CN116544486B - 热压化成一体机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了热压化成一体机及其使用方法，包括：层板组件、电芯检测组件、加热组件、动力系统以及电源组件，层板组件包括安装框、用于装夹电芯的托板以及多个层板；电芯检测组件用于判定电芯在托板中的放置情况；加热组件用于对托板内装夹的电芯加热；动力系统采用伺服驱动装置带动推动板靠近或者远离挡板运动，以带动多个层板相互靠近实现加压或者带动多个层板相互远离实现取电芯；电源组件用于对热压化成一体机供电。本发明采用伺服驱动装置带动推动板对不同厚度的电芯进行加压时，确保热压化成一体机的动力系统的加压精度、加压效率以及加压稳定性；齿轮装置中的第二齿轮组件能够调节引导杆的间距，还能满足对不同大小尺寸的电芯化成。

Description

热压化成一体机及其使用方法

技术领域

本发明涉及新能源聚合物动力电池的电芯化成技术领域，尤其涉及热压化成一体机及其使用方法。

背景技术

目前，聚合物软包动力电池化成是指聚合物软包动力电池的电芯生产出来后对其进行充、放电、热压，充、放电的目的是激活聚合物软包动力电池的电芯内的活性物质，热压的目的是防止聚合物软包动力电池的电芯在充、放电的使用过程中出现膨胀、鼓包的现象，避免在使用环节造成安全隐患。经过充电、热压等化成工艺过程后的电芯才能够组装成聚合物软包动力电池，进行正常地使用。

现有技术中的热压化成设备在对聚合物软包动力电池的电芯进行热压化成时，需要事先对电芯进行加热，加热达到设定的温度（最高温度 90℃）时，再对电芯进行加压。加压方式绝大多数采用的是气缸推杆加压模式，先对气缸进行加压，再通过气缸活塞推动推杆对电芯进行加压。在加压的过程中，气缸对压力的调节速度较慢，从对气缸开始增压，到对电芯进行加压，这中间的传导过程相对较慢，会影响设备对电芯加压的效率；加压精度值控制也不够准确，常常与实际设定的压力值发生一定的偏差；气缸管路在工作一段时间以后，也可能会发生管路表面老化、管接头密封性差，出现漏气的现象，造成整个加压装置的工作稳定性差；气缸推杆加压方式的兼容性也小，当电芯的厚度发生变化时，对厚度小的电芯可以进行正常加压，当电芯的厚度变厚后，所需要的压力值就更大，气缸推杆加压模式不能对厚度大的电芯进行正常地加压，无法达到所需要的压力值，以上这些因素都会增大电芯成品的不良率。

此外，现有化成机在进行电芯化成，主要是在层板的两侧设置PCB板结构，与电芯的极耳电性连接，而PCB板是固定装配在层板上，不能根据电芯的长度进行调整，因而不能用于不同大小尺寸的电芯化成。

由此可见，如何消除上述热压的不良因素，增加热压的兼容性，以及适应不同大小尺寸的电芯化成，显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供热压化成一体机，其通过采用伺服驱动装置驱动齿轮装置进行运转，将转动扭力传递到丝杆，丝杆带动推动板对各个托板内装夹的电芯进行加压，当对不同厚度的电芯进行加压时，均能在满足所需的压力值的条件下，确保热压化成一体机的动力系统的加压精度、加压效率以及加压稳定性；齿轮装置中的第二齿轮组件能够调节引导杆的间距，还能满足对不同大小尺寸的电芯化成。

本发明的目的之二在于提供种热压化成控制使用方法，其通过采用上述的热压化成一体机进行电芯化成，能够在确保热压化成一体机的动力系统的加压精度、加压效率以及加压稳定性的前提下，适用于对不同厚度的电芯进行加压；齿轮装置中的第二齿轮组件能够调节引导杆的间距，还能满足对不同大小尺寸的电芯化成。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

热压化成一体机，所述热压化成一体机包括：

层板组件，所述层板组件包括安装框、用于装夹电芯的托板以及多个层板，多个所述层板可滑动的安装于所述安装框内，相邻两个所述层板之间连接有所述托板；

电芯检测组件，所述电芯检测组件包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器，所述第一传感器设于所述托板左右两侧，所述第一传感器用于检测所述托板内装夹的电芯是否对齐；所述第二传感器以及所述第三传感器均设于所述托板中间位置，所述第二传感器用于检测所述托板内装夹的电芯是否超高；所述第三传感器用于检测所述托板是否漏夹电芯；

加热组件，所述加热组件用于对所述托板内装夹的电芯进行加热；

动力系统，所述动力系统包括伺服驱动装置、齿轮装置、丝杆、推动板、挡板以及多个引导杆，所述齿轮装置包括第一齿轮组件以及第二齿轮组件，所述推动板可移动地设于所述安装框的一端，所述挡板设于所述安装框的另一端；多个所述层板设于所述推动板以及所述挡板之间；所述伺服驱动装置与所述第一齿轮组件传动连接，所述第一齿轮组件与所述丝杆传动连接，所述丝杆与所述推动板传动连接；所述伺服驱动装置用于在启动后带动所述推动板靠近或者远离所述挡板运动；所述推动板靠近所述挡板运动后推动多个所述层板相互靠近，以对所述托板内装夹的电芯进行加压；所述推动板远离所述挡板运动后带动多个所述层板相互远离，以对所述托板内装夹的电芯减压；所述第二齿轮组件与所述第一齿轮组件传动连接，所述引导杆的一端与所述第二齿轮组件连接，所述引导杆的另一端依次穿过多个所述层板，所述第二齿轮组件用于调节多个所述引导杆的间距；

电源组件，所述电源组件安装在所述热压化成一体机的侧面，所述电源组件包括电源箱以及电源模块，所述电源模块安装于所述电源箱内，所述电源模块用于为所述热压化成一体机供电。

