CN114824410A - 用于激活在上面具有正极和负极的圆柱形二次电池的化成设备 - Google Patents

用于激活在上面具有正极和负极的圆柱形二次电池的化成设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种化成设备。所述化成设备为用于圆柱形二次电池的充放电测试的设备，在所述圆柱形二次电池的圆柱形主体的上面具有正极板及负极板，其中，包括：电池排列托盘，其可升降地被设置，在所述电池排列托盘上朝纵向及横向排列安装所述多个圆柱形二次电池；二次电池接触模块，其配置在所述电池排列托盘的上部，并包括具有多个探针的充放电通道，当所述电池排列托盘上升时，所述多个探针分别接触二次电池的正极板及负极板；供电装置，配置于所述二次电池接触模块的上部，用于向所述多个充放电通道分别供应用于充放电测试的电源；以及散热风扇，与所述供电装置相面对配置，用于防止所述供电装置的过热。

Description

用于激活在上面具有正极和负极的圆柱形二次电池的化成 设备
技术领域
本发明涉及一种化成设备，更具体地，涉及一种用于圆柱形二次电池的充放电的化成设备，在所述圆柱形二次电池的圆柱形主体的上面具有正极板和负极板。
背景技术
二次电池是释放电能转换为作用物质之后，向电池供应电能，即充电，从而，可以再利用作用物质的电池，作为所述二次电池的代表例可以举蓄电池。蓄电池是由正极板、负极板以及电解液而构成，可通过化学作用产生直流电动势并用作电源的装置。作为这种蓄电池的例可以举铅蓄电池、碱性电池及锂电池等，目前具有能量密度高、重量轻、电压高、无污染、输出高、充电快、寿命长等的优点的锂电池备受瞩目，所述锂电池分为锂离子电池、锂离子聚合物电池及锂金属聚合物电池等。
这些二次电池根据其形状可分为圆柱形、方形、袋形等。
圆柱形二次电池大部分被制作成在圆柱形主体的上面及下面分别具备正极板和负极板的形态。因此，在使用圆柱形二次电池的装置中，需要将连接于正极板和负极板的端子以彼此相反的方向布置，存在结构上的限制。
为了解决圆柱形二次电池的结构限制，正在开发正极板和负极板位于圆柱形主体的上面的新结构的圆柱形二次电池。
一方面，二次电池通过激活电池的过程而制造，在电池激活过程中，将二次电池安装在充放电装置中，并且在激活所需的条件下进行充电和放电。如上所述，将使用充放电装置执行预定的充放电以激活电池的过程称为化成(formation)工艺。为了执行所述化成工艺，广泛使用化成设备。
因此，所述正极板和负极板位于圆柱形主体的上面的圆柱形二次电池也通过化成设备进行所述化成工艺。
为了执行所述正极板及负极板位于圆柱形主体的上面的圆柱形二次电池的化成过程，将多个圆柱形二次电池布置在托盘上，为了向圆柱形二次电池的上面的正极板及负极板施加用于充放电的电源，需要将供电装置和圆筒形二次电池进行电连接。此时，供电装置和圆筒形二次电池之间的电连接通常使用电缆及母线。
然而，存在通过这些电缆和母线来构建供电装置和圆柱形二次电池之间的电连接结构需要花费大量时间，不容易制造化成设备，并且，电缆断开而导致化成工艺中出现错误的问题。
发明内容
因此，本发明所要解决的问题在于，提供一种化成设备，所述化成设备与在上面具有正极板和负极板的圆柱形二次电池的电接触结构简单，结构紧凑，进而，可以很容易制造。
根据本发明的一实施例的化成设备，其为用于圆柱形二次电池的充放电测试的化成设备，在所述圆柱形二次电池的圆柱形主体的上面具备正极板及负极板，其中，包括：电池排列托盘，其可升降地被设置，在所述电池排列托盘上朝纵向及横向排列安装所述多个圆柱形二次电池；二次电池接触模块，其配置在所述电池排列托盘的上部，并包括具有多个探针的充放电通道，当所述电池排列托盘上升时，所述多个探针分别接触二次电池的正极板及负极板；供电装置，配置于所述二次电池接触模块的上部，用于向所述多个充放电通道分别供应用于充放电测试的电源；以及散热风扇，与所述供电装置相面对配置，用于防止所述供电装置的过热。
