CN114597524B

CN114597524B - 一种锂电池化成设备

Info

Publication number: CN114597524B
Application number: CN202210276585.4A
Authority: CN
Inventors: 路宝; 詹新举
Original assignee: Wuhu Etc Battery Ltd
Current assignee: Wuhu Etc Battery Ltd
Priority date: 2022-03-21
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2042-03-21
Also published as: CN114597524A

Abstract

本发明公开了一种锂电池化成设备，涉及电池领域，包括存放盒、驱动装置、夹紧装置以及旋转装置，所述存放盒放置于真空箱内；所述存放盒内设有若干夹紧装置，所述夹紧装置包括固定板以及夹紧板，所述固定板上设有中间板，所述中间板将固定板与夹紧板之间分成两个功能相同的工作位，所述工作位内设有充电组件、封口组件、剪切组件以及压紧组件，将电池的化成、排除气体、二次封装以及切除分离气囊等功能有机的结合起来，优化了工序，缩短了工时，旋转装置可以自动破化气囊，并将气囊与锂电池分离开来；驱动装置利用真空箱内部气压的变化，从而调节驱动杆的伸长长度，无需增设额外的执行器，装置的体积更小，成本更低，有利于其大批量的使用。

Description

一种锂电池化成设备

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种锂电池化成设备。

背景技术

电池在制造过程中需要对其进行充电，以激活锂电池内部的化学物质，这一过程称为化成，现有的化成设备功能单一，大多是将锂电池的极耳与充电夹连接，进行充电，由于化成后锂电池内会产生部分气体，所以化成前的锂电池会预留气囊用于容纳气体，化成过后还需刺破气囊，利用真空封口机对锂电池的内部抽真空促进锂电池内部气泡的排出，完成做二次封装处理，最后切除气囊。

由于每道工序需要不同的设备做处理，故工序之间连续性不高，不利于缩减锂电池的生产周期；

且化成设备的电池化成完毕之后需要人工一个个解开极耳与充电夹的连接关系，然后再将电池从化成设备上取下，工序繁琐，切除的气囊与锂电池不易分离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池化成设备，已解决上述背景技术中提到的问题。

一种锂电池化成设备，包括真空箱，还包括存放盒、驱动装置、夹紧装置以及旋转装置，所述存放盒放置于真空箱内；

所述驱动装置设于存放盒内，所述存放盒内等距设有若干夹紧装置，所述夹紧装置包括固定板以及夹紧板，所述固定板与存放盒的侧壁固定连接，所述固定板上设有中间板，所述中间板将固定板与夹紧板之间分成两个功能相同的工作位，所述工作位内放置有锂电池，所述工作位内设有充电组件、封口组件、剪切组件以及压紧组件；

所述充电组件在夹紧板靠近固定板时，将锂电池的极耳接入充电电源；

所述压紧组件在夹紧板靠近固定板时，给锂电池施压。

所述夹紧板上转动连接有分离刺破针，所述旋转装置用于夹紧板靠近以及远离固定板时驱动分离刺破针自动旋转；

所述封口组件用于锂电池封口；所述剪切组件用于切除气囊，所述夹紧装置的下方设有与存放盒滑动连接的下挡板。

优选的所述存放盒内设有隔板，且其底部开设有下料槽口，所述下挡板的左侧固定连接有拉手，所述下挡板上等距设有若干开口。

优选的所述驱动装置包括驱动板以及气筒，所述驱动板上固定连接有四个支撑杆，所支撑杆依次穿过隔板以及存放盒，并与它们滑动连接，所述驱动板与隔板之间的支撑杆上套设有弹簧一，所述气筒固定连接在存放盒内，所述气筒内滑动连接有活塞，所述活塞的左端固定连接有驱动杆，所述驱动杆与驱动板固定连接，所述气筒的左侧壁设有若干抽气口，且其右壁设有与外界连通的进气口。

优选的所述旋转装置包括齿条以及齿轮，所述齿条沿着驱动板运动方向与存放盒的前侧壁滑动连接，所述齿条的左端固定连接有左滑杆，且其右端固定连接有右滑杆，所述左滑杆穿过存放盒的左侧壁并固定连接有限位块，所述右滑杆穿过隔板，所述齿条左端与存放盒内壁之间的左滑杆上套设有弹簧二，所述分离刺破针一端的转轴上固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合。

优选的所述充电组件包括充电极板以及充电压板，所述充电极板设有两个，并嵌入固定板中，所述充电极板与充电电源连接，所述充电压板通过压杆一与驱动板滑动连接，所述充电压板与夹紧板之间的压杆一上套设有弹簧三；

