CN115425300A - 一种电芯热压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯热压装置，包括：热压塔主体，沿高度方向延伸，所述热压塔主体的前后两侧形成呈背靠背分布的第一热压空间和第二热压空间，所述热压塔主体隔挡于所述第一热压空间和第二热压空间之间；热压组件，分若干层设置于所述第一热压空间和所述第二热压空间，所述热压组件包括上热压部件、下热压部件和驱动所述上热压部件、下热压部件开合的开合驱动部件；加压机构，设置于所述热压塔主体，所述加压机构用于对所述第一热压空间的若干层所述热压组件以及所述第二热压空间的若干层所述热压组件进行加压。其热压组件采用背靠背方式安装，受力更加平稳，有效提升结构稳定性。

Description

一种电芯热压装置

技术领域

本发明用于电芯制造领域，特别是涉及一种电芯热压装置。

背景技术

电芯热压是锂电池生产的一道重要工序，通俗的讲，就是把叠片好的电芯放置在热压装置中，并对热压装置的参数进行设定，将电芯中正负极片和隔离膜压制在一起，使得正负极片、隔膜紧密贴合，热压后的电芯供下工序使用。

现有技术中热压装置结构有C字型、立柱型等，其中，C字型热压装置，热压加压时，压力偏一边，对结构要求高，整体稳定可靠性不高。立柱型热压装置对加工及安装精度要求高，且热压组件在内部，设备安装调试、设备维护及设备换型操作不方便，而且立柱型热压装置需要留出背面维护空间，设备宽度尺寸加大。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电芯热压装置，其热压组件采用背靠背方式安装，受力更加平稳，有效提升结构稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电芯热压装置，包括：

热压塔主体，沿高度方向延伸，所述热压塔主体的前后两侧形成呈背靠背分布的第一热压空间和第二热压空间，所述热压塔主体隔挡于所述第一热压空间和第二热压空间之间；

热压组件，分若干层设置于所述第一热压空间和所述第二热压空间，所述热压组件包括上热压部件、下热压部件和驱动所述上热压部件、下热压部件开合的开合驱动部件；

加压机构，设置于所述热压塔主体，所述加压机构用于对所述第一热压空间的若干层所述热压组件以及所述第二热压空间的若干层所述热压组件进行加压。

在一些实施例中，所述热压塔主体包括底部基座、顶部基座和塔体，所述塔体由所述底部基座沿高度方向延伸至所述顶部基座，所述底部基座向所述塔体的前侧延伸形成承托所述热压组件的第一底座，所述顶部基座向所述塔体的前侧延伸形成第一加压机构安装座，所述第一底座和所述第一加压机构安装座之间于所述塔体的前侧限定出所述第一热压空间；所述底部基座向所述塔体的后侧延伸形成承托所述热压组件的第二底座，所述顶部基座向所述塔体的后侧延伸形成第二加压机构安装座，所述第二底座和所述第二加压机构安装座之间于所述塔体的后侧限定出所述第二热压空间。

在一些实施例中，所述加压机构包括设置于所述第一加压机构安装座的第一加压机构和设置于所述第二加压机构安装座的第二加压机构。

在一些实施例中，所述第一热压空间的若干层所述热压组件通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于所述塔体的前侧，所述第二热压空间的若干层所述热压组件通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于所述塔体的后侧。

在一些实施例中，还包括：

垫高切换组件，设置于所述加压机构的驱动端与所述热压组件之间，所述垫高切换组件包括切换安装座、垫高部件和切换驱动件，所述切换安装座通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于所述塔体，所述垫高部件延伸一定高度并设置于所述切换安装座，所述切换驱动件用于驱动所述垫高部件在所述切换安装座上切换位置，来使所述垫高部件垫在所述加压机构的驱动端与所述热压组件之间或者避开所述加压机构的驱动端。

在一些实施例中，所述垫高切换组件还包括滑移底座和浮动底座，所述滑移底座通过沿横向移动配合的导轨滑块安装于所述切换安装座，所述垫高部件安装于所述浮动底座，所述浮动底座通过沿高度方向延伸的浮动导杆浮动的安装于所述滑移底座，所述浮动底座与所述滑移底座之间设有弹性复位部件。

在一些实施例中，所述热压组件还包括上基板和下基板，所述上热压部件安装于所述上基板，所述下热压部件正对所述上热压部件安装于所述下基板，所述热压组件中设有压力传感器，所述开合驱动部件包括设置于所述上基板和下基板之间的开合气缸，多层所述热压组件的开合气缸的缸径从上往下依次递增。

在一些实施例中，所述热压组件中设有用于检测电芯厚度的测厚传感器以及用于检测电芯绝缘性能的测试组件。

在一些实施例中，所述上热压部件和所述下热压部件包括热压板、设置于所述热压板内部的多个加热棒和多个温度传感器，多个所述加热棒在所述热压板内部形成多点加热，多个所述温度传感器在所述热压板内部形成多点温度传感，所述热压板的四周安装有隔热板。