进一步地，所述第一齿轮组件包括主动齿轮、从动齿轮、调整齿轮、丝杆传动齿轮以及丝杆座，所述主动齿轮与所述伺服驱动装置传动连接，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合传动连接，所述调整齿轮与所述从动齿轮啮合传动连接，所述丝杆传动齿轮与所述调整齿轮啮合传动连接；所述丝杆座通过螺栓与所述丝杆传动齿轮固定连接；所述推动板上设有螺母，所述丝杆的一端安装于所述丝杆座上，所述丝杆的另一端螺纹穿过所述螺母并可转动连接于所述挡板上。

进一步地，所述动力系统包括四个所述引导杆，所述层板左右两侧分别设有安装座，每个所述安装座上下两侧各设有穿接孔，所述穿接孔分别与所述引导杆对应；所述第二齿轮组件包括小齿轮、齿条、滑杆以及间距调节板，所述齿条以及所述滑杆沿所述层板的长度方向延伸；所述小齿轮与所述调整齿轮传动连接，所述齿条与所述小齿轮啮合传动连接，所述间距调节板可滑动的与所述滑杆连接，并与所述齿条固定连接；每个所述引导杆的一端依次穿过所述穿接孔，每个所述引导杆的另一端与所述间距调节板固定连接。

进一步地，所述加热组件包括PCB板机构以及加热件，所述加热件设于所述层板内，所述加热件用于对所述托板内装夹的电芯进行加热，所述PCB板机构设于所述层板两侧，所述PCB板机构包括PCB板，所述PCB板安装于所述安装座上并用于与所述托板内装夹的电芯的极耳电性连接。

进一步地，所述PCB板机构还包括导电板，所述导电板与所述PCB板分别设于所述安装座的两侧；所述导电板与所述安装座之间设有弹性部件，所述弹性部件的一端连接于所述安装座；所述弹性部件的另一端连接于所述导电板，所述弹性部件用于提供一驱使导电板远离安装座的弹性应力；所述导电板用于在所述托板内装夹的电芯装夹于所述托板后与所述托板内装夹的电芯的极耳接触。

进一步地，所述安装座上设有穿接通槽，所述层板的侧部可滑动的穿接于所述穿接通槽内；所述层板的侧部穿过所述穿接通槽的部分以可拆卸的方式设有导向座，所述导向座上设有导向孔；所述动力系统还包括导向杆，所述导向杆的两端连接于所述安装框的两端；所述导向杆依次穿过多个所述层板的导向座上的所述导向孔。

进一步地，所述动力系统还包括引导链条，所述引导链条的一端与挡板连接，所述引导链条的另一端与所述推动板连接，所述层板上设有定位销，各个层板的所述定位销分别对应插装于所述引导链条的各个链节内。

进一步地，所述热压化成一体机还包括走线框，所述走线框包括第一走线框段以及第二走线框段，所述第一走线框段沿多个所述层板的排布方向延伸；所述第二走线框段沿所述热压化成一体机的高度方向延伸至所述电源箱的入线口；所述电源线穿设于所述第一走线框段以及所述第二走线框段。

进一步地，所述层板内设有加热丝以及导热层，所述加热丝盘设于所述层板内；所述导热层覆盖于所述加热丝外，并用于与所述托板接触。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现

一种热压化成控制使用方法，包括应用如上所述的热压化成一体机的进行电芯化成的方法，

第一步、启动设备开机按键，控制系统复位就绪，设备的操作面板显示可生产；

第二步、将聚合物软包动力电池的电芯移送到多个层板间的名片纸托板中；

第三步、通过电芯检测组件判定电芯在托板中的放置情况，避免电芯之间出现左右两侧没有对齐，上表面超高，以及漏夹的问题；

第四步、启动化成命令，设备的加热组件开始对电芯进行加热，当电芯的温度达设定值后，动力系统的驱动齿轮装置进行运转，将转动扭力传递到丝杆，丝杆带动推动板，收拢层板，对各个托板内装夹的电芯进行加压；

第五步、当压力值达到设定值时，电源组件开始对托板内装夹的电芯进行化成充放电；

第六步、化成完毕后，打开层板，取出各个托板内装夹的电芯。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明的动力系统是通过采用伺服驱动装置正向转动，驱动齿轮装置进行转动，将转动扭力传递到丝杆进行正向转动，丝杠再将转动扭力传递到推动板的受力部件，使推动板能够靠近挡板运动，以使多个层板相互靠近，从而对各个托板内装夹的电芯进行加压；当伺服驱动装置反向转动，驱动齿轮装置进行转动，将转动扭力传递到丝杆进行反向转动，丝杠再将转动扭力传递到推动板的受力部件，使推动板能够远离挡板运动，以使多个层板相互远离，对各个托板内装夹的电芯进行减压，从而使经过热压化成后的成品电芯从托板取出。通过采用伺服驱动装置驱动齿轮装置进行运转，将转动扭力传递到丝杆，丝杆带动推动板对各个托板内装夹的电芯进行加压的方式，能够确保动力系统的加压稳定性好，加压调节速度快，加压效率高，当电芯的厚度发生变化时，热压化成一体机能够根据电芯的厚度进行相关的加压参数调整，满足对不同厚度尺寸的电芯进行加压时所需要的不同大小压力值，从而使得热压化成一体机对不同厚度电芯的兼容性较好。

2、热压化成一体机在进行热压化成时，齿轮装置中的第二齿轮组件能够调节引导杆的间距，进而调节安装座的位置，使安装座可以根据电芯的长度在层板的长度方向上进行位置间距调整，从而能够适用于不同大小尺寸的电芯化成。