所述压紧组件包括电池压板，所述电池压板通过压杆二与驱动板滑动连接，所述电池压板与夹紧板之间的压杆二上套设有弹簧四。

优选的所述封口组件包括封口压条，所述封口压条设有两个，一个设有固定板的内壁上，另一个设于夹紧板的内壁上，所述封口压条内设有电热丝，所述剪切组件包括切刀，所述切刀也设有两个，一个设于夹紧板的内壁上，另一个设有固定板的内壁上。

本发明的优点在于：

在原有的真空箱的基础上，设置可以放置在真空箱内部的存放盒，从而将电池的化成、排除气体、二次封装以及切除分离气囊等一系列的功能有机的结合起来；

设置旋转装置，可以在夹紧板靠近固定板时，将分离刺破针旋转至与固定板垂直的状态，然后以此状态刺破化成后的气囊，利用真空环境排出锂电池化成所产生的气体，之后随着夹紧板的进一步靠近完成锂电池的二次封装以及切除气囊的操作；

夹紧板复位时利用夹紧板与旋转装置的联动作用，自动将分离刺破针旋转至竖直状态，从而将切除的气囊与锂电池分离开来；

抽拉下挡板即可一次性将所有电池取下，相较于一个个取更加方便；

本装置中的驱动装置利用真空箱内部气压的变化，从而调节驱动杆的伸长长度，来控制夹紧板的位移量，依次实现多道工序，无需增设额外的执行器，使得装置的整体体积更小，成本更低，有利于其大批量的使用。

附图说明

图1为存放盒以及其内部各零件的总装图；

图2为存放盒隐藏一侧壁后的内部各零件示意图；

图3为存放盒底部的结构示意图；

图4为夹紧装置的俯视图；

图5为夹紧装置的侧视图；

图6为固定板的结构示意图；

图7为夹紧板的结构示意图；

图8为气筒处的剖视图；

图9为存放盒的横截面剖视图；

图10为下挡板的结构示意图。

图中：1-存放盒，11-隔板，12-下料槽口，2-驱动装置，21-驱动板，22-气筒，23-支撑杆，24-弹簧一，221-活塞，222-驱动杆，223-抽气口，224-进气口；

3-夹紧装置，31-固定板，311-中间板，32-夹紧板，33-充电组件，331-充电极板，332-充电压板，333-压杆一，334-弹簧三；

34-封口组件，341-封口压条，35-剪切组件，351-切刀，36-压紧组件，361-电池压板，362-压杆二，363-弹簧四，37-分离刺破针；

4-旋转装置，41-齿条，42-齿轮，43-左滑杆，44-右滑杆，45-弹簧二，

5-锂电池，51-气囊，6-下挡板，61-拉手，62-开口。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图10所示，一种锂电池化成设备，包括真空箱，还包括存放盒1、驱动装置2、夹紧装置3以及旋转装置4，所述存放盒1放置于真空箱内；

所述驱动装置2设于存放盒1内，所述存放盒1内等距设有若干夹紧装置3，所述夹紧装置3包括固定板31以及夹紧板32，所述固定板31与存放盒1的侧壁固定连接，所述固定板31上设有中间板311，所述中间板311将固定板31与夹紧板32之间分成两个功能相同的工作位，所述工作位内放置有锂电池5，所述工作位内设有充电组件33、封口组件34、剪切组件35以及压紧组件36；

所述充电组件33在夹紧板32靠近固定板31时，将锂电池5的极耳接入充电电源；

所述压紧组件36在夹紧板32靠近固定板31时，给锂电池5施压；促进锂电池5内的气体排入到气囊51中。

所述夹紧板32上转动连接有分离刺破针37，所述旋转装置4用于夹紧板32靠近以及远离固定板31时驱动分离刺破针37自动旋转；

所述封口组件34用于锂电池5封口；所述剪切组件35用于切除气囊51，所述夹紧装置3的下方设有与存放盒1滑动连接的下挡板6。

在本实施例中所述存放盒1内设有隔板11，且其底部开设有下料槽口12，所述下挡板6的左侧固定连接有拉手61，所述下挡板6上等距设有若干开口62，下挡板6用于挡住固定板31与夹紧板32之间的锂电池5，抽拉下挡板6时可以将开口62对准锂电池5使得锂电池5自动落下，完成取件。

