CN111276731B - 一种热压温度补偿方法、电芯和电池模组 - Google Patents

一种热压温度补偿方法、电芯和电池模组 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电芯热压温度补偿方法、电芯和电池模组,涉及电池技术领域。该热压温度补偿方法,包括以下步骤:将放有电芯的托盘置于上压板和下压板之间;控制下压板的温度大于上压板的温度,以使热压完成后电芯的上下表面温度一致。本发明提供的热压温度补偿方法,通过将放有电芯的托盘置于上压板和下压板之间,控制下压板的温度大于上压板的温度,以使热压完成后电芯的上下表面温度一致。本发明提供的热压温度补偿方法,不仅可以改善电芯热压时下表面热压效果差的现象,而且不增加物料成本,对电芯的外观也不会造成不良影响。

Description

一种热压温度补偿方法、电芯和电池模组
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种热压温度补偿方法、电芯和电池模组。
背景技术
随着消费类电子产品以及新能源汽车的广泛应用,高能量锂离子电池成为了科研工作者的研究热点之一,为了提升电芯的体积能量密度,一般在卷绕后加入热压整形工序,以达到控制电芯厚度的效果,而热压时的温度及压力都影响着整形效果。
由于在热压过程中,将电芯直接上下料较困难,且过程中容易磕碰或划伤电芯,导致电芯报废、设备维护等异常,影响生产产能,故热压一般采用带托盘热压。尽管带托盘热压可以避免电芯在传输过程中可能发生的磕碰问题,但也有因为托盘材质导致的温度传输效率差的问题。若采用托盘热压,由于热压下压板仅与托盘接触,通过托盘传热加热电芯,所以电芯上下表面受热会有明显的差异,与设计规格存在偏差。
当前行业采取的有以下两种方法:1.更改托盘材料,采用受热较好的其他材质。这种方法可以明显改善托盘底部传热效率低的现象,但是改善效果也有限,而且更换托盘需要额外的经济投入,更换材质后单个托盘价格升高,从经济的角度来考虑,并不是首选的办法;2.托盘底部与电芯接触面使用铝合金,将PPS材质与铝合金卡配成一个托盘。这种方法托盘底部的传热效率与不带托盘热压无差异,传热效果非常好,但是因为卡配的原因,热压时容易对电芯表面无法避免地产生压痕,影响外观。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种热压温度补偿方法,以改善电芯热压时下表面热压效果差的现象,且可以避免更换托盘造成的经济开销及对电芯外观造成不良影响的现象。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种热压温度补偿方法,其中包括以下步骤:
将放有电芯的托盘置于上压板和下压板之间;
控制所述下压板的温度大于所述上压板的温度,以使热压完成后所述电芯的上下表面温度一致。
可选地,所述上压板的温度为热压温度的规定值,所述下压板的温度大于所述热压温度的规定值。
可选地,所述控制所述下压板的温度大于所述上压板的温度,以使热压完成后所述电芯的上下表面温度一致包括以下步骤:
在热压过程中监测所述电芯下表面的实际温度,并计算热传导率;
根据所述电芯下表面的实际温度以及热传导率,提高所述下压板的温度,并保持所述上压板的温度不变,直到所述电芯下表面的实际温度达到所述热压温度的规定值;
记录此时所述下压板的温度。
可选地,所述在热压过程中监测所述电芯下表面实际温度,并计算热传导率包括以下步骤:
将温度检测装置贴合在所述托盘与所述电芯接触的表面;
将所述电芯放置在所述托盘中,进行热压;
在热压过程中每3S记录一次测试温度,直到热压结束;
根据所述电芯下表面的实际温度和所述下压板温度,计算所述热传导率。
可选地,所述温度检测装置的数量根据所述托盘与所述电芯的接触面积设置。
可选地,所述测试温度为各所述温度检测装置的平均值。
可选地,所述温度检测装置为5个,均布在所述托盘与所述电芯的接触表面。
可选地,所述温度检测装置为热电偶测温仪或热电阻传感器。
本发明的另一个目的在于提供一种电芯,以提升电芯的体积能量密度。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种电芯,其中所述电芯在制作时采用所述的热压温度补偿方法进行热压整形。
本发明还有一个目的在于提供一种电池模组,以提升电池模组的能量。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种电池模组,其中采用所述的电芯成组。
本发明的有益效果:
本发明提供的热压温度补偿方法,通过将放有电芯的托盘置于上压板和下压板之间,控制下压板的温度大于上压板的温度,以使热压完成后电芯的上下表面温度一致。本发明提供的热压温度补偿方法,不仅可以改善电芯热压时下表面热压效果差的现象,而且不增加物料成本,对电芯的外观也不会造成不良影响。
本发明提供的电芯,采用上述的热压温度补偿方法进行热压,热压时上下表面受热均匀,提升了电芯的体积能量密度,且成本低,外观不会损坏。
本发明提供的电池模组,采用上述电芯成组,提升了电池模组的能量,且不会额外增加成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的热压温度补偿方法的流程示意图;
图2是本发明实施例提供的控制下压板温度大于上压板温度的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触,也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示,本实施例提供了一种热压温度补偿方法,包括以下步骤:
S1、将放有电芯的托盘置于上压板和下压板之间;
在本实施例中,电芯与托盘的接触面设置有温度检测装置,以检测热压过程中电芯下表面的实际温度。
