CN113707959B - 一种钢壳锂电池化成组件、化成装置以及化成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢壳锂电池化成组件、化成装置以及化成方法，该钢壳锂电池化成组件，包括夹紧底座，设置有压板，所述压板垂直安装于所述夹紧底座上；动力机构，与所述压板配合压紧或松开钢壳锂电池；夹具，包括底板、气缸，所述底板可滑动安装于所述压板的一侧，所述气缸安装于所述底板与所述夹紧底座之间，所述底板上位于所述压板的一侧开设有凹槽；加热板，安装于所述压板于所述夹具之间；有效的通过凹槽实现对钢壳锂电池进行定位，提高放置于底板上的稳定性，防止钢壳锂电池在化成过程中发生位移；有效的使化成组件可根据钢壳锂电池的尺寸进行调节，实现化成组件对不同尺寸的钢壳锂电池的兼容性，进而减少多个化成组件的使用，降低成本。

Description

一种钢壳锂电池化成组件、化成装置以及化成方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体是一种钢壳锂电池化成组件、化成装置以及化成方法。

背景技术

钢壳锂电池因具有电压高、比能量大、充放电寿命长和安全环保等优点，而被广泛应用于各类电子产品(如手机、数码相机、笔记本电脑、电动工具)、便捷式小型电器、电动汽车和储能系统中。但钢壳锂电池的制备工艺繁杂，包括搅拌、涂布、干燥、裸电芯制备、封装、注液和化成等，其中，化成工艺是钢壳锂电池制备工艺过程中不可或缺的工序，对钢壳锂电池的性能起到至关重要的作用。

钢壳锂电池在化成时一般需要化成装置，现有技术中，带有法兰边的钢壳锂电池在化成的过程中一般无法定位，当化成装置对钢壳锂电池的夹持力度较小时，容易使钢壳锂电池发生位移，工作效率低。且当采用开口化成方式时，会因为化成产生的气体不能及时排出，而造成化成机内气味重、电池表面被污染等问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种钢壳锂电池化成组件，解决了现有技术中化成时无法对带有法兰边的钢壳锂电池定位的技术问题，实现了对钢壳锂电池定位的提高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钢壳锂电池化成组件，包括：

夹紧底座，设置有压板，所述压板垂直安装于所述夹紧底座上；

动力机构，用于与所述压板配合压紧或松开钢壳锂电池；

夹具，包括底板、第一气缸，所述底板可滑动安装于所述压板的一侧，所述第一气缸安装于所述底板与所述夹紧底座之间，所述底板上位于所述压板的一侧开设有凹槽；

加热板，安装于所述压板于所述夹具之间。

作为本发明所述的一种钢壳锂电池化成组件的改进，所述夹紧底座上还设置有导向杆，所述导向杆与所述压板连接。

作为本发明所述的一种钢壳锂电池化成组件的改进，所述导向杆还滑动连接有推板，所述动力机构设置于所述夹紧底座靠近所述推板的一侧。

作为本发明所述的一种钢壳锂电池化成组件的改进，所述推板上设置有第一弹性件。

作为本发明所述的一种钢壳锂电池化成组件的改进，所述底板的中部设置有夹板，所述夹板用于与所述凹槽配合对所述钢壳锂电池进行限位。

作为本发明所述的一种钢壳锂电池化成组件的改进，所述压板的另一侧设置有第二弹性件。

本发明的另一目的在于：提供一种钢壳锂电池化成装置，包括说明书前文任意一项所述的钢壳锂电池化成组件；还包括：

抽气一体装置，包括升降机构、电源组件、正负极柱探针、负压抽气机构，所述升降机构设置于所述夹紧底座的上方，所述电源组件、所述正负极柱探针、所述负压抽气机构均安装于所述升降机构上。