在一些实施例中，所述上热压部件和所述下热压部件设有吹气接头，所述热压板表面设有若干吹气孔，所述吹气孔连接所述吹气接头，所述热压板表面设有防粘涂层。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：采用本发明技术方案的电芯热压装置热压电芯时，将产品放在每层热压组件的下热压部件上，开合驱动部件驱动上热压部件、下热压部件靠近而压合，在上热压部件压住产品后，加压机构从一端对加压空间中的若干层热压组件统一进行加压。本发明的技术方案中，热压组件采用背靠背方式安装于热压塔主体前后两侧的第一热压空间和第二热压空间，受力更加平稳，有效提升结构稳定性，结构紧凑，减少了设备尺寸，节省空间，电芯热压装置的气管线路分布在热压塔主体两侧，充分利用热压塔主体的侧面空间，操作维护更加方便。

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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例结构轴测图；

图2是图1所示的一个实施例结构侧视图；

图3是图1所示的一个实施例的热压塔主体结构示意图；

图4是图1所示的一个实施例的垫高切换组件结构示意图；

图5是图1所示的一个实施例的热压组件结构轴测图；

图6是图1所示的一个实施例的热压组件结构主视图；

图7是图1所示的一个实施例的上热压部件结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

其中，图1和图3给出了本发明实施例的参考方向坐标系，以下结合图1和图3所示的方向，对本发明的实施例进行说明。

本发明的实施例提供了一种电芯热压装置，其用于电芯制作过程中的热压工序。

参见图1、图2、图3，电芯热压装置包括热压塔主体100、热压组件200和加压机构300，其中，热压塔主体100沿高度方向延伸，热压塔主体100的前后两侧形成呈背靠背分布的第一热压空间101和第二热压空间102，热压塔主体100形成竖向支撑结构隔挡于第一热压空间101和第二热压空间102之间。

热压组件200作为电芯热压的功能组件，分若干层设置于第一热压空间101和第二热压空间102，例如在图1所示的实施例中，第一热压空间101和第二热压空间102中设置4层热压组件200。热压组件200包括上热压部件201、下热压部件202和驱动上热压部件201、下热压部件202开合的开合驱动部件203。

加压机构300设置于热压塔主体100，加压机构300用于对第一热压空间101的若干层热压组件200以及第二热压空间102的若干层热压组件200进行加压，加压机构300能够从热压塔主体100的底部和/或顶部对第一热压空间101的若干层热压组件200进行统一加压，以及对第二热压空间102的若干层热压组件200进行统一加压。

结合图1、图2、图3，采用本发明技术方案的电芯热压装置热压电芯时，将产品放在每层热压组件200的下热压部件202上，开合驱动部件203驱动上热压部件201、下热压部件202靠近而压合，在上热压部件201压住产品后，加压机构300从一端对加压空间中的热压组件200统一进行加压，若干层热压组件200在加压机构300的压力作用下，上热压部件201、下热压部件202逐渐靠近，热压夹在其间的电芯，直至完成对于电芯的热压。热压完成后，加压机构300复位，开合驱动部件203驱动上热压部件201、下热压部件202分离而打开，此时可从热压组件200中取走产品。

本发明的技术方案中，热压组件200采用背靠背方式安装于热压塔主体100前后两侧的第一热压空间101和第二热压空间102，受力更加平稳，有效提升结构稳定性，结构紧凑，节省空间，电芯热压装置的气管线路分布在热压塔主体100两侧，充分利用热压塔主体100的侧面空间，操作维护更加方便。同时，采用分层布置的热压组件200可在加压机构300一次加压过程中实现多个产品的热压，大大提升工作效率。

在一些实施例中，参见图1、图2、图3，热压塔主体100包括底部基座103、顶部基座104和塔体105，塔体105由底部基座103沿高度方向延伸至顶部基座104，底部基座103向塔体105的前侧延伸形成承托热压组件200的第一底座，顶部基座104向塔体105的前侧延伸形成第一加压机构安装座，第一底座和第一加压机构安装座之间于塔体105的前侧限定出第一热压空间101，热压组件200分若干层设置于第一热压空间101。底部基座103向塔体105的后侧延伸形成承托热压组件200的第二底座，顶部基座104向塔体105的后侧延伸形成第二加压机构安装座，第二底座和第二加压机构安装座之间于塔体105的后侧限定出第二热压空间102，热压组件200分若干层设置于第二热压空间102。本实施例中，热压塔主体100整体呈近似工字形，热压组件200背靠背安装，相对于现有技术，热压塔主体100两侧的热压组件200采用双边对称加压，受力平稳，提升结构稳定性。