附图说明

图1为本发明的热压化成一体机的结构示意图；

图2为本发明的热压化成一体机的单个热压化成装置结构示意图；

图3为本发明的图2中A的局部放大结构示意图；

图4为本发明的热压化成一体机的单个热压化成装置的另一视角结构示意图；

图5为本发明的热压化成一体机的齿轮装置的内部结构示意图；

图6为本发明的热压化成一体机的齿轮装置的另一视角的内部结构示意图；

图7为本发明的热压化成一体机的层板组件的结构示意图；

图8为本发明的热压化成一体机的层板组件装夹一种尺寸电芯的结构示意图；

图9为本发明的热压化成一体机的层板组件装夹另一种尺寸电芯的结构示意图。

图中：1、层板组件；11、安装框；12、托板；13、层板；131、安装座；132、穿接孔；133、导向座；134、定位销；14、第一走线框；15、第二走线框；2、电芯检测组件；21、第一传感器；22、第二传感器；23、第三传感器；3、加热组件；31、PCB板；32、加热件；33、温度传感器；4、动力系统；41、伺服驱动装置；42、丝杆；43、推动板；431、螺母；44、挡板；45、引导杆；46、第一齿轮组件；461、主动齿轮；462、从动齿轮；463、调整齿轮；464、丝杆传动齿轮；465、丝杆座；47、第二齿轮组件；471、小齿轮；472、齿条；473、滑杆；474、间距调节板；48、导向杆；49、引导链条；5、电源组件；51、电源箱；6、电芯。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

如图1-7所示的热压化成一体机，热压化成一体机包括：

层板组件1，层板组件1包括安装框11、用于装夹电芯6的托板12以及多个层板13，多个层板13可滑动的安装于安装框11内，相邻两个层板13之间连接有托板12；

电芯检测组件2，电芯检测组件2包括第一传感器21、第二传感器22以及第三传感器23，第一传感器21设于托板12左右两侧，第一传感器21用于检测托板12内装夹的电芯6是否对齐；第二传感器22以及第三传感器23均设于托板12中间位置，第二传感器22用于检测托板12内装夹的电芯6是否超高；第三传感器23用于检测托板12是否漏夹电芯6；

加热组件3，加热组件3用于对托板12内装夹的电芯6进行加热；

动力系统4，动力系统4包括伺服驱动装置41、齿轮装置、丝杆42、推动板43、挡板44以及引导杆45，齿轮装置包括第一齿轮组件46以及第二齿轮组件47，推动板43可移动地设于安装框11的一端，挡板44设于安装框11的另一端；多个层板13设于推动板43以及挡板44之间；伺服驱动装置41与第一齿轮组件46传动连接，第一齿轮组件46与丝杆42传动连接，丝杆42与推动板43传动连接；伺服驱动装置41用于在启动后带动推动板43靠近或者远离挡板44运动；推动板43靠近挡板44运动后推动多个层板13相互靠近，以对托板12内装夹的电芯6进行加压；推动板43远离挡板44运动后带动多个层板13相互远离，以对托板12内装夹的电芯6减压；第二齿轮组件47与第一齿轮组件46传动连接，引导杆45的一端与第二齿轮组件47连接，引导杆45的另一端依次穿过多个层板13，第二齿轮组件47用于调节引导杆45的间距；

电源组件5，电源组件5安装在热压化成一体机的侧面，电源组件5包括电源箱51以及电源模块，电源模块安装于电源箱51内，电源模块用于为热压化成一体机供电。

在本实施例中，位于安装框11靠近推动板43的层板13与推动板43连接，在推动板43靠近挡板44运动时，推动板43可以推动位于推动板43和挡板44之间的多个层板13相互靠近。

在上述结构基础上，使用本发明的热压化成一体机时，在使用时，通过电芯6转移装置（如配备机械手的AGV小车）将电芯6转移至机体外，然后以机械手将电芯6夹取转移至相邻两个层板13之间的托板12内，在相邻两个层板13之间的托板12均装夹好电芯6后。

通过加热组件3在层板13内进行加热，因而使装夹在两个层板13之间的电芯6可以受热，电芯6在受热后可以达到一定的温度。

对电芯6进行加压时，启动伺服驱动装置41，伺服驱动装置41正向转动，带动第一齿轮组件46正向转动，从而带动丝杆42开始正向转动，而丝杆42与推动板43传动连接，当丝杆42开始正向转动后，推动板43向靠近挡板44的方向运动，在推动板43靠近挡板44的方向运动的过程中，可以推动与之连接的层板13靠近挡板44运动，多个层板13在推动板43的推动力作用下相互靠近，电芯6被挤压，相邻两个层板13之间均有电芯6结构，在层板13与层板13挤压时，其中一个层板13的PCB板31与另一个层板13的电芯6极耳挤压接触，实现导电，电芯6通电后，电芯6内的电解液可以充电激活实现电芯6化成。

在完成对电芯6的加压之后，伺服驱动装置41从加压时候的正向转动转变为反向的转动，伺服驱动装置41反向转动后，带动第一齿轮组件46反向转动，从而带动丝杆42开始反向转动，而丝杆42与推动板43传动连接，当丝杆42开始反向转动后，推动板43向远离挡板44的方向运动，在推动板43远离挡板44的方向运动的过程中，可以拉动与之连接的层板13也远离挡板44运动，多个层板13在推动板43的拉力作用下相互远离，将完成热压化成的电芯6取出，然后再进行下一个工作循环。

通过采用伺服驱动装置41，能够根据电芯6的厚度，需要受到的压力等信息进行自动控制推动板43的运动，使层板13对电芯6进行加压时能够满足不同厚度电芯6所需要的压力，当电芯6的厚度较大，则所需要的压力也较大；而电芯6的厚度较小，则所需要的压力也较小。因此伺服驱动装置41能够根据不同厚度的电芯6施加不同的压力，能够提高加压的精度的控制，并且使加压的稳定性好。

需要说明的是，在本实施例中，推动板43设置在安装框11的一端，而挡板44设置在安装框11的另外一端，而挡板44也可以设置在安装框11的其他位置，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