本发明的再一目的在于：提供一种钢壳锂电池化成方法，采用说明书前文所述的一种钢壳锂电池化成装置进行化成，包括以下步骤：

步骤一：调节夹具至合适高度；

步骤二：钢壳锂电池极柱朝上，将所述钢壳锂电池的法兰边对准所述夹具上的凹槽后，放在所述夹具上，并加热；

步骤三：启动动力机构，夹紧所述钢壳锂电池并施压；

步骤四：将抽气一体装置下降至合适位置，正负极柱探针与所述钢壳锂电池的正负极柱接触，负压抽气机构位于所述钢壳锂电池的注液口的上方；

步骤五：启动电源，开始化成；

步骤六：化成完毕，关闭电源，所述抽气一体装置上升，关闭所述动力机构，取出所述钢壳锂电池。

作为本发明所述的一种钢壳锂电池化成方法的改进，在步骤三中，采用压力检测机构检测压力。

作为本发明所述的一种钢壳锂电池化成方法的改进，在步骤四中，所述负压抽气机构将化成过程中电解液与电极材料反应产生的气体抽走。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

(1)通过夹紧底座、压板、动力机构、夹具、加热板的配合使用，动力机构与压板配合对夹具上的钢壳锂电池加压，同时通过加热板进行加热，有效的实现钢壳锂电池化成时的高温高压环境；

(2)通过凹槽、底板的配合使用，将钢壳锂电池放置于底板上，同时钢壳锂电池的法兰边位于凹槽内，有效的通过凹槽实现对钢壳锂电池进行定位，提高放置于底板上的稳定性，防止钢壳锂电池在化成过程中发生位移；

(3)通过第一气缸调节底板的升降，进而调节底板与压板顶部之间的距离，有效的使化成组件可根据钢壳锂电池的尺寸进行调节，实现化成组件对不同尺寸的钢壳锂电池的兼容性，进而减少多个化成组件的使用，降低成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明夹具装上钢壳锂电池后的俯视图。

图3为图2中A处的结构示意图。

图4为本发明实施例一的结构示意图。

图5为本发明实施例二的结构示意图。

附图标记：夹紧底座1、压板2、动力机构3、夹具4、底板5、第一气缸6、凹槽7、加热板8、抽气一体装置9、升降机构10、电源组件11、正负极柱探针12、负压抽气机构13、导向杆14、推板15、第一弹性件16、夹板17、第二弹性件18、钢壳锂电池19。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种钢壳锂电池化成装置，包括钢壳锂电池化成组件、抽气一体装置9，包括升降机构10、电源组件11、正负极柱探针12、负压抽气机构13，升降机构10设置于夹紧底座1的上方，电源组件11、正负极柱探针12、负压抽气机构13均安装于升降机构10上。

相比现有技术，本申请一种钢壳锂电池化成装置，通过升降机构10、电源组件11、正负极柱探针12、负压抽气机构13的配合使用，化成时，先让升降机构10带动电源、正负极柱探针12、负压抽气机构13下降，正负极柱探针12与钢壳锂电池19的正负极接触，负压抽气机构13位于注液口的上方，再启动电源组件11，开始化成，负压抽气机构13将化成过程中的电解液与电极材料反应产生的气体抽走，化成结束后，关闭电源组件11，断开正负极柱探针12、负压抽气机构13，然后通过升降机构10带动电源、正负极柱探针12、负压抽气机构13上升，有效的将化成过程中所产生的气体抽走，防止化成时产生的气体将电解液带出，进而降低钢壳锂电池19被污染的几率。

请参阅图1-3，一种钢壳锂电池化成组件，包括夹紧底座1、压板2、动力机构3、夹具4，夹紧底座上设置有压板2，压板2垂直安装于夹紧底座1上，动力机构3用于与压板2配合压紧或松开钢壳锂电池，夹具4包括底板5、第一气缸6，底板5可滑动安装于压板2的一侧，第一气缸6安装于底板5与夹紧底座1之间，底板5上位于压板2的一侧开设有凹槽7，压板2与夹具4之间设置有加热板。

