CN201773892U - 一种锂离子电池极组整形与检测设备 - Google Patents

一种锂离子电池极组整形与检测设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及电池制造技术领域，特别涉及一种锂离子电池极组整形与检测设备，包括有整体构架，极组整形装置，动力装置，短路测试装置；所述的极组整形装置设置在所述整体构架上，所述动力装置与所述短路测试装置设置在所述极组整形装置上；所述极组整形装置包括相对设置在所述整体构架上的上压块和下压块；所述动力装置包括一个与所述上压块相连接的能够带动所述上压块相对于所述下压块的垂直上下滑动的动力装置支撑臂；所述短路测试装置设置于所述上压块上，包括至少一组电池电极短路测试探针。本实用新型公开了一种锂离子电池极组整形与检测设备，可一次操作实现锂离子电池极组整形、短路测试与厚度检测，提高了工作效率。

Description

一种锂离子电池极组整形与检测设备
技术领域
本实用新型涉及电池制造技术领域，特别涉及一种锂离子电池极组整形与检测设备。
背景技术
在锂离子电池生产过程中，尤其是方形的锂离子电池的生产，需要对卷绕后的电池极组进行整形、多项短路检测以及厚度检测，此生产工艺是为了将卷绕后形状不稳定的极组进行定型以利于极组的入壳装配，并将内部存在缺陷将导致电池内短路或自放电的不良极组挑选出来，厚度检测的目的是监控电池的制作过程，避免最终产品的厚度超出规格要求。
目前，现有技术中针对自动程度较低的锂离子电池生产工艺，一般是分别进行上述步骤，即各个步骤分开进行，采用不同的工装设备以手工操作的方式逐一进行。虽然也有人提出了比较好的工装设备来进行短路测试和厚度检测，但是操作人员接触极组的频率高，对极组的周转多，因此对极组造成损伤也较大，尤其是对于尺寸、重量较大的电池。此外，目前手工和半自动方式卷绕的极组进行短路测试的工艺基本都是先极组整形，然后在非压实状态或者压实未达到稳定状态就进行各项短路测试，此时电池中正、负极片与隔膜之间的接触不紧，进行绝缘电阻测试和交流漏电测试时，极组内部的毛刺等缺陷不能完成体现；或者测试持续时间设置不合理，无法准确控制测试时间等，因此短路的检出率低，尤其是对容量高、极片面积大的电池，将存在很大的安全隐患。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种锂离子电池极组整形与检测设备，用以解决现有技术中锂离子电池极组整形与检测过程复杂，效率低下的问题。
为此，本实用新型提供的一种锂离子电池极组整形与检测设备，包括：整体构架，极组整形装置，动力装置，短路测试装置；所述的极组整形装置设置在所述整体构架上，所述动力装置与所述短路测试装置设置在所述极组整形装置上；所述极组整形装置包括相对设置在所述整体构架上的上压块和下压块；所述动力装置包括一个与所述上压块相连接的能够带动所述上压块相对于所述下压块的垂直上下滑动的动力装置支撑臂；所述短路测试装置设置于所述上压块上，包括至少一组电池电极短路检测探针。
较佳的，还包括厚度检测装置，所述厚度检测装置包括设置在所述整体构架上的用于当所述上压块和所述下压块将极组压实后，测量上压块和下压块的相对距离的测量单元。
较佳的，所述动力装置支撑臂设置于所述上压板的中部。
较佳的，所述动力装置采用压缩气体动力或者采用油压动力。
较佳的，所述动力装置支撑臂依次与传动件、控制箱、压力阀连接。
较佳的，所述动力装置包括控制系统进行压力调节和控制的控制系统；所述动力装置对上压块施加动力的方式包括子母动力的方式或阶梯式施力的方式。
较佳的，所述上压块是一个由弹簧相连接的上端和下端两部分组成，其中的上端与所述动力装置连接，所述短路测试装置设置于上压块的上端。
较佳的，所述下压块与短路测试装置对应的部位设置一个用于补充电池极耳与下压块底部的距离的可升降的高度调节块。
较佳的，所述下压块下端设置有用于实现下压块水平移动的滑轨。
较佳的，所述检测探针连接到绝缘电阻测试仪和或交流漏电测试仪，所述短路测试装置设置有用于实现测试持续时间控制和对不同测试设备进行测试顺序切换控制的电磁阀。
本实用新型提供的锂离子电池极组整形与检测设备的有机效果有：可一个工序内实现锂离子电池极组整形、短路测试与厚度检测，提高了工作效率，也避免操作者多次接触极组对极组造成的损伤。
附图说明
图1为本实用新型的锂离子电池极组整形与检测设备的结构示意图；
