工艺，包括如下步骤：

S1、搅拌，将正极或负极粉料分别置于搅拌罐中，加入活性物质、导电剂和粘接剂，搅拌均匀直至呈浆状；

S2、涂布，将S1中制得的浆料连续、均匀地涂覆在传送集流体表面，通过涂辊转动带动浆料，并调整刮刀间隙以调节转移量，使浆料均匀涂覆在基材上，烘干，分别制得正极片和负极片；

S3、冷压，将S2中制得的正极片和负极片分别置于两根调节压辊之间，通过调节压辊的间隙将正极片和负极片压实，达到合适的密度和厚度；

S4、叠片，通过手工或夹具将正极片、隔离膜和负极片规则地重叠在一起，得到叠片；

S5、焊接，准备若干个铝镍极耳，利用超声波焊接，将弹性振动量转变为极耳间的摩擦功，使多个铝镍极耳与叠片相互焊接成为裸电芯，并切除多余的极耳；

S6、顶封，将裸电芯外包上包装铝箔，并对其顶部和侧边进行热封装，包装铝箔包括尼龙层、铝层和PP层三层，热封装时PP层融化，同时对其加压使两层包装铝箔粘接以完成封装；

S7、注液，将电解液注入顶封完的电芯中，并将电芯完全封闭；

S8、预化，通过充放电的方式将注液后的电芯内部正负极物质激活，并在负极表面形成良好的SET膜（固体电解质相界面）；

S9、成型，通过高温老化，释放产生的气体，切除气袋和多余的侧边，并将侧边折起，完成电芯的最终外形，得到叠片完成的锂电池。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种多接口锂电池箱，包括底座(1)、连接在底座(1)上的箱体(2)和若干个线性阵列于箱体(2)内并与底座(1)卡接的电池本体(3)，其特征在于：所述电池本体(3)远离底座(1)的一侧设有若干个用于连接用电装置并放电的电极接头(32)，箱体(2)位于电极接头(32)的一侧滑移连接有连接板(24)，连接板(24)上对应电极接头(32)设有若干个与电极接头(32)适配使用的金属帽(33)，放电状态时金属帽(33)与电极接头(32)抵触，用电装置与金属帽(33)之间通过导线电连接，箱体(2)内还设有用于推动连接板(24)在垂直方向上滑移的驱动机构(7)。

2.根据权利要求1所述的一种多接口锂电池箱，其特征在于：所述驱动机构(7)包括呈长方形框状设置并于垂直方向滑移连接在箱体(2)一侧壁上的驱动框(71)，驱动框(71)与连接板(24)固定，驱动框(71)内通过旋转轴设有内接于驱动框(71)上下两边的驱动盘(72)，驱动盘(72)的旋转轴于驱动盘(72)上偏心设置。

3.根据权利要求2所述的一种多接口锂电池箱，其特征在于：所述驱动框(71)的上下两边均固定有垂直于水平面设置的活动杆(73)，箱体(2)内壁上设有固定块(74)，活动杆(73)穿透固定块(74)并能够相对固定块(74)滑动。

4.根据权利要求3所述的一种多接口锂电池箱，其特征在于：所述旋转轴上同轴设有棘轮(75)，箱体(2)侧壁上对应设有与棘轮(75)适配的棘爪(76)，箱体(2)上设有用于驱动旋转轴旋转的微型电机(77)。

5.根据权利要求4所述的一种多接口锂电池箱，其特征在于：所述活动杆(73)与固定块(74)之间过盈配合，其产生的摩擦等于驱动框(71)和活动杆(73)的重力。

6.根据权利要求1所述的一种多接口锂电池箱，其特征在于：所述底座(1)上设有若干块相互平行的挡板(26)，挡板(26)之间的间距与电池本体(3)的宽度相同。

7.根据权利要求6所述的一种多接口锂电池箱，其特征在于：所述连接板(24)上一体设有若干条相互平行的压板(25)，压板(25)沿相邻两个电池本体(3)之间的缝隙排列延伸。

8.一种锂电池叠片生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、搅拌，将正极或负极粉料分别置于搅拌罐中，加入活性物质、导电剂和粘接剂，搅拌均匀直至呈浆状；

S2、涂布，将S1中制得的浆料连续、均匀地涂覆在传送集流体表面，通过涂辊转动带动浆料，并调整刮刀间隙以调节转移量，使浆料均匀涂覆在基材上，烘干，分别制得正极片和负极片；

S3、冷压，将S2中制得的正极片和负极片分别置于两根调节压辊之间，通过调节压辊的间隙将正极片和负极片压实，达到合适的密度和厚度；

S4、叠片，通过手工或夹具将正极片、隔离膜和负极片规则地重叠在一起，得到叠片；

S5、焊接，准备若干个铝镍极耳，利用超声波焊接，将弹性振动量转变为极耳间的摩擦功，使多个铝镍极耳与叠片相互焊接成为裸电芯，并切除多余的极耳；

S6、顶封，将裸电芯外包上包装铝箔，并对其顶部和侧边进行热封装，包装铝箔包括尼龙层、铝层和PP层三层，热封装时PP层融化，同时对其加压使两层包装铝箔粘接以完成封装；

S7、注液，将电解液注入顶封完的电芯中，并将电芯完全封闭；

S8、预化，通过充放电的方式将注液后的电芯内部正负极物质激活，并在负极表面形成良好的SET膜（固体电解质相界面）；

S9、成型，通过高温老化，释放产生的气体，切除气袋和多余的侧边，并将侧边折起，完成电芯的最终外形，得到叠片完成的锂电池。