另外，第二齿轮组件47能够调节引导杆45之间的间距，而引导杆45与层板13上的安装座131连接，由于两侧的安装座131可以沿层板13滑动，安装座131上的PCB板31也可以相对层板13滑动，如此，可以通过调节引导杆45之间的间距从而调节安装座131的PCB板31在层板13上的位置，在电芯6的尺寸较大时，电芯6两侧的极耳的相对位置较远，故可以通过第二齿轮组件47的转动控制引导杆45进行水平移动，通过第二齿轮组件47拉开引导杆45之间的间距，从而使两个安装座131相互远离滑动，使得两个PCB板31之间距离变大，适用于电芯6两侧的极耳相对位置较远的大尺寸电芯6。而在电芯6尺寸较小时，电芯6两侧的极耳的相对位置较近，故可以通过第二齿轮组件47的转动控制引导杆45进行水平移动，通过第二齿轮组件47拉近引导杆45之间的间距，从而使两个安装座131相互靠近滑动，使得两个PCB板31之间的距离减小，适用于电芯6两侧的极耳相对位置较小的小尺寸电芯6。也即，可以通过根据电芯6的尺寸调整两个PCB板机构之间机构，适用范围更大。

而在本实施例中，层板13的工作面平行度要小于或等于0.05mm，而层板13表面的平面度要小于或等于0.03mm，以使层板13表面的压力保持平整均匀。并且需要保证层板13的压力均匀性，要使层板13之间的压力在200-2000kgf之间，并且同一排夹具中前中后的夹具之间的精度要在±15kgf之间。另外，还要控制压力控制精度，要使压力控制精度在300-1000kgf±20kgf的范围之内，以做到加压精度控制高，并使加压稳定性好，加压调节速度快，从而能够同时对不同厚度尺寸的电芯6进行加压，提高兼容性。

另外，层板13通过采用环氧树脂电热板的方式进行加热，并且可以调节维度，层板13温度最高可调节至90℃，并且层板13与层板13之间的托板12的温度均匀性在±2℃之间，每个托板12之间的温差在±3℃之间，整个层板组件1的温差不超过3℃，并且在室温加热到85℃时所需要的时间为20分钟，并在20分钟内保持温度稳定，从而提高热压化成一体机对电芯6热压的稳定性以及热压的速度。当然，层板13的加热方式还可以采用现有技术中的其他方式进行设置，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

需要说明的是，本实施例中的托板12包括两个承托片，相邻两个承托片的底端之间连接，相邻两个承托片的顶端间隔形成供电芯6穿入的电芯6装夹间隔，承托片的顶端设有连接片，连接片上设有连接孔，连接片可以安装在层板13的顶端，在连接孔内设有螺钉，螺钉可以将连接片装配在层板13的顶端。在层板13与层板13之间相互靠近时，承托片与承托片之间的间隔可以被压缩，对电芯6施压。当然，上述托板12可以选用为现有技术中的纸托结构。

此外，还可以在层板13的顶端设有导向块，该导向块的顶端设有引导斜面；引导斜面由上至下逐渐朝向电芯6安装面倾斜。在这一结构基础上，将电芯6放入层板13的托板12后，电芯6可以与导向块的引导斜面接触，然后电芯6引导放入托板12，减少放入过程中出现偏移的情况，放入过程更加稳定。

而电芯检测组件2包括第一传感器21、第二传感器22以及第三传感器23，当电芯6放置在托板12上时，第一传感器21能够检测到电芯6是否出现位置偏移，并能够在出现位置偏移后提醒进行调整，防止电芯6被PCB板31压伤。而第二传感器22则检测电芯6是否超过夹具的高度，当电芯6超过夹具高度时，需要进行调整，以防止由于电芯6没有放置到位而造成受力不平衡，压伤电池。第三传感器23则用于检测夹具内是否出现漏夹的现象，当第三传感器23检测到夹具内出现漏夹时，需要进行调整，从而防止下一批电池进入夹具时压伤电池。

机体上还设有电源组件5，上述电源组件5包括电源箱51以及电源模块，具体将电源箱51设于机体上，电源模块安装于电源箱51内，在各个层板13上的PCB板31均连接有电源线，且各个电源线均由化成腔引出并穿接至电源箱51内，以与电源模块电性连接。在这一结构基础上，该化成机的机体上可以集成有电源模块，通过将层板13上与PCB板31连接的电源线均由化成腔引出并接入电源箱51，直接与电源模块电性连接，电源模块便可以给层板13进行供电，对电芯6实现充电化成。

而与现有技术不同的是，原来的电源是通过单独的电源柜进行放置，与机体是分开的，在进行走线时，还需要将电源线由柜体穿出后引入化成机，走线不方便，且占用空间大，本实施例中，采用电源模块装配在机体上，直接集成于机体，与机体实现一体式装配，在内部走线即可，走线方便，且节约占用空间。另外，上述电源箱51可以罩设在电源模块外，对电源模块进行保护。

进一步地，第一齿轮组件46包括主动齿轮461、从动齿轮462、调整齿轮463、丝杆传动齿轮464以及丝杆座465，主动齿轮461与伺服驱动装置41传动连接，从动齿轮462与主动齿轮461啮合传动连接，调整齿轮463与从动齿轮462啮合传动连接，丝杆传动齿轮464与调整齿轮463啮合传动连接；丝杆座465通过螺栓与丝杆传动齿轮464固定连接；推动板43上设有螺母431，丝杆42的一端安装于丝杆座465上，丝杆42的另一端螺纹穿过螺母431并可转动连接于挡板44上。

在上述结构基础上，在进行层板13的运动时，可以通过伺服驱动装置41启动，带动第一齿轮组件46上的主动齿轮461进行转动，主动齿轮461转动会带动从动齿轮462进行转动，而从动齿轮462转动也会带动调整齿轮463转动，并进而带动丝杆传动齿轮464转动，丝杆传动齿轮464转动也会使固定在其上的丝杆座465进行转动，并带动丝杆42开始转动，而丝杆42转动可以带动螺纹转动，丝杆42的转动扭力传递到推动板43的螺母431上，并使推动板43能够靠近或者远离挡板44运动，当伺服驱动装置41正向转动时，推动板43靠近挡板44运动，并对电芯6进行加压；当伺服驱动装置41反向转动时，推动板43远离挡板44运动，并对电芯6进行减压，使经过热压化成后的成品电芯6能够从托板12上取出。