在一实施例中，所述二次电池接触模块，可以包括：二次电池接触装置，控制用于圆柱形二次电池的充放电的电源的施加及充放电；以及二次电池接触装置组装用机架组件，用于使所述二次电池接触装置组装到所述电池排列托盘和所述供电装置之间。
在一实施例中，所述二次电池接触装置组装用机架组件，包括：子机架结合板，在下面具备朝一方向延长的子机架结合槽；以及子机架，由多个充放电通道而构成，容纳与多个圆柱形二次电池相接触的二次电池接触装置，并具备朝上面的长度方向延长，滑动结合于所述子机架结合槽的接触部。
在一实施例中，所述子机架，包括：第一子机架框架，具有预定高度；第二子机架框架，与所述第一子机架框架具有相同的高度，并与所述第一子机架框架相隔开预定距离配置；以及接触部，具备：组装板，两侧末端连接于所述第一子机架框架及所述第二子机架框架的上端；以及接触框架，从所述组装板的上面T形突出，所述二次电池接触装置组装到所述第一子机架框架及所述第二子机架框架的下端部而可容纳于所述第一子机架框架及所述第二子机架框架的内侧。
所述二次电池接触装置，可包括：充放电控制板；正极及负极的多个母线，连接于所述充放电控制板的一面；探针固定板，配置于所述多个母线的下部；正极及负极的多个连接端子，设置于所述探针固定板上，连接于所述每个母线；多个针脚插座，在所述探针固定板上配置于多个连接端子的周围，一部分与正极的连接端子电连接，其他一部分与负极的连接端子电连接；以及多个探针，结合于所述多个针脚插座，并连接于所述圆柱形二次电池的上面的正极板及负极板。
在一实施例中，所述充放电控制板，可包括：主板，用于输出对所述圆柱形二次电池的充放电所需的控制信号；以及通道板，电连接于所述主板，根据所述控制信号对与所述多个探针连接的圆柱形二次电池进行充放电。
在一实施例中，所述连接端子可为BR端子。BR端子为方块形端子，焊接在PCB板的类型，与所述母线通过螺丝固定来连接的端子。
在一实施例中，所述多个针脚插座，可以包括：多个正极针脚插座，配置在所述多个连接端子之间，用于向所述圆柱形二次电池的正极板施加正极电压及正极电流；以及多个负极针脚插座，配置于所述多个正极针脚插座的外围，用于向所述圆柱形二次电池的负极板施加负极电压及负极电流。
在一实施例中，所述二次电池接触装置朝一侧方向排列多个以形成多个充放电通道，在形成多个充放电通道时，所述主板为一个，所述通道板在一个主板上排列多个，并电连接于一个主板。
发明效果
根据本发明的一实施例的化成设备具有以下优点。
第一，为了通过二次电池接触装置施加用于圆柱形二次电池的充放电的电源，与圆柱形二次电池的电接触结构得以简化，而且，可以省略将来自供电装置的电源施加到圆柱形二次电池的电源线，从而，具有化成设备的结构得以紧凑，而且，可容易制造化成设备的优点。
第二，二次电池接触模块具有在子机架容纳二次电池接触装置的状态下可滑动地结合到子机架结合板的子机架结合槽的结构，因此，从化成设备可容易组装及分离二次电池接触装置，通过这种简单的组装，可以根据二次电池的数量增减多通道的二次电池接触装置的数量以执行充放电测试，从而，具有不仅可容易制造化成设备，而且，可根据化成设备的化成容量调整充放电通道的数量的优点。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一实施例的化成设备的结构的立体图。
图2是示出用于说明根据本发明的一实施例的化成设备的二次电池接触模块的构造的局部分离立体图。
图3是图2的组合立体图。
图4是图3的俯视图。
图5是示出图2及图3所示的多个探针与圆柱形二次电池接触的状态的图。
图6是示出排列多个图2和图3所示的二次电池接触装置而形成多个充放电通道的状态的立体图。
图7是用于说明根据本发明的一实施例的化成设备的二次电池接触装置组装用机架组件的结构的立体图。
图8是图7所示的子机架的放大立体图。
图9是图7所示的子机架结合槽和接触部的局部放大图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明根据本发明的实施例的化成设备。对本发明可以施加各种变更，并可以具有多种形态，在图中例示特定实施例并在本文中进行详细说明。但是，应理解这些并不是用特定公开形态限定本发明，应包含本发明的思想及技术范围中所包含的所有变更、均等物乃至代替物。在说明附图时，对相同的构成要素使用相同的参照符号。附图中，为了明确本发明，比实际尺寸放大表示构造物的尺寸。