此外，电芯热压装置的电子元器件数量比较多，线路布置也比较多，本发明的实施例采用三边都是开放的结构形式，方便中间旁边线路、管路的布置。

进一步的，参见图1、图2、图3，加压机构300包括设置于第一加压机构安装座的第一加压机构301和设置于第二加压机构安装座的第二加压机构302。第一加压机构301用于第一热压空间101中若干层热压组件200的加压，第二加压机构302用于第二热压空间102中若干层热压组件200的加压。其中，第一加压机构301和第二加压机构302可采用油缸、气缸或电缸，例如在图1所示的实施例中，第一加压机构301和第二加压机构302均采用伺服电机作为驱动部件的伺服加压机构300，能够进行高精度加压。伺服加压机构300安装在顶部，相比于标准电缸结构设计紧凑，高度空间更有优势。

可以理解的是，第一热压空间101和第二热压空间102的热压组件200还可采用同一套加压机构300进行统一加压。

在一些实施例中，参见图3，塔体105在朝向第一热压空间101的一侧形成沿高度方向延伸的第一安装面106，第一热压空间101的若干层热压组件200通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于塔体105的前侧的第一安装面106，塔体105在朝向第二热压空间102的一侧形成沿高度方向延伸的第二安装面，第二热压空间102的若干层热压组件200通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于塔体105的后侧的第二安装面。相对于现有技术中立柱型热压装置，导轨滑块调节更加快速、方便。

在一些实施例中，参见图1、图4，电芯热压装置还包括垫高切换组件400，垫高切换组件400可针对不同厚度的电芯进行切换，以缩短加压机构300的下降行程。其中，垫高切换组件400设置于加压机构300的驱动端与热压组件200之间，垫高切换组件400包括切换安装座401、垫高部件402和切换驱动件403，切换安装座401通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于塔体105，垫高部件402延伸一定高度并设置于切换安装座401，切换驱动件403用于驱动垫高部件402在切换安装座401上切换位置，来使垫高部件402垫在加压机构300的驱动端与热压组件200之间或者避开加压机构300的驱动端。垫高部件402通过切换驱动件403驱动，切换驱动件403通过直线导轨导向和缓冲器限位实现左右移动，热压加压时，垫高部件402移动至加压机构300中心下方，大大缩短伺服下降行程。

进一步的，参见图4，垫高切换组件400还包括滑移底座404和浮动底座405，滑移底座404通过沿横向移动配合的导轨滑块安装于切换安装座401，垫高部件402安装于浮动底座405，浮动底座405通过沿高度方向延伸的浮动导杆浮动的安装于滑移底座404，浮动底座405与滑移底座404之间设有弹性复位部件406，例如压缩弹簧。加压机构300上升时，弹性复位部件406将垫高部件402撑起，防止左右切换过程中，垫高部件402与切换安装座401磨损。

在一些实施例中，参见图5、图6，热压组件200还包括上基板204和下基板205，上热压部件201安装于上基板204的底部，下热压部件202正对上热压部件201安装于下基板205，相邻两层热压组件200可以共用基板，例如下层热压组件200的上基板204兼作上层热压组件200的下基板205，以简化结构。

其中，热压组件200中设有压力传感器206，压力传感器206用于反馈当前实时压力值给加压机构300控制压力在工艺范围内。

开合驱动部件203包括设置于上基板204和下基板205之间的开合气缸，为了解决多层热压组件200的压力一致性问题，在一些实施例中，通过精密加压机构300进行加压，且每层都有安装压力传感器206检测压力实时反馈调整压力值，每层的开合气缸缸径不同，多层热压组件200的开合气缸的缸径从上往下依次递增，每层加压前通过比例阀调节开合气缸气压用来抵消每层对应压板自重，确保显示出来压力值为每层实际压力值，进而保证卷心厚度的一致性。

在一些实施例中，参见图5、图6，热压组件200中设有用于检测电芯厚度的测厚传感器207和测量基准块，测厚传感器207用于测量产品压紧后的厚度值，通过下压时测厚传感器207的变化量测算出产品厚度，保证每层热压组件200的厚度一致性。

本发明的实施例通过精密加压机构300给电芯表面施加压力，同时通过压力传感器206反馈实时压力，调控加压机构300，保证电芯表面压力达到设定值。采用线形比例控制模式，最大限度消除重力影响因素，同时设有机械限位，保证电芯的厚度的一致性。

参见图5、图6，热压组件200中设有用于检测电芯绝缘性能的测试组件208，即HIPOT测试组件，HIPOT测试组件用于测量压紧后产品的绝缘性能。

在一些实施例中，参见图7，上热压部件201和下热压部件202包括热压板209、设置于热压板209内部的多个加热棒210和多个温度传感器211，多个加热棒210在热压板209内部形成多点加热，多个温度传感器211在热压板209内部形成多点温度传感，每个加热棒210都是有独立的温控系统，本发明的实施例通过对上下板多点加热、多点温度传感，采用比例积分微分方式保证系统工作温度和目标温度的一致性，温控系统在±3℃之内。