通过采用伺服驱动装置41以及丝杆42进行驱动能够精确对电芯6进行加压，并且加压的稳定性好，加压调节的速度快，同时，伺服驱动装置41带动丝杆42传动的加压方式，当电芯6厚度发生变化时，能够根据电芯6厚度进行调整，满足加压所需要的压力值，能够同时对不同厚度尺寸的电芯6进行加压，兼容性好。

并且，在动力系统4中通过丝杆42驱动推动板43进行运动，由于推动板43为厚度不低于40mm的钢板，为了使丝杆42在长期使用的过程中，能够承接推动板43的重力，而使丝杆42本身不变性，因此需要将丝杆42的直径设置为不低于40mm，从而使丝杆42能够很好地承接推动板43的重力，并且在运动过程中，丝杆42保持传动平顺且同步，降低出现卡顿现象的可能性，在电池热压时不出现偏移，电池表面不起折皱。为了时连接丝杆42的推动板43具有可靠的导向功能，导向杆48的轴套为无油轴套，以使丝杆42传动时更加平顺。

当然，上述伺服驱动装置41可以选用为现有技术中伺服电机来实现，由于气缸或者油缸是采用气压或者油压来实现的推动的，因而存在压力不稳定的情况，导致推动的时候出现施压不匀，推动板43在推动过程中挤压层板13容易在电芯6的表面形成褶皱结构。但是，本实施例中，采用伺服电机带动丝杆42转动，丝杆42与螺母431以螺纹配合的方式进行驱动，采用伺服电机驱动，伺服电机扭矩不变，层板13运动距离可控，施压均匀。

进一步地，动力系统包括四个引导杆45，而层板13左右两侧分别设有安装座131，安装座131上下两侧各设有穿接孔132，即每个层板13分别设有四个穿接孔132，四个穿接孔132分别与四个引导杆45对应；第二齿轮组件47包括小齿轮471、齿条472、滑杆473以及间距调节板474，齿条472以及滑杆473沿层板13的长度方向延伸；小齿轮471与调整齿轮463传动连接，齿条472与小齿轮471啮合传动连接，间距调节板474可滑动的与滑杆473连接，并与齿条472固定连接；引导杆45的一端依次穿过多个穿接孔132，引导杆45的另一端与间距调节板474固定连接。

在上述结构的基础上，第二齿轮组件47能够调节引导杆45之间的间距，四个引导杆45分别设于层板13的上下左右四个对角的位置，而四个引导杆45分别穿过四个穿接孔132与层板13两侧的安装座131连接，由于两侧的安装座131可以沿层板13滑动，通过调节引导杆45的间距，从而调节层板13上安装座131的间距，以适应电芯6的尺寸。

当电芯6的尺寸较大时，电芯6两侧的极耳的相对位置较远，故需要将安装座131的位置拉远，伺服驱动装置41驱动小齿轮471进行转动，两侧的小齿轮471分别朝相互远离方向运动，从而使齿条472也朝相互远离方向运动，并带动与之固定连接的间距调节板474朝相互远离的方向进行运动，而引导杆45则随间距调节板474的运动而运动，并拉开间距，从而使两个安装座131相互远离滑动，使得两个PCB板31之间距离变大，适用于电芯6两侧的极耳相对位置较远的大尺寸电芯6。

而当电芯6尺寸较小时，电芯6两侧的极耳的相对位置较近，故需要将安装座131的位置拉近，伺服驱动装置41驱动小齿轮471进行转动，两侧的小齿轮471分别朝相互靠近方向运动，从而使齿条472也朝相互靠近方向运动，并带动与之固定连接的间距调节板474进行朝相互靠近的方向进行运动，而引导杆45则随间距调节板474的运动而运动，并缩短间距，从而使两个安装座131相互靠近滑动，使得两个PCB板31之间距离变小，适用于电芯6两侧的极耳相对位置较小的小尺寸电芯6。

也即，通过伺服驱动装置41调节两个引导杆45的间距，从而可以通过根据电芯6的尺寸调整两个安装座131的间距，适用范围更大。

进一步地，加热组件3包括PCB板机构以及加热件32，加热件32设于层板13内，加热件32用于对托板12内装夹的电芯6进行加热，PCB板机构设于层板13两侧，PCB板机构包括PCB板31，PCB板31安装于安装座131上并用于与托板12内装夹的电芯6的极耳电性连接。

在上述结构的基础上，通过加热件32在层板13内进行加热，因而装夹在两个层板13之间的电芯6可以受热，电芯6在受热后可以达到一定的温度。伺服驱动装置41驱动推动板43靠近挡板44运动，在推动板43靠近挡板44运动的过程中，可以推动与之连接的层板13靠近挡板44运动，多个层板13可以在推动板43的推动力作用下相互靠近，电芯6被挤压，相邻两个层板13之间均有电芯6结构，在层板13与层板13挤压时，其中一个层板13的PCB板31与另一个层板13的电芯6极耳挤压接触，实现导电，电芯6通电后，电芯6内的电解液可以充电激活实现电芯6化成。

另外，第二齿轮组件47可以调节两侧引导杆45的间距，并使两侧的安装座131可以沿层板13滑动，安装座131上的PCB板31也可以相对层板13滑动，如此，与安装座131的PCB板31在层板13上的位置可以调整，在电芯6的尺寸较大时，电芯6两侧的极耳的相对位置较远，故可以通过拉大两侧的引导杆45的间距，使两个安装座131相互远离滑动，使得两个PCB板31之间距离变大，适用于电芯6两侧的极耳相对位置较远的大尺寸电芯6。而在电芯6尺寸较小时，电芯6两侧的极耳的相对位置较近，故可以通过缩短两侧引导杆45的间距，使两个安装座131相互靠近滑动，使得两个PCB板31之间的距离减小，适用于电芯6两侧的极耳相对位置较小的小尺寸电芯6。也即，可以通过根据电芯6的尺寸调整两个PCB板机构之间机构，适用范围更大。

