CN109524680B - 一种分层式纽扣电池压制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及小型燃料电池片纽扣电池制备领域，提供了一种分层式全固态纽扣电池压制器，主要结构包括压片机、压制基座、振动平台。压制基座由高压层、低压层、底座组合而成，各层对称开有等径填料孔并开有中心孔，底座中心设置有转轴，各层通过固定环实现附加连接。压片机上加装有压力顶盖，采用分层一体式结构，由承压盘、固定盘、分压支架、压制柱组成。振动平台为分立的供振结构。该种电池压制器操作简便，压制效率高，减少了试剂层的表面不均匀性及初压力的不稳定性对电池性能的影响，提高了稳定电池的制作成功率。
Description
技术领域
本发明属于纽扣电池制备领域，具体是一种分层式纽扣电池压制器。
背景技术
传统的实验室多采用的全固态纽扣电池压制装置由中空圆柱基座、底座、垫片、压制柱、小型压片机等构成。压制时将垫片置于基座中心孔中，其上倒入称量好的第一层试剂，用药匙目测抹平后，插入压制柱，用人力进行初步压制。根据电池的实际材料需要逐层加入试剂并重复上述步骤。最上层初压完成后不再取出压制柱，同时在基座底部加装底座，置入小型压片机进行高压压制，得到最终的电池件。
此种压制装置存在缺陷。由于倒入药粉并不能均匀分布，所需通过药匙的目测抹平并不能保证各试剂层表面的水平度和均匀性，影响试剂的分布性质；直接使用人力的初步压制方法，导致压力在大小和方向上的不稳定性，造成边缘与层间互渗及试剂溢出；通过将装置反置加压使电池件脱离，有一定可能对电池表层和内部造成破坏。上述问题最终表现为电池件在压制阶段的直接报废或在测试阶段各参数属性的明显削弱，不能达到预期的测试效果。
另外，此种压制装置对操作水平要求较高，尤其在初压阶段，且压制效率较低，对于电池件数目需求较多的场合实用性不高。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种高效、稳定的分层式全固态纽扣电池压制器。
技术方案：为实现上述目的，本发明的分层式全固纽扣电池压制器，设置在压片机上，其特征在于：包括压制基座和压力顶盖，所述压制基座包括底座、低压层和高压层，压制基座底层为高压层，所述高压层和低压层结构相同，设有若干呈圆周均匀排布的填料孔，中心设有中心孔，侧面设有固定环，所述底座中心设有转轴，压制基座通过中心孔逐层串接在底座的转轴上，所述压力顶盖上设有与压制基座上的填料孔数量相同的压制柱，所述压力顶盖可移动的固定在压制基座的正上方位置。
进一步地，本装置还包括振动平台，所述振动平台与压片机为分体结构。
进一步地，所述低压层为两层，所述中间低压层的固定环一侧还设有另一个固定环。
进一步地，压力顶盖为分层一体式结构，包括承压盘、固定盘、分压支架和压制柱，所述承压盘和固定盘之间通过分压支架连接，所述压制柱固定在固定盘下端面上，承压盘与压片机连接。
优选的，所述分压支架为加强筋外环结构，采用镀锌铜制成。
优选的，所述压制柱为与填料孔相适配的等高圆柱体，采用渗铝铜制成。
优选的，所述承压盘与压片机及压制基座形状相适配，采用LD钢材。
优选的，所述高压层和低压层均采用LD钢材。
有益效果：通过各层材料初压前压制基座配合振动平台的振动，提高电解质和电极试剂的表面水平度和均匀性，增强电池性能。分层式和旋转对孔的压制基座结构设计，可以独立实施各层初压，降低了渗透对试剂分布的影响。对称的多填料孔结构，可一次实现多个电池片的压制，提升了压制效率，同时保证同批电池片各参数接近。加装在压片机上的压力顶盖及其设计结构，提高了初压力的矢量稳定性，有效改善电池属性；可以同时用于高、低压的压制过程，简化了操作难度。
附图说明
图1是分层式全固态纽扣电池压制器的整体结构示意图。
图2是压制基座的三维结构示意图。
图3是压力顶盖的三维结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种分层式全固态纽扣电池压制器，下面结合附图对本发明做进一步说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读本发明之后，本领域的技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请的权利要求所限定的范围。