第一、第二等术语可用于说明多种构成要素，但所述构成要素并不局限于所述术语。所述术语可以以从其他构成要素区分一个构成要素为目的而使用，例如在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一构成要素可以被称为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被称为第一构成要素。
在本说明书中使用的术语仅用于说明特定实施例，而不限定本发明。在文章中未作特别提及时，单数形式包括复数形式。应理解本申请中“包括”或“具有”等术语用于指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在，而并不预先排除1个或1个以上的其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。
除非另有定义，包含技术术语及科学术语在内的使用于本说明书中的所有术语具有与本发明所属技术领域的技术人员普遍理解的含义相同的含义。在普遍使用的词典中所定义的术语应解释为具有与相关技术的文脉上所具有的含义一致的含义，并且，除非在本说明书中明确定义，则不应以理想性或过于公式化的含义来进行解释。
图1是用于说明根据本发明的一实施例的化成设备的结构的立体图，图2是示出用于说明根据本发明的一实施例的化成设备的二次电池接触模块的构造的局部分离立体图，图3是图2的组合立体图，图4是图3的俯视图，图5是示出图2及图3所示的多个探针与圆柱形二次电池接触的状态的图，图6是示出排列多个图2和图3所示的二次电池接触装置而形成多个充放电通道的状态的立体图，图7是用于说明根据本发明的一实施例的化成设备的二次电池接触装置组装用机架组件的结构的立体图，图8是图7所示的子机架的放大立体图，图9是图7所示的子机架结合槽和接触部的局部放大图。
参照图1，根据本发明的一实施例的化成设备是一种用于对在圆柱形主体的上面具备正极板11和负极板12的圆柱形二次电池进行充放电测试的化成设备，可以包括：电池排列盘200、二次电池接触模块100、供电装置300和散热风扇400。
电池排列托盘200上向纵向及横向排列安装所述多个圆柱形二次电池10，所述电池排列托盘可升降地被设置。例如，电池排列托盘200可通过可升降的气缸装置进行升降。
二次电池接触模块100配置在所述电池排列托盘200的上部，可以包括具备多个探针116a、116b的充放电通道101，当所述电池排列托盘200上升时，所述多个探针与每个二次电池10的正极板11和负极板12接触。对所述二次电池接触模块100的具体结构将在后面详述。
供电装置300配置在所述二次电池接触模块100的上部以向所述多个充放电通道101中的每一个供应用于充放电测试的电源。作为一例，供电装置300可以由变换器电源而构成，具备交流和直流之间的双向流动和变换功能。
散热风扇400与供电装置300相面对设置，并排出供电装置300周围的高温空气以防止供电装置300的过热。
一方面，所述二次电池接触模块100可以包括二次电池接触装置110及二次电池组装机架组件120。
所述二次电池接触装置110是用于对在圆柱形主体的上面具备正极板11和负极板12的圆柱形二次电池10进行充放电的化成设备用二次电池接触装置110，根据图2至图5，可以包括充放电控制板111、多个母线112a、112b、探针固定板113、多个连接端子114a、114b、多个针脚插座115a、115b及多个探针116a、116b。
充放电控制板111可以控制所述圆柱形二次电池10的充电和放电。作为一例，充放电控制板111可以包括主板111a及通道板111b。
主板111a可以输出对所述圆柱形二次电池10进行充电和放电所需的控制信号。