进一步地，加热组件3还包括温度传感器33，温度传感器33与加热件32电性连接，能够用来调节加热件32的加热温度。

在上述结构的基础上，层板13通过采用环氧树脂电热板的方式进行加热，并且可以调节维度，层板13温度最高可调节至90℃，并且层板13与层板13之间的托板12的温度均匀性在±2℃之间，每个托板12之间的温差在±3℃之间，整个层板组件1的温差不超过3℃，并且在室温加热到85℃时所需要的时间为20分钟，并在20分钟内保持温度稳定，从而提高热压化成一体机对电芯6热压的稳定性以及热压的速度。因此通过温度传感器33来检测以及控制加热件32的加热温度，使加热件32能够满足电芯6热压化成的温度。当然，层板13的加热方式还可以采用现有技术中的其他方式进行设置，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

进一步地，PCB板机构还包括导电板，导电板与PCB板31分别设于安装座131的两侧，具体在导电板与安装座131之间设有弹性部件34，且弹性部件34的一端连接于安装座131，而弹性部件34的另一端连接于导向板，弹性部件34可以提供一弹性应力，在该弹性应力的作用下，导电板可以具有朝向远离安装座131运动的趋势，且导电板在电芯6装夹于托板12后与电芯6的极耳接触。

在上述结构基础上，由于在电芯6化成时，热压化成一体机的机体上设置多个层板13，在热压化成时，各个层板13装夹各个电芯6之后，然后通过层板13与层板13之间靠近，在层板13与层板13挤压时，其中一个层板13的PCB板31与另一个层板13的导电板挤压接触，实现导电，也即其中一个层板13上的导电板将与之接触的电芯6的极耳压接在另一个层板13的PCB板31上进行导电接触，电性连接面更大，电性连接结构更加稳定。

而层板13受到挤压，弹性部件34可以提供弹性应力施压于导电板上，弹性部件34提供的弹性应力能够驱使导电板朝向导电板压紧，导电板压紧在电芯6的极耳至PCB板31，使导电板、电芯6的极耳以及PCB板31能够保持在一定压力下保持导通状态，导通结构更加稳定。

进一步地，安装座131上设有穿接通槽，层板13的侧部可滑动的穿接于穿接通槽内；层板13的侧部穿过穿接通槽的部分以可拆卸的方式设有导向座133，导向座133上设有导向孔；动力系统4还包括导向杆48，导向杆48的两端连接于安装框11的两端；导向杆48依次穿过多个层板13的导向座133上的导向孔。

在上述结构的基础上，在第二齿轮组件47调节引导杆45之间的间距时，在安装框11的一端上的小齿轮471会转动以使与之啮合的齿条472发生移动，并通过齿条472的移动带动间距调节板474在滑杆473上移动，从而使引导杆45发生水平移动，而为了使引导杆45的两端同步进行水平移动，以保持引导杆45两端的间距一致，则在安装框11的另一端需要设置另外一个第二齿轮组件，以使引导杆45两端同步水平移动。

而为了使引导杆45两端同时水平转动，则需要将导向杆48分别与安装框11两端的小齿轮471连接在一起，使安装框11两端的小齿轮471同步转动。当靠近伺服驱动装置41一端的小齿轮471开始转动时，这端小齿轮471的转动会带动导向杆48的转动，从而将旋转扭力引导至安装框11另一端的小齿轮471，使另一端的小齿轮471同步转动，两端的小齿轮471同时转动，带动两端的齿条472也同时开始移动，然后通过齿条472的移动带动两端的间距调节板474在滑杆473上进行水平移动，从而使引导杆45的两端同步水平移动，并进而精确调整安装座131的间距。

进一步地，本实施例中的动力系统4还包括引导链条49，引导链条49的一端与挡板44连接，引导链条49的另一端与推动板43连接，层板13上设有定位销134，各个层板13的定位销134分别对应插装于引导链条49的各个链节内。

在这一结构基础上，在推动板43推动多个层板13相互靠近的过程中，由于层板13通过定位销134与引导链条49进行连接，因而多个层板13在相互靠近的过程中引导链条49可以随之收拢，而在推动板43回位时，推动板43远离挡板44运动，可以拉动层板13回位，而层板13的回位由定位销134与引导链条49的链节进行限位，因而层板13与层板13之间相互远离的间距可以由引导链条49的链节间距控制，防止层板13与层板13之间的间距在回位过程中不可控，而损坏托板12或者电芯6。

具体的是，还可以在挡板44上设置触控开关，而靠近挡板44的层板13的定位销134可以在该层板13运动到位后与挡板44上的触控开关触控，控制伺服驱动装置41的停止，防止压坏电芯6。

当然，在挡板44与安装框11的端板之间也可以设置弹性件，该弹性件可以在多个层板13受推动板43挤压时提供一定的缓冲力，用于缓冲硬性挤压，减缓层板13与挡板44的直接触碰。

进一步地，还可以在挡板44上设置压力传感器，用于检测层板13与挡板44之间的挤压力，在压力传感器检测到达到机体的控制系统内预设的压力值时，则可以发送压力值信号给到伺服驱动装置41，控制伺服驱动装置41及时停止，开始加热化成。

进一步地，在热压化成一体机内还设有走线框，走线框包括第一走线框14以及第二走线框15，第一走线框14沿多个层板13的排布方向延伸，而第二走线框15沿热压化成一体机的高度方向延伸至电源箱51的入线口，层板13上与PCB板31电性连接的电源线可以穿设在第一走线框14，本实施例中，可以在第一走线框14上设置多个接线端子，多个接线端子可以与对应的电源线进行电性连接，并进行转接，然后通过转接线引出并穿入第二走线框15内，以接入电源箱51的电源模块。如此，通过设置走线框将电源线全部都集中在一起走线，避免线路混乱，且方便接线。