相比现有技术，本申请一种钢壳锂电池化成组件，通过夹紧底座1、压板2、动力机构3、底板5、第一气缸6、凹槽7、加热板8的配合使用，动力机构3与压板2配合对底板5上的钢壳锂电池19加压，同时通过加热板8进行加热，有效的实现钢壳锂电池化成时的高温高压环境；将钢壳锂电池19放置于底板5上，同时钢壳锂电池19的法兰边位于凹槽7内，有效的通过凹槽7实现对钢壳锂电池19进行定位，提高放置于底板5上的稳定性，防止钢壳锂电池19在化成过程中发生位移；通过第一气缸6调节底板5的升降，进而调节底板5与压板2顶部之间的距离，有效的使化成装置可根据钢壳锂电池19的尺寸进行调节，实现化成装置对不同尺寸的钢壳锂电池19的兼容性，进而减少多个化成装置的使用，降低成本。

优选的，夹紧底座1上还设置有导向杆14，导向杆14的一端与压板2连接。

优选的，导向杆14的另一端滑动连接有推板15，动力机构3位于导向杆14的另一端。

通过导向杆14、压板2、推板15、动力机构3的配合使用，动力机构3驱动推板15往压板2的方向移动，使推板15与压板2配合压紧夹具4上的钢壳锂电池19，导向杆14与推板15滑动配合用于防止推板15在移动过程中偏离方向，影响与压板2的对夹具4上的钢壳锂电池19进行施压，进而影响化成效果。

优选的，推板15上设置有第一弹性件16。

优选的，压板2的另一侧设置有第二弹性件18。

通过第一弹性件16、第二弹性件18的配合使用，第一弹性件16设置于推板15上，当推板15通过动力机构3的作用与压板2配合压紧夹具4上的钢壳锂电池19时，第一弹性件16具有缓冲作用，有效的缓解推板15的冲击力对钢壳锂电池19造成撞击；第二弹性件18设置于的另一侧，当导向杆14上设置有多个压板2时，推板15通过动力机构3的作用依次推动导向杆14上的压板2，进而缩小推板15与压板2之间、压板2与压板2之间的间隙，第二弹性件18可缓解位于压板2与压板2之间的夹具4上的钢壳锂电池19受到的撞击。

具体的，也可在导向杆14上套接第三弹性件，第三弹性件位于推板15与压板2之间和/或推板15与推板15之间，也可起到缓冲的作用，同时还可在动力机构3回收时，辅助推板15或压板2复位。

优选的，底板5的中部设置有夹板17，夹板17用于与凹槽7配合对钢壳锂电池进行限位；通过夹板17的设置，当将钢壳锂电池19底部的法兰边放置于凹槽7内时，夹板17可抵住钢壳锂电池19的侧边法兰边，辅助对钢壳锂电池19的法兰边进行固定，有效的加强对钢壳锂电池19的定位，提高钢壳锂电池19放置于底板5上的稳定性，防止钢壳锂电池19倾倒，同时，夹板17可将底板5分隔成左右两个部分，增加钢壳锂电池19的置放空间，对于数量相同的钢壳锂电池19进行化成时，可以放入化成装置的钢壳锂电池19增多，所需化成时间减少，进而提高工作效率。

作为本发明一种钢壳锂电池化成组件，具有以下两种实施例。

实施例一

请参阅图4，动力机构3设置为第二气缸，导向杆14设置为滑杆，压板2、推板15均与滑杆滑动连接，第二气缸的输出轴位于推板15的前侧。

在本实施例中，通过第二气缸、滑杆、压板2、推板15的配合使用，压板2、推板15均与滑杆滑动连接，第二气缸的输出轴向前推动推板15，使推板15往压板2的方向滑动，推板15的滑动带动压板2移动，有效的使气缸第二可通过与推板15、压板2的配合对夹具4上的钢壳锂电池进行施压。