S2、控制下压板的温度大于上压板的温度,以使热压完成后电芯的上下表面温度一致。
可选地,上压板的温度为热压温度的规定值,下压板的温度大于热压温度的规定值。需要说明的是,因为上压板与电芯上表面是直接接触的,故上压板的温度即为电芯上表面的温度。由于电芯下表面与下压板之间隔着托盘,会有一定的热量差异,故下压板的温度大于热压温度的规定值。
可选地,如图2所示,控制下压板的温度大于上压板的温度包括以下步骤:
S21、在热压过程中监测电芯下表面的实际温度,并计算热传导率;
可选地,在本实施例中包括以下步骤:
S211、将温度检测装置贴合在托盘与电芯接触的表面;
可选地,温度检测装置为热电偶测温仪或热电阻传感器。在本实施例中,通过热电偶测温仪检测电芯下表面在热压过程中的实际温度,并根据电芯下表面的实际温度与下压板的温度做比较。
将热电偶测温仪的感温探头通过胶带贴合在托盘与电芯直接接触的表面。热电偶测温仪直接与电芯的下表面接触,不受中间介质的影响,测量精度高,且构造简单,使用方便。
在本发明的另一个实施例中,温度检测装置也可以为热电阻传感器。热电阻传感器的电阻温度特性稳定,有较高的测量精度,也可以用于检测电芯下表面的温度。
可选地,温度检测装置的数量根据托盘与电芯的接触面积设置。在本实施例中,温度检测装置为5个,均布在托盘与电芯的接触表面。
S212、将电芯放置在托盘中,进行热压;
在本实施例中,将5个热电偶测温仪均布在电芯与托盘的接触面以后,将电芯放置在托盘中,开始进行热压。
S213、在热压过程中每3S记录一次测试温度,直到热压结束;
可选地,测试温度为各温度检测装置的平均值。在本实施例中,每3S记录一次测试温度,由于电芯与托盘的接触面积较大,一个温度检测装置检测的只是一个点的温度,为了更准确的记录电芯下表面的实际温度,通常选取多个点检测。本实施例中的测试温度为5个热电偶测温仪的显示温度的平均值,实际温度为规定时间内测试温度的最大值。
S214、根据电芯下表面的实际温度和下压板温度,计算热传导率。
热传导率为电芯下表面的实际温度和下压板温度的比值。
S22、根据电芯下表面的实际温度以及热传导率,提高下压板的温度,并保持上压板的温度不变,直到电芯下表面的实际温度达到热压温度的规定值;
在本实施例中,先将下压板的温度设置为热压温度的规定值,将规定时间内热电偶测温仪的最大测试温度与下压板的温度做对比,根据他们之间的相差值以及热传导率,粗略计算出下压板需要增加的温度,根据计算出的需要增加的温度提高下压板的温度,再对电芯下表面的实际温度进行检测,直到电芯下表面的实际温度达到热压温度的规定值,停止热压。
S23、记录此时下压板的温度。
在本实施例中,当热电偶测温仪测得的电芯下表面的实际温度达到热压温度的规定值时,记录此时下压板的温度。之后同种规格的电芯再进行热压时,可直接将下压板的温度设置为此时记录的下压板温度。
本实施例提供的热压温度补偿方法,通过将放有电芯的托盘置于上压板和下压板之间,控制下压板的温度大于上压板的温度,以使热压完成后电芯的上下表面温度一致。本发明提供的热压温度补偿方法,不仅可以改善电芯热压时下表面热压效果差的现象,而且不增加物料成本,对电芯的外观也不会造成不良影响。
本实施例还提供了一种电芯,其在制作过程中采用上述热压温度补偿方法进行热压整形。本实施例提供的电芯,采用上述的热压温度补偿方法进行热压,热压时上下表面受热均匀,提升了电芯的体积能量密度,且成本低,外观不会损坏。
本实施例还提供了一种电池模组,采用上述的电芯成组。本实施例提供的电池模组,采用上述电芯成组,提升了电池模组的能量,且不会额外增加成本。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种热压温度补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:
将放有电芯的托盘置于上压板和下压板之间;
控制所述下压板的温度大于所述上压板的温度,以使热压完成后所述电芯的上下表面温度一致,所述上压板的温度为热压温度的规定值,所述下压板的温度大于所述热压温度的规定值;
在热压过程中监测所述电芯下表面的实际温度,并计算热传导率,所述热传导率为所述电芯下表面的实际温度和所述下压板温度的比值;
根据所述电芯下表面的实际温度以及所述热传导率,先将所述下压板的温度设置为所述热压温度的规定值,将规定时间内热电偶测温仪的最大测试温度与所述下压板的温度做对比,根据他们之间的相差值以及所述热传导率,粗略计算出所述下压板需要增加的温度,根据计算出的需要增加的温度提高所述下压板的温度,并保持所述上压板的温度不变,直到所述电芯下表面的实际温度达到所述热压温度的规定值;
记录此时所述下压板的温度。
2.根据权利要求1所述的热压温度补偿方法,其特征在于,所述在热压过程中监测所述电芯下表面的实际温度,并计算热传导率包括以下步骤:
将温度检测装置贴合在所述托盘与所述电芯接触的表面;
将所述电芯放置在所述托盘中,进行热压;
在热压过程中每3S记录一次测试温度,直到热压结束;
根据所述电芯下表面的所述实际温度和所述下压板温度,计算所述热传导率。
3.根据权利要求2所述的热压温度补偿方法,其特征在于,所述温度检测装置的数量根据所述托盘与所述电芯的接触面积设置。
4.根据权利要求3所述的热压温度补偿方法,其特征在于,所述测试温度为各所述温度检测装置的平均值。
5.根据权利要求3或4所述的热压温度补偿方法,其特征在于,所述温度检测装置为5个,均布在所述托盘与所述电芯的接触表面。
6.根据权利要求2所述的热压温度补偿方法,其特征在于,所述温度检测装置为热电偶测温仪或热电阻传感器。
7.一种电芯,其特征在于,所述电芯在制作时采用权利要求1-6任一项所述的热压温度补偿方法进行热压整形。
8.一种电池模组,其特征在于,采用权利要求7所述的电芯成组。
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