通道板111b可以被构成为具备独立的充电及放电电路，使得与所述主板111a电性连接，根据所述控制信号对与多个探针116a、116b连接的圆柱形二次电池10进行充电及放电。作为一例，通道板111b可以通过连接端子111c连接于主板111a，并且，所述连接端子111c可以为BR端子。
多个母线112a、112b连接于充放电控制板111的一面，即所述通道板111b的一面，并且，可以包括正极的母线112a和负极的母线112b。
此处，多个母线112a、112b以及充放电控制板111的配置结构可以配置成垂直立设主板111a和通道板111b，并且每个母线112a、112b的垂直面与通道板111b电连接。
探针固定板113配置在多个母线112a、112b的下部，并且，可以与充放电控制板111正交地配置，所述探针固定板可为用于所述多个针脚插座115a、115b以及所述多个探针116a、116b的排列以及电连接所述多个针脚插座115a、115b及所述多个探针116a、116b与充放电控制板111之间的板。
多个连接端子114a、114b设置在所述探针固定板113上，并与探针固定板113电连接，可以包括连接于每个母线112a、112b的正极的连接端子114a和负极的连接端子114b。作为一例，多个连接端子114a、114b可以为BR端子。
多个针脚插座115a、115b在所述探针固定板113上配置于多个连接端子114a、114b的周围，多个针脚插座中的一部分与正极的连接端子114a电连接，其他一部分与负极的连接端子114b电连接。
多个针脚插座115a、115b可以包括正极针脚插座115a和负极针脚插座115b。作为一例，正极针脚插座115a和负极针脚插座115b可以分别具备4个。
所述多个正极针脚插座115a配置在多个连接端子114a、114b之间，以向所述圆柱形二次电池10的正极板11施加正极电压和正极电流。作为一例，正极针脚插座115a可以具备四个，一个正极针脚插座115a可以为用于施加正极电压的插座，三个正极针脚插座115a可以为用于提供正极电流的插座。
所述多个负极针脚插座115b配置在所述正极针脚插座115a的外围，可以为向所述圆柱形二次电池10的负极板12施加负电压和负电流的插座。作为一例，负极针脚插座115b可以为四个，一个负极针脚插座115b可以为用于施加负电压的插座，三个负极针脚插座115b可以为用于施加负电流的插座。
多个探针116a、116b结合于所述多个针脚插座115a、115b，可以包括连接于圆柱形二次电池10的上面的正极板11的正极的探针116a和连接于圆柱形二次电池10的上面的负极板11的负极的探针116b。
所述正极的探针116a可以可拆卸地结合于所述正极针脚插座115a，并且，所述负极的探针116b可以可拆卸地结合于所述负极针脚插座115b。
另一方面，在所述探针固定板113的下面可以具备绝缘板117，所述多个针脚插座115a、115b穿过所述绝缘板117其末端部向所述绝缘板117的下方突出，结合于所述多个针脚插座115a、115b的多个探针116a、116b可以配置在绝缘板117的下方。
另外，在所述探针固定板113可以具备温度传感器118，所述温度传感器118可以通过探针固定板113、连接端子114a、114b以及母线112a、112b的电连接结构电连接于充放电控制板111。
如图6所示，具有这种结构的二次电池接触装置110向一个方向上排列多个而形成多个充放电通道101。在这种情况下，所述主板111a为一个，所述通道板111b在一个主板111a上排列有多个，并与一个主板111a电连接。
形成多个充放电通道101的二次电池接触装置110在电池排列托盘200上与每个充放电通道101相对应排列的圆柱形二次电池10接触，施加通过充放电控制板111施加的用于充放电的电源来执行充放电。
另一方面，根据图7及图9，所述二次电池接触装置组中用机架组件120可包括子机架结合板121和子机架122。
子机架结合板121可以设置为矩形板形状，在下面可以具备朝一侧方向延长的子机架结合槽1211。所述子机架结合槽1211可以为一个，或者也可以在垂直于子机架结合槽1211的长度方向的一个方向上排列多个。