在本实施例中所述驱动装置2包括驱动板21以及气筒22，所述驱动板21上固定连接有四个支撑杆23，所支撑杆23依次穿过隔板11以及存放盒1，并与它们滑动连接，所述驱动板21与隔板11之间的支撑杆23上套设有弹簧一24，所述气筒22固定连接在存放盒1内，所述气筒22内滑动连接有活塞221，所述活塞221的左端固定连接有驱动杆222，所述驱动杆222与驱动板21固定连接，所述气筒22的左侧壁设有若干抽气口223，且其右壁设有与外界连通的进气口224，真空箱的内部设置有与外界连通的气管，将气管与进气口224连通，即可实现进气口224与外界大气连通的功能。

在本实施例中所述旋转装置4包括齿条41以及齿轮42，所述齿条41沿着驱动板21运动方向与存放盒1的前侧壁滑动连接，限制齿条41转动，所述齿条41的左端固定连接有左滑杆43，且其右端固定连接有右滑杆44，所述左滑杆43穿过存放盒1的左侧壁并固定连接有限位块，所述右滑杆44穿过隔板11，所述齿条41左端与存放盒1内壁之间的左滑杆43上套设有弹簧二45，所述分离刺破针37一端的转轴上固定连接有齿轮42，所述齿轮42与齿条41啮合。

在本实施例中所述充电组件33包括充电极板331以及充电压板332，所述充电极板331设有两个，并嵌入固定板31中，所述充电极板331与充电电源连接，所述充电压板332通过压杆一333与驱动板21滑动连接，压杆一333的末端设有挡块一，用于压杆一333的限位，所述充电压板332与夹紧板32之间的压杆一333上套设有弹簧三334；

所述压紧组件36包括电池压板361，所述电池压板361通过压杆二362与驱动板21滑动连接，所述压杆二362的末端设有挡块二，用于所述压杆二362的限位，所述电池压板361与夹紧板32之间的压杆二362上套设有弹簧四363。

在本实施例中所述封口组件34包括封口压条341，所述封口压条341设有两个，一个设有固定板31的内壁上，另一个设于夹紧板32的内壁上，所述封口压条341内设有电热丝，所述剪切组件35包括切刀351，所述切刀351也设有两个，一个设于夹紧板32的内壁上，另一个设有固定板31的内壁上，设于夹紧板32内壁上的切刀351中心向两侧倾斜。

工作过程及其原理：

中间板311将固定板31与夹紧板32之间的区域分成两个独立的工作位，由机器手或人工将锂电池5以气囊51朝上的方式放置于工作位内，此时的下挡板6的右端与隔板11相抵接触，下挡板6没有开口62的地方堵住固定板31与夹紧板32的底部，对锂电池5起到支撑的作用。

锂电池5放置完毕，将存放盒1放置在真空箱内，真空箱内每次可放置多个存放盒1，以提高单次化成的产量。

真空箱内预留有与外部大气连通的气管，气筒22的进气口224与气管连接，使得活塞221的右侧的气压为大气压强，真空箱启动，内部气压减小，活塞221左右的大气压存在气压差，从而使得活塞221向左移动，驱动杆222伸长一定长度，驱动板21与隔板11间距减小，弹簧一24被压缩。

驱动板21一开始与右滑杆44之间留有一定间隙，所以驱动板21在这一段距离的移动中并不会与右滑杆44接触，所以齿条41保持不动，但是夹紧板32在支撑杆23的作用下靠近固定板31，齿轮42与齿条41啮合作用使得分离刺破针37旋转至水平状态，此时的充电压板332将极耳压在充电极板331上，充电电源工作对锂电池5进行充电。

与此同时，电池压板361压紧在电池上，对电池施加压力，使得充电产生的气体进入到气囊51中，气压差作用在活塞221上的力与该阶段弹簧一24，弹簧二45、弹簧三334以及弹簧四363的合力相平衡，驱动杆222维持在一定伸长长度。

之后真空箱二次抽真空，气压逐渐下降，驱动杆222同理继续伸长，驱动板21在第二次移动时，会和右滑杆44接触，使得齿条41与齿轮42同时向左移动。所以分离刺破针37保持水平状态移动，最终将气囊51刺破，并将气囊51插在分离刺破针37上，弹簧二45进一步被压缩，弹簧二45用于齿条41的复位。

刺破后的气囊51中的气体被真空箱内部的负压抽走，夹紧板32在驱动装置2作用下继续移动，夹紧板32上设有供中间板311穿过的槽口，被电热丝加热后的封口压条341作用于锂电池5的软包上，完成封边处理，与此同时两个切刀351相互作用，将气囊51从锂电池5上切除下来。