图2 为本实用新型的锂离子电池极组整形与检测设备的正面构示意图；
图3 为本实用新型的锂离子电池极组整形与检测设备中短路测试装置结构示意图。
图中：整体构架1-1，滑轨凹槽1-2，L型支撑滑块1-3、动力装置支撑臂2-1，极组整形装置的上压块的上端3-1、上压块下端3-2、极组整形装置的下压块3-3，弹簧套管3-4、高度调节块3-5、短路测试装置4-1、预留凹槽4-2、检测探针4-3、电磁阀4-4、螺母4-5、短路检测设备测试线4-6、厚度测试结果数字显示器5-1。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
本实用新型实施例提供的一种锂离子电池极组整形与检测设备，如附图1、2所示，包括了极组整形装置、动力装置、短路测试装置4-1、厚度检测装置、整体构架1-1。
极组整形装置由上压块和下压块3-3组成，二者连接方式采用弹簧套管3-4；其上压块的上端3-1和下端3-2与整体构架1-1相连接，并采用L型支撑滑块1-3内嵌于整体构架1-1的滑轨凹槽1-2中，以保持上压块的上端3-1和下端3-2的平稳运动；其中，上压块可以是一个连贯的整体，也可以是一个由弹簧相连接的上端和下端两部分组成，上压块的上端3-1与动力装置连接，而下端3-2直接与下压块3-3接触，将短路测试装置4-1设置于上压块的上端3-1的任意位置，实现在将极组压实达到稳定状态后，短路检测探针4-3才与极组的正负极相接触开始测试。上压块的上端3-1和下端3-2与整体构架1-1相连接，以保持上下运动的平稳，连接方式可以但不局限于是将L形滑块、T形滑块等内嵌于整体构架1-1的滑轨凹槽1-2中。
所述下压块3-3与短路测试装置4-1对应的部位设置一个可升降的高度调节块3-5，用于补充锂离子电池正、负极极耳与下压块3-3底部的距离，从而避免拉伤极组并且保证检测探针4-3与极耳之间的接触效果。下压块3-3可以是移动的，也可以是固定的；可移动的实现方式可以但不局限于通过设置滑轨来实现。上压板可以是一个由弹簧相连接的上端3-1和下端3-2两部分组成，其中的上端3-1与动力装置支撑臂2-1连接，而下端直接与下压块接触；将短路测试装置4-1设置于上压块上端部分的任意位置，当上压块向下运动时，下端部分先将极组压住，而后上端部分由动力装置支撑臂2-1带动，抵抗弹簧的弹力继续向下运动，当短路检测探针4-3与极组的正、负极耳相接触，并满足一定的接触压力后开始测试。在此动作实施的过程中，通过调节动力装置对上压板的压力，并保持一定时间，同时实现在一定压力下对极组的整形；并通过测量上压板的下端3-2与下压板3-3的相对距离，得到极组在一定压力压紧条件下的厚度。
上压块平稳运动的动力是由动力装置支撑臂2-1以气动方式提供，即动力装置支撑臂2-1中设置气缸，动力装置的持续加力时间由电磁阀4-4控制。动力装置也可以采用油压动力，或者使用其他可应用的机械动力。动力装置支撑臂2-1依次与传动件、控制箱、压力阀连接，并可通过压力调节，以满足不同规格电池的不同压力参数要求。并且设备中的动力装置可以设置一个，也可以设置多个，并分别设置控制系统进行压力调节和控制，也可通过设置子母动力的方式或阶梯式施力的方式对上压块施加动力，从而满足在特殊工艺要求下对极组整形、短路测试、厚度检测过程中的不同压力需求。
短路检测装置以螺母螺接方式固定在上压块上端3-1的一侧，短路检测装置中设有两排预留凹槽4-2，用以安装检测探针4-3，检测探针4-3材质为铜镀金。检测探针4-3下端较细（直径小于凹槽宽度）插入凹槽下，检测探针4-3上端较粗且设有螺纹，与凹槽连接方式是采用螺母4-4进行拧紧固定。每排预留凹槽4-2中各安装了4个检测探针4-3，其中的两个检测探针4-3分别连接同一台短路测试设备的正极端和负极端（如图3所示）；两排检测探针4-3分别与两台不同类型的短路测试设备连接，测试设备分别为绝缘电阻检测设备和交流漏电检测设备；不同测试设备的测试先后和测试持续的时间由电池阀4-4控制。在下压块对应短路测试装置4-1的位置连接一个可调节的高度调节块3-5。在上压块上端3-1上设置一个厚度测试结果显示器5-1，测试数值由传感器感应上压块下端与下压块之间的相对位置获得。在同一装置中可设置多个短路测试装置4-1，每个测试装置中可设置多排和多个检测探针4-3，所述检测探针4-3在平行方向上可自由调节间距。