所述子机架结合槽1211可以为2个L字形的框架相互对称的同时，相隔开预定距离地配置的结构。
子机架122由多个充放电通道构成，以容纳与多个圆柱形二次电池10接触的二次电池接触装置110，可以包括沿着上面的长度方向延长，并可滑动地结合于所述子机架结合槽1211的接触部1223。
作为一例，子机架122可以包括第一子机架框架1221、第二子机架框架1222及接触部1223。
第一子机架框架1221及第二子机架框架1222具有预定高度，并且，相隔开预定距离配置。
接触部1223，可以包括：组装板1223a，两侧末端连接于所述第一子机架框架1221和所述第二子机架框架1222的上端；以及接触框架1223b，从所述组装板1223a的上面以T形突出形成。所述接触框架1223b可以被设置成T形的水平上部两侧沿着所述子机架结合槽1211的相面对的L字形的框架滑动结合。
所述子机架122，为了容纳二次电池接触装置110，二次电池接触装置110以组装在所述第一子机架框架1221及所述第二子机架框架1222的下端的状态下容纳于所述第一子机架框架1221和所述第二子机架框架1221的内侧。
所述子机架11具备多个，所述子机架结合槽1211排列有多个时，可以组装于每个子机架结合槽1211。
所述二次电池接触装置组装用机架组件120在化成设备容纳所述二次电池接触装置110，电连接向二次电池接触装置110供电的供电装置300和二次电池接触装置110，并容易组装二次电池接触装置110。
即，通过将子机架122的接触部1223插入至子机架结合板121的子机架结合槽1211并可滑动地结合，从而，可以容易组装容纳于子机架122的二次电池接触装置110。
一方面，在所述子机架122的接触部1223和所述子机架结合槽1211之间可以具备缩醛123。所述缩醛123用于使所述子机架122的接触部1223容易滑动。
另一方面，二次电池接触模块100可以包括用于保护所述二次电池接触装置110的多个探针116a、116b的盖部119。
所述盖部119可以形成为上面和下面开放的方盒形，并配置成结合于二次电池接触装置110的绝缘板117的下面围绕所述多个探针116a、116b。
可通过所述盖部119从外部冲击保护所述多个探针116a、116b。
根据本发明的一实施例的化成设备具有以下优点。
第一，为了施加通过二次电池接触装置110对圆柱形二次电池10进行充放电的电源，与圆柱形二次电池10的电接触结构得以简化，并且，可以省略将来自供电装置300的电源施加到圆柱形二次电池10的电线，从而，具有化成设备的结构得以紧凑，进而，化成设备的制作更容易的优点。
第二，二次电池接触模块100具有在子机架122容纳二次电池接触装置110的状态下可滑动地结合于子机架结合板121的子机架结合槽1211的结构，从而，在化成装置中可容易组装及分离二次电池接触装置110，并且，通过这种简单的组装，可根据二次电池的数量增减多通道二次电池接触装置110的数量以执行充放电测试，从而，具有容易制造化成设备，并根据化成设备的化成容量可容易调整充放电通道的数量的优点。
提供对上述的实施例的说明以便本发明所属领域的技术人员使用或实施本发明。所述实施例的各种修改对于本领域技术人员是明确的，在此定义的一般性原理可以在不脱离本发明的范围的情况下应用于其他实施例。因此，本发明不限于在此提出的实施例，而应该在与在此提出的原理和新特征相一致的最宽范围内进行分析。

Claims (9)

1.一种化成设备，其为用于圆柱形二次电池的充放电测试的化成设备，在所述圆柱形二次电池的圆柱形主体的上面具备正极板(11)及负极板(12)，其特征在于，包括：
电池排列托盘(200)，其可升降地被设置，在所述电池排列托盘上朝纵向及横向排列安装所述多个圆柱形二次电池(10)；
二次电池接触模块(100)，其配置在所述电池排列托盘(200)的上部，并包括具有多个探针(161、162)的充放电通道(101)，当所述电池排列托盘(200)上升时，所述多个探针分别接触二次电池(10)的正极板(11)及负极板(12)；