需要说明的是，第一走线框14以及第二走线框15上均设有多个通孔结构，用于对电源线进行散热。

进一步地，在上述电源箱51背离热压化成一体机的侧部设有多个散热孔，也即是说，电源箱51罩设在电源模块的外部，为了不影响散热，故在电源箱51上设置多个散热孔，散热孔可以供电源箱51工作热量散出。

进一步地，在层板13内设有加热丝以及导热层，将加热丝盘设于层板13上，且导热层覆盖于加热丝外，并用于与托板12接触。也即在层板13进行加热时，加热丝可以布满电芯6安装面，在加热丝进行加热，可以对层板13的电芯6安装面整个面进行均匀加热，并通过导热层进行热传递至托板12内的电芯6，以对电芯6进行加热，如此，加热效果更加均匀。

当然，上述导热层可以选用为涂覆于层板13上铁氟龙材料层形成，铁氟龙材料具有耐高温的性能，导热效果好，且还能够绝缘，能够对电热丝与PCB板31以及电芯6进行绝缘，避免出现漏电或者短路的情况。

更具体的是，加热丝具有多个纵向分布的第一加热段以及多个横向分布的第二加热段；相邻两个第一加热段之间以第二加热段衔接，如此，加热丝在电芯6安装面分布，既有多个纵向分布的第一加热段，也有多个横向分布的第二加热段，在电芯6安装面上的具有更大的加热面，加热效果更加均匀。

当然，上述加热丝的两个接电接头可以由层板13下方伸出来，用于接入电源。此外，加热丝也可以盘设在层板13上，同样也可以增加加热面积，加热效果均匀。

需要说明的是，加热件32也可以选用为多个加热管实现，且多个加热管间隔分布层板13内，但是，采用多个加热管进行加热，加热管的加热温度集中在加热管分布位置，会导致热量分布不够均匀。

实施例2，

一种热压化成控制使用方法，包括应用实施例1的热压化成一体机的进行电芯6化成的方法，具体的是，

第一步、启动设备开机按键，控制系统复位就绪，设备的操作面板显示可生产；

第二步、将聚合物软包动力电池的电芯移送到多个层板间的名片纸托板中；

第三步、通过电芯检测组件判定电芯在托板中的放置情况，避免电芯之间出现左右两侧没有对齐，上表面超高，以及漏夹的问题；

第四步、启动化成命令，设备的加热组件开始对电芯进行加热，当电芯的温度达设定值后，动力系统的驱动齿轮装置进行运转，将转动扭力传递到丝杆，丝杆带动推动板，收拢层板，对各个托板内装夹的电芯进行加压；

第五步、当压力值达到设定值时，电源组件开始对托板内装夹的电芯进行化成充放电；

第六步、化成完毕后，打开层板，取出各个托板内装夹的电芯。

在本实施例中，开始使用上述的热压化成一体机对电芯6进行热压化成时，根据步骤一，启动热压化成一体机的开机按键，控制系统进行复位并准备就绪，设置热压化成的温度，使设备的操作面板开始显示可生产。

步骤二，当操作面板显示可生产后，首先将聚合物软包动力电池的电芯移动到相邻层板13之间的名片纸托板12上，并根据位置将电池放置准确。

步骤三，当电池放置在托板12上时，托板12上的第一传感器21开始检测电芯6的位置，检测电芯6是否出现位置偏移，当检测电池出现位置偏移后，需要对电芯6的位置进行调整，并使电芯6的位置放置精确，以放止电芯6被PCB铜板压伤；而第二传感器22则开始检测电芯6是否超过，当电芯6超过高度后，需要重新进行调整，以防止电芯6没有放置到位造成受力不平衡，压伤电芯6；而第三传感器23则检测托板12是否存在电芯6漏夹，防止下一批电芯6进入时压伤电池。

步骤四，当检测完成电芯6位置放置准确后，启动化成命令。在启动之后，加热件32对层板13进行加热，使层板13开始升温，在层板13内的温度传感器33可检测层板13的温度，并显示在操作面板上，当电芯6的温度达到设定值后，动力系统4的伺服驱动装置41驱动第一齿轮组件46开始转动，而第一齿轮组件46联动丝杆42正向旋转，丝杆42正向旋转驱动推动板43靠近挡板44进行运动，从而收拢层板13并对电芯6开始加压，并根据电芯6的厚度尺寸进行调节，从而对电芯6进行加压至所需要的压力值。

步骤五，当层板13根据电芯6的厚度尺寸进行调整并达到预定的压力值之后，电源系统开始对托板12内装夹的电芯6进行充放电，并在充放电过程中保持稳定以及精确控制对电芯6的压力。

步骤六，当化成完毕之后，动力系统4的伺服驱动装置41驱动第一齿轮组件46反向转动，而第一齿轮组件46联动丝杆42反向旋转，丝杆42反向旋转驱动推动板43远离挡板44进行运动，从而使层板13相互远离，打开层板13，并从托板12内取出电芯6，从而完成对电芯6的热压化成。

具体的是，可以在上述热压化成一体机配备自动转移设备，例如可以是设置如机械手、堆垛机、天车等，进行电芯6上下料，实现自动化上下料生产。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.热压化成一体机，其特征在于，所述热压化成一体机包括：

层板组件，所述层板组件包括安装框、用于装夹电芯的托板以及多个层板，多个所述层板可滑动的安装于所述安装框内，相邻两个所述层板之间连接有所述托板；

电芯检测组件，所述电芯检测组件包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器，所述第一传感器设于所述托板左右两侧，所述第一传感器用于检测所述托板内装夹的电芯是否对齐；所述第二传感器以及所述第三传感器均设于所述托板中间位置，所述第二传感器用于检测所述托板内装夹的电芯是否超高；所述第三传感器用于检测所述托板是否漏夹电芯；