实施例二

请参阅图5，动力机构3设置为电机，导向杆14设置为丝杆，压板2与丝杆的一端连接，丝杆的另一端与推板15螺纹连接，电机的输出轴与丝杆的另一端连接。

在本实施例中，通过电机、丝杆、压板2、固定板、推板15的配合使用，推板15与丝杆螺纹连接，通过电机的输出轴驱动丝杆转动，丝杆的转动带动推板15移动，当推板15往压板2的方向移动时，有效的使电机通过推板15与压板2的配合对夹具4上的钢壳锂电池进行施压；当推板15往电机的方向移动时，有效的使电机通过推板15与压板2配合松开对夹具4上的钢壳锂电池实施的压力。

综上，实施例一与实施例二均带动推板15、压板2移动，实现对夹具4上的钢壳锂电池的施压，不同的是，实施例一的第二气缸的输出轴收回时，推板15、压板2往气缸6的方向移动时，需要人工移动，而实施例二则可通过电机的输出轴驱动丝杆转动可带动推板15往电机的方向移动，但实施例一的压板2的数量可根据滑杆的长度、需要化成的钢壳锂电池的数量设置，而实施例二只可设置一个压板2，只适用于少量的钢壳锂电池化成。

一种钢壳锂电池化成方法，采用上述钢壳锂电池化成装置进行化成，包括以下步骤：

步骤一：调节夹具4至合适高度；

步骤二：钢壳锂电池19极柱朝上，将钢壳锂电池19的法兰边对准夹具4上的凹槽7后，放在夹具4上，并加热；

步骤三：启动动力机构3，动力机构3与压板2配合夹紧钢壳锂电池19并施压，并采用压力检测机构检测压力；

步骤四：将抽气一体装置9下降至合适位置，正负极柱探针12与钢壳锂电池19的正负极柱连接，负压抽气机构13与钢壳锂电池19的注液口连接，并抽取化成中电解液与电极材料反应产生的气体；

步骤五：启动电源，开始化成；

步骤六：化成完毕，关闭电源，抽气一体装置9上升，关闭动力机构3，取出钢壳锂电池19。

其中，可通过压力检测机检测对钢壳锂电池19施加的压力，并通过钢壳锂电池19的厚度、大小对施加的压力进行调整，防止压力过大而使钢壳锂电池19形变；通过负压抽气机构13将化成过程中电解液与电极材料反应产生的气体抽走，防止化成时产生的气体将电解液带出，进而降低钢壳锂电池19被污染的几率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (5)

1.一种钢壳锂电池化成组件，其特征在于，包括：

夹紧底座，设置有压板，所述压板垂直安装于所述夹紧底座上；

动力机构，用于与所述压板配合压紧或松开钢壳锂电池；

夹具，包括底板、第一气缸，所述底板可滑动安装于所述压板的一侧，所述第一气缸安装于所述底板与所述夹紧底座之间，所述底板上位于所述压板的一侧开设有凹槽；

加热板，安装于所述压板与所述夹具之间；

其中，所述夹紧底座上还设置有导向杆，所述导向杆与所述压板连接，所述导向杆还滑动连接有推板，所述动力机构设置于所述夹紧底座靠近所述推板的一侧，所述导向杆上套接第三弹性件，所述第三弹性件位于所述推板与所述压板之间和/或所述推板与所述推板之间。

2.如权利要求1所述的一种钢壳锂电池化成组件，其特征在于，所述推板上设置有第一弹性件。

3.如权利要求1所述的一种钢壳锂电池化成组件，其特征在于，所述底板的中部设置有夹板，所述夹板用于与所述凹槽配合对所述钢壳锂电池进行限位。

4.如权利要求1所述的一种钢壳锂电池化成组件，其特征在于，所述压板的另一侧设置有第二弹性件。

5.一种钢壳锂电池化成装置，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的钢壳锂电池化成组件；

还包括：

抽气一体装置，包括升降机构、电源组件、正负极柱探针、负压抽气机构，所述升降机构设置于所述夹紧底座的上方，所述电源组件、所述正负极柱探针、所述负压抽气机构均安装于所述升降机构上。

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