化成、封边以及切除气囊51等工序完成之后，真空箱内开始恢复大气压，活塞221两侧的气压差减小，驱动板21在多个弹簧作用下复位，促使驱动杆222以及活塞221也实现复位，复位过程的后半段，驱动板21脱离与右滑杆44接触状态后，齿条41不再移动，齿轮42与齿条41作用，使得分离刺破针37自动旋转至竖直状态，气囊51在分离刺破针37的旋转作用下与锂电池5分离。

最后将存放盒1取出，通过拉手61向左抽拉下挡板6至最左端，即可将开口62对准固定板31与夹紧板32的中间区域，使得所有锂电池5一次性自动脱离存放盒1，实现取件，之后将气囊51取下，存放盒1即可供下次使用。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims

1.一种锂电池化成设备，包括真空箱，其特征在于，还包括存放盒（1）、驱动装置（2）、夹紧装置（3）以及旋转装置（4），所述存放盒（1）放置于真空箱内；

所述驱动装置（2）设于存放盒（1）内，所述存放盒（1）内等距设有若干夹紧装置（3），所述夹紧装置（3）包括固定板（31）以及夹紧板（32），所述固定板（31）与存放盒（1）的侧壁固定连接，所述固定板（31）上设有中间板（311），所述中间板（311）将固定板（31）与夹紧板（32）之间分成两个功能相同的工作位，所述工作位内放置有锂电池（5），所述工作位内设有充电组件（33）、封口组件（34）、剪切组件（35）以及压紧组件（36）；

所述充电组件（33）在夹紧板（32）靠近固定板（31）时，将锂电池（5）的极耳接入充电电源；

所述压紧组件（36）在夹紧板（32）靠近固定板（31）时，给锂电池（5）施压；

所述夹紧板（32）上转动连接有分离刺破针（37），所述旋转装置（4）用于夹紧板（32）靠近以及远离固定板（31）时驱动分离刺破针（37）自动旋转；

所述封口组件（34）用于锂电池（5）封口；所述剪切组件（35）用于切除气囊（51），所述夹紧装置（3）的下方设有与存放盒（1）滑动连接的下挡板（6）；

所述驱动装置（2）包括驱动板（21）以及气筒（22），所述驱动板（21）上固定连接有四个支撑杆（23），所支撑杆（23）依次穿过隔板（11）以及存放盒（1），并与它们滑动连接，所述驱动板（21）与隔板（11）之间的支撑杆（23）上套设有弹簧一（24），所述气筒（22）固定连接在存放盒（1）内，所述气筒（22）内滑动连接有活塞（221），所述活塞（221）的左端固定连接有驱动杆（222），所述驱动杆（222）与驱动板（21）固定连接，所述气筒（22）的左侧壁设有若干抽气口（223），且其右壁设有与外界连通的进气口（224）；

所述旋转装置（4）包括齿条（41）以及齿轮（42），所述齿条（41）沿着驱动板（21）运动方向与存放盒（1）的前侧壁滑动连接，所述齿条（41）的左端固定连接有左滑杆（43），且其右端固定连接有右滑杆（44），所述左滑杆（43）穿过存放盒（1）的左侧壁并固定连接有限位块，所述右滑杆（44）穿过隔板（11），所述齿条（41）左端与存放盒（1）内壁之间的左滑杆（43）上套设有弹簧二（45），所述分离刺破针（37）一端的转轴上固定连接有齿轮（42），所述齿轮（42）与齿条（41）啮合。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池化成设备，其特征在于，所述存放盒（1）内设有隔板（11），且其底部开设有下料槽口（12），所述下挡板（6）的左侧固定连接有拉手（61），所述下挡板（6）上等距设有若干开口（62）。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池化成设备，其特征在于，所述充电组件（33）包括充电极板（331）以及充电压板（332），所述充电极板（331）设有两个，并嵌入固定板（31）中，所述充电极板（331）与充电电源连接，所述充电压板（332）通过压杆一（333）与驱动板（21）滑动连接，所述充电压板（332）与夹紧板（32）之间的压杆一（333）上套设有弹簧三（334）；

所述压紧组件（36）包括电池压板（361），所述电池压板（361）通过压杆二（362）与驱动板（21）滑动连接，所述电池压板（361）与夹紧板（32）之间的压杆二（362）上套设有弹簧四（363）。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池化成设备，其特征在于，所述封口组件（34）包括封口压条（341），所述封口压条（341）设有两个，一个设有固定板（31）的内壁上，另一个设于夹紧板（32）的内壁上，所述封口压条（341）内设有电热丝，所述剪切组件（35）包括切刀（351），所述切刀（351）也设有两个，一个设于夹紧板（32）的内壁上，另一个设有固定板（31）的内壁上。