供电装置(300)，配置于所述二次电池接触模块(100)的上部，用于向所述多个充放电通道(101)分别供应用于充放电测试的电源；以及
散热风扇(400)，与所述供电装置(300)相面对配置，用于防止所述供电装置(300)的过热。
2.根据权利要求1所述的化成设备，其特征在于，所述二次电池接触模块(100)，包括：
二次电池接触装置(110)，控制用于圆柱形二次电池的充放电的电源的施加及充放电；以及
二次电池接触装置组装用机架组件(120)，用于使所述二次电池接触装置(110)组装到所述电池排列托盘(200)和所述供电装置(300)之间。
3.根据权利要求2所述的化成设备，其特征在于，所述二次电池接触装置组装用机架组件(120)，包括：
子机架结合板(121)，在下面具备朝一方向延长的子机架结合槽(1211)；以及
子机架(122)，容纳所述二次电池接触装置(110)，并具备朝上面的长度方向延长，滑动结合于所述子机架结合槽(1211)的接触部(1223)。
4.根据权利要求3所述的化成设备，其特征在于，所述子机架(122)，包括：
第一子机架框架(1221)，具有预定高度；
第二子机架框架(1222)，与所述第一子机架框架(1221)具有相同的高度，并与所述第一子机架框架(1221)相隔开预定距离配置；以及
接触部(1223)，具备：组装板(1223a)，两侧末端连接于所述第一子机架框架(1221)及所述第二子机架框架(1222)的上端；以及接触框架(1223b)，从所述组装板(1223a)的上面T形突出，
所述二次电池接触装置(110)组装到所述第一子机架框架(1221)及所述第二子机架框架(1222)的下端部而容纳于所述第一子机架框架(1221)及所述第二子机架框架(1222)的内侧。
5.根据权利要求2所述的化成设备，其特征在于，所述二次电池接触装置(110)，包括：
充放电控制板(111)；
正极及负极的多个母线(112a、112b)，连接于所述充放电控制板(111)的一面；
探针固定板(113)，配置于所述多个母线(112a、112b)的下部；
正极及负极的多个连接端子(140)，设置于所述探针固定板(113)上，连接于所述每个母线(112a、112b)；
多个针脚插座(151、152)，在所述探针固定板(113)上配置于多个连接端子(140)的周围，一部分与正极的连接端子(140)电连接，其他一部分与负极的连接端子(140)电连接；以及
多个探针(161、162)，结合于所述多个针脚插座(151、152)，并连接于所述圆柱形二次电池(10)的上面的正极板(11)及负极板(12)。
6.根据权利要求5所述的化成设备，其特征在于，所述充放电控制板(111)，包括：
主板(111a)，用于输出对所述圆柱形二次电池的充放电所需的控制信号；以及
通道板(111b)，电连接于所述主板(111a)，根据所述控制信号对与所述多个探针(161、162)连接的圆柱形二次电池(10)进行充放电。
7.根据权利要求5所述的化成设备，其特征在于，所述连接端子(140)为BR端子。
8.根据权利要求5所述的化成设备，其特征在于，所述多个针脚插座(151、152)，包括：
多个正极针脚插座(115a)，配置在所述多个连接端子(140)之间，用于向所述圆柱形二次电池(10)的正极板(11)施加正极电压及正极电流；以及
多个负极针脚插座(115b)，配置于所述多个正极针脚插座(115a)的外围，用于向所述圆柱形二次电池(10)的负极板(12)施加负极电压及负极电流。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的化成设备，其特征在于，所述二次电池接触装置(110)朝一侧方向排列多个以形成多个充放电通道(101)，
在形成多个充放电通道(101)时，所述主板(111a)为一个，所述通道板(111b)在一个主板(111a)上排列多个，并电连接于一个主板(111a)。
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