如图1所示，本发明的分层式全固态纽扣电池压制器主要由压片机1、压制基座2、振动平台3组成。其中压制基座2主要由底座203、高压层201和低压层202组成，其中高、低压层结构相同，均为扁圆柱体，平面尺寸相同，各层沿着圆周方向均匀开设若干圆形等径填料孔5，并在中心位置开设中心孔7，侧边设置有固定环6，其中中间低压层有间隔60°位置设有第二个固定环。通过加装固定螺钉实现振动和压制环节的附加固定。
底座203中心设置有转轴8，高压层201和低压层202通过中心孔7逐层串接在底座203的转轴8上，自下而上分别为高压层201和低压层202。
压片机1上加装有压力顶盖4，压力顶盖4为分层一体式结构，由承压盘401、固定盘402、分压支架403、压制柱404组成，用于转化提供稳定压力，压力顶盖4通过承压盘401的阶梯结构与压片机1匹配。振动平台3为分立结构，用于振动使各层试剂均匀。
如图3所示，承压盘401为阶梯圆柱体，固定盘402为扁圆柱体，直径与压片机1及压制基座2相匹配。分压支架403为加强筋外环结构，采用镀锌钢，用于调节使压力分布均匀。承压盘401和固定盘402与分压支架403制成一体。压制柱404为直径、位置与填料孔5匹配的等高圆柱体，材料采用渗铝钢，直接与固定盘402制成一体。压力顶盖4通过承压盘401的阶梯结构顶部与压片机1匹配，从而可以通过压片机的高度调节装置调节各次压制时压制柱的高度，与各填料孔的高度对应匹配。
如图2所示，本实施例采用一层高压层201和两层低压层202，高压层201和低压层202自下而上依次通过中心孔77逐层串接于底座的转轴8上，并可实现绕轴转动。
高压层201和低压层202侧边设置有固定环6，其中高压层201与顶部低压层均有一个固定环，中间低压层有间隔60°的两个固定环。通过加装固定螺钉实现振动和压制环节的附加固定。
制备电池时，首先将高压层201串接于底座203上，向填料孔5中加入所需的电极或电解质试剂，并使用固定螺钉固定。将组合体置于振动平台3上，振动使试剂均匀。取下后置于压片机1上，安装压力顶盖4并调节位置使其压制柱404与压制基座的填料孔5对齐，并完成初压。
初压完成后，取下固定螺钉，中间低压层置于高压层201之上，并调整固定环位置，使其填料孔位置与高压层错开，并重复上述步骤，完成第二次低压压制。
然后将最上方的低压层置于中间低压层上方，并将固定环对齐，此时最上方低压层的填料孔与中间低压层的填料孔错开，重复上述步骤完成第三次低压压制。
完成后取下固定螺钉，旋转中间低压层60°至另一固定环对齐位置，此时低压层和高压层之间的填料孔完全对齐，用固定螺钉固定三层，进行高压压制，完成纽扣电池的压制制作。
Claims (6)
1.一种分层式纽扣电池压制器，设置在压片机（1）上，其特征在于：包括压制基座（2）、振动平台（3）和压力顶盖（4），所述压制基座包括底座（203）、低压层（202）和高压层（201），压制基座底层为高压层（201），所述低压层（202）为两层，所述低压层（202）和高压层（201）结构相同，设有若干呈圆周均匀排布的填料孔（5），中心设有中心孔（7），侧面设有固定环（6），其中与所述高压层（201）接触的低压层（202）的固定环（6）一侧还设有另一个固定环（6），所述底座（203）中心设有转轴（8），压制基座（2）通过中心孔（7）逐层串接在底座（203）的转轴（8）上，所述振动平台（3）与压片机（1）为分体结构，所述压力顶盖（4）上设有与压制基座（2）上的填料孔（5）数量相同的压制柱（404），所述压力顶盖（4）可移动的固定在压制基座（2）的正上方位置。
2.根据权利要求1所述的分层式纽扣电池压制器，其特征在于：所述压力顶盖（4）为分层一体式结构，包括承压盘（401）、固定盘（402）、分压支架（403）和压制柱（404），所述承压盘（401）和固定盘（402）之间通过分压支架（403）连接，所述压制柱（404）固定在固定盘（402）下端面上，承压盘（401）与压片机（1）连接。
3.根据权利要求2所述的分层式纽扣电池压制器，其特征在于：所述分压支架（403）为加强筋外环结构，采用镀锌铜制成。
4.根据权利要求1所述的分层式纽扣电池压制器，其特征在于：所述压制柱（404）为与填料孔（5）相适配的等高圆柱体，采用渗铝铜制成。
5.根据权利要求2所述的分层式纽扣电池压制器，其特征在于：所述承压盘（401）与压片机（1）及压制基座（2）形状相适配，采用LD钢材。
6.根据权利要求1所述的分层式纽扣电池压制器，其特征在于：所述高压层（201）和低压层（202）均采用LD钢材。
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