参见图7，热压板209的四周安装有隔热板212，防止热量传导损失及维护时保护员工误碰烫伤。

进一步的，参见图7，上热压部件201和下热压部件202设有吹气接头213，热压板209表面设有若干吹气孔214，吹气孔214连接吹气接头213，热压后产品下料时吹气，防止产品粘连在热压板209上。

热压板209表面设有防粘涂层，进一步确保产品不粘连。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种电芯热压装置，其特征在于，包括：

热压塔主体，沿高度方向延伸，所述热压塔主体的前后两侧形成呈背靠背分布的第一热压空间和第二热压空间，所述热压塔主体隔挡于所述第一热压空间和第二热压空间之间；

热压组件，分若干层设置于所述第一热压空间和所述第二热压空间，所述热压组件包括上热压部件、下热压部件和驱动所述上热压部件、下热压部件开合的开合驱动部件；

加压机构，设置于所述热压塔主体，所述加压机构用于对所述第一热压空间的若干层所述热压组件以及所述第二热压空间的若干层所述热压组件进行加压。

2.根据权利要求1所述的电芯热压装置，其特征在于，所述热压塔主体包括底部基座、顶部基座和塔体，所述塔体由所述底部基座沿高度方向延伸至所述顶部基座，所述底部基座向所述塔体的前侧延伸形成承托所述热压组件的第一底座，所述顶部基座向所述塔体的前侧延伸形成第一加压机构安装座，所述第一底座和所述第一加压机构安装座之间于所述塔体的前侧限定出所述第一热压空间；所述底部基座向所述塔体的后侧延伸形成承托所述热压组件的第二底座，所述顶部基座向所述塔体的后侧延伸形成第二加压机构安装座，所述第二底座和所述第二加压机构安装座之间于所述塔体的后侧限定出所述第二热压空间。

3.根据权利要求2所述的电芯热压装置，其特征在于，所述加压机构包括设置于所述第一加压机构安装座的第一加压机构和设置于所述第二加压机构安装座的第二加压机构。

4.根据权利要求2所述的电芯热压装置，其特征在于，所述第一热压空间的若干层所述热压组件通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于所述塔体的前侧，所述第二热压空间的若干层所述热压组件通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于所述塔体的后侧。

5.根据权利要求2、3或4所述的电芯热压装置，其特征在于，还包括：

垫高切换组件，设置于所述加压机构的驱动端与所述热压组件之间，所述垫高切换组件包括切换安装座、垫高部件和切换驱动件，所述切换安装座通过沿高度方向移动配合的导轨滑块安装于所述塔体，所述垫高部件延伸一定高度并设置于所述切换安装座，所述切换驱动件用于驱动所述垫高部件在所述切换安装座上切换位置，来使所述垫高部件垫在所述加压机构的驱动端与所述热压组件之间或者避开所述加压机构的驱动端。

6.根据权利要求5所述的电芯热压装置，其特征在于，所述垫高切换组件还包括滑移底座和浮动底座，所述滑移底座通过沿横向移动配合的导轨滑块安装于所述切换安装座，所述垫高部件安装于所述浮动底座，所述浮动底座通过沿高度方向延伸的浮动导杆浮动的安装于所述滑移底座，所述浮动底座与所述滑移底座之间设有弹性复位部件。

7.根据权利要求1所述的电芯热压装置，其特征在于，所述热压组件还包括上基板和下基板，所述上热压部件安装于所述上基板，所述下热压部件正对所述上热压部件安装于所述下基板，所述热压组件中设有压力传感器，所述开合驱动部件包括设置于所述上基板和下基板之间的开合气缸，多层所述热压组件的开合气缸的缸径从上往下依次递增。

8.根据权利要求1所述的电芯热压装置，其特征在于，所述热压组件中设有用于检测电芯厚度的测厚传感器以及用于检测电芯绝缘性能的测试组件。

9.根据权利要求1所述的电芯热压装置，其特征在于，所述上热压部件和所述下热压部件包括热压板、设置于所述热压板内部的多个加热棒和多个温度传感器，多个所述加热棒在所述热压板内部形成多点加热，多个所述温度传感器在所述热压板内部形成多点温度传感，所述热压板的四周安装有隔热板。

10.根据权利要求9所述的电芯热压装置，其特征在于，所述上热压部件和所述下热压部件设有吹气接头，所述热压板表面设有若干吹气孔，所述吹气孔连接所述吹气接头，所述热压板表面设有防粘涂层。

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