加热组件，所述加热组件用于对所述托板内装夹的电芯进行加热；

动力系统，所述动力系统包括伺服驱动装置、齿轮装置、丝杆、推动板、挡板以及多个引导杆，所述齿轮装置包括第一齿轮组件以及第二齿轮组件，所述推动板可移动地设于所述安装框的一端，所述挡板设于所述安装框的另一端；多个所述层板设于所述推动板以及所述挡板之间；所述伺服驱动装置与所述第一齿轮组件传动连接，所述第一齿轮组件与所述丝杆传动连接，所述丝杆与所述推动板传动连接；所述伺服驱动装置用于在启动后带动所述推动板靠近或者远离所述挡板运动；所述推动板靠近所述挡板运动后推动多个所述层板相互靠近，以对所述托板内装夹的电芯进行加压；所述推动板远离所述挡板运动后带动多个所述层板相互远离，以对所述托板内装夹的电芯减压；所述第二齿轮组件与所述第一齿轮组件传动连接，所述引导杆的一端与所述第二齿轮组件连接，所述引导杆的另一端依次穿过多个所述层板，所述第二齿轮组件用于调节多个所述引导杆的间距；

电源组件，所述电源组件安装在所述热压化成一体机的侧面，所述电源组件包括电源箱以及电源模块，所述电源模块安装于所述电源箱内，所述电源模块用于为所述热压化成一体机供电；

所述第一齿轮组件包括主动齿轮、从动齿轮、调整齿轮、丝杆传动齿轮以及丝杆座，所述主动齿轮与所述伺服驱动装置传动连接，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合传动连接，所述调整齿轮与所述从动齿轮啮合传动连接，所述丝杆传动齿轮与所述调整齿轮啮合传动连接；所述丝杆座通过螺栓与所述丝杆传动齿轮固定连接；所述推动板上设有螺母，所述丝杆的一端安装于所述丝杆座上，所述丝杆的另一端螺纹穿过所述螺母并可转动连接于所述挡板上；

所述动力系统包括四个所述引导杆，所述层板左右两侧分别设有安装座，每个所述安装座上下两侧各设有穿接孔，所述穿接孔分别与所述引导杆对应；所述第二齿轮组件包括小齿轮、齿条、滑杆以及间距调节板，所述齿条以及所述滑杆沿所述层板的长度方向延伸；所述小齿轮与所述调整齿轮传动连接，所述齿条与所述小齿轮啮合传动连接，所述间距调节板可滑动的与所述滑杆连接，并与所述齿条固定连接；每个所述引导杆的一端依次穿过所述穿接孔，每个所述引导杆的另一端与所述间距调节板固定连接；

所述安装座上设有穿接通槽，所述层板的侧部可滑动的穿接于所述穿接通槽内；所述层板的侧部穿过所述穿接通槽的部分以可拆卸的方式设有导向座，所述导向座上设有导向孔；所述动力系统还包括导向杆，所述导向杆的两端连接于所述安装框的两端；所述导向杆依次穿过多个所述层板的导向座上的所述导向孔。

2.根据权利要求1所述的热压化成一体机，其特征在于，所述加热组件包括PCB板机构以及加热件，所述加热件设于所述层板内，所述加热件用于对所述托板内装夹的电芯进行加热，所述PCB板机构设于所述层板两侧，所述PCB板机构包括PCB板，所述PCB板安装于所述安装座上并用于与所述托板内装夹的电芯的极耳电性连接。

3.根据权利要求2所述的热压化成一体机，其特征在于，所述PCB板机构还包括导电板，所述导电板与所述PCB板分别设于所述安装座的两侧；所述导电板与所述安装座之间设有弹性部件，所述弹性部件的一端连接于所述安装座；所述弹性部件的另一端连接于所述导电板，所述弹性部件用于提供一驱使导电板远离安装座的弹性应力；所述导电板用于在所述托板内装夹的电芯装夹于所述托板后与所述托板内装夹的电芯的极耳接触。

4.根据权利要求1所述的热压化成一体机，其特征在于，所述动力系统还包括引导链条，所述引导链条的一端与挡板连接，所述引导链条的另一端与所述推动板连接，所述层板上设有定位销，各个层板的所述定位销分别对应插装于所述引导链条的各个链节内。

5.根据权利要求1所述的热压化成一体机，其特征在于，所述热压化成一体机还包括走线框以及电源线，所述走线框包括第一走线框段以及第二走线框段，所述第一走线框段沿多个所述层板的排布方向延伸；所述第二走线框段沿所述热压化成一体机的高度方向延伸至所述电源箱的入线口；所述电源线穿设于所述第一走线框段以及所述第二走线框段。

6.根据权利要求1所述的热压化成一体机，其特征在于，所述层板内设有加热丝以及导热层，所述加热丝盘设于所述层板内；所述导热层覆盖于所述加热丝外，并用于与所述托板接触。

7.一种热压化成控制使用方法，其特征在于，包括应用如权利要求1-6任一项所述的热压化成一体机的进行电芯化成的方法，

第一步、启动设备开机按键，控制系统复位就绪，设备的操作面板显示可生产；

第二步、将聚合物软包动力电池的电芯移送到多个层板间的名片纸托板中；

第三步、通过电芯检测组件判定电芯在托板中的放置情况，避免电芯之间出现左右两侧没有对齐，上表面超高，以及漏夹的问题；

第四步、启动化成命令，设备的加热组件开始对电芯进行加热，当电芯的温度达设定值后，动力系统的驱动齿轮装置进行运转，将转动扭力传递到丝杆，丝杆带动推动板，收拢层板，对各个托板内装夹的电芯进行加压；

第五步、当压力值达到设定值时，电源组件开始对托板内装夹的电芯进行化成充放电；

第六步、化成完毕后，打开层板，取出各个托板内装夹的电芯。