所述短路测试装置4-1可在同一装置中设置多个，位于上压块的不同位置，实现同时对多个极组进行整形、测试操作；且每个测试装置中可设置多排和多个检测探针4-3，所述检测探针4-3在平行方向上可自由调节间距，以配合不同极组的不同极耳间距要求。
所述检测检测探针4-3可以连接一台检测设备，也可以连接多台检测设备，所述检测设备可以相同，也可以不同，即可以对一个极组进行多项测试，也可以对多个极组同时进行整形和检测。所述短路测试装置4-1通过设置电磁阀4-4实现测试持续时间控制和不同测试设备的测试先后切换进行控制。外接短路测试的设备可为绝缘电阻测试仪、交流漏电测试仪，或其它相关的测试设备。所述检测探针4-3为导电性好的金属材料，材质包括纯铜、铜镀金等。
所述厚度检测装置设置于上压块任意位置，通过传感器计算极组整形装置上压块与下压块之间的距离得到，通过连接数字显示器显示厚度值。
本实用新型提供的设备的使用方式为：先将待处理的极组放置在下压块上，并预先在下压块上固定相应的工装对极组放置位置进行定位，将短路检测设备的测试线4-6套接在检测探针4-3上端的螺纹柱上，调整设置在预留凹槽4-2中的检测探针4-3位置并拧紧螺母进行固定，确保正、负极极耳与检测探针4-3位置对应，启动检测设备电源。启动动力装置电源开关，动力装置支撑臂2-1在气缸的动力支持下带动上压块的上端3-1，沿着整体构架1-1的支撑滑轨垂直向下平稳运动，通过调节气压控制上压块对下压块的施力大小，来实现当上压块下端3-2接触到极组后继续向下运动，对极组的压力达到1Mpa后停止运动；同时上压块上端3-1连接的两排检测探针4-3同时压住极组的极耳开始测试，此时设置的电磁阀4-4自动控制两排检测探针4-3的断路与通路，实现在压实极组持续2秒后开始绝缘电阻测试，测试持续时间为2秒，断开此测试设备，再与交流漏电测试设备连接，测试时间持续2秒后断开，测试过程中出现的不良值由测试设备报警通知；同时厚度传感器感应上压块下端与下压块之间的相对距离，输出厚度值。测试持续共6秒，然后气动装置的电源开关断开，上压块的上端首先离开做向上运动，带动检测探针4-3脱离极耳，而后上压块下端脱离极组，完成此次操作。
综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种锂离子电池极组整形与检测设备，可同时实现锂离子电池极组的整形、100%的短路与厚度检测，不仅提高了工作效率，保证了短路测试的有效性，同时也避免了操作者多次接触极组对极组造成损伤，从而有效的提高了产品的质量，可在锂离子电池的批量生产中广泛推广使用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，包括：整体构架，极组整形装置，动力装置，短路测试装置；
所述的极组整形装置设置在所述整体构架上，所述动力装置与所述短路测试装置设置在所述极组整形装置上；
所述极组整形装置包括相对设置在所述整体构架上的上压块和下压块；
所述动力装置包括一个与所述上压块相连接的能够带动所述上压块相对于所述下压块的垂直上下滑动的动力装置支撑臂；
所述短路测试装置设置于所述上压块上，包括至少一组电池电极短路检测探针。
2.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，还包括厚度检测装置，所述厚度检测装置包括设置在所述整体构架上的用于当所述上压块和所述下压块将极组压实后，测量上压块和下压块的相对距离的测量单元。
3.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述动力装置支撑臂设置于所述上压板的中部。
4.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述动力装置采用压缩气体动力或者采用油压动力。
5.如权利要求1或3所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述动力装置支撑臂依次与传动件、控制箱、压力阀连接。
6.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述动力装置包括控制系统进行压力调节和控制的控制系统；
所述动力装置对上压块施加动力的方式包括子母动力的方式或阶梯式施力的方式。
7.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述上压块是一个由弹簧相连接的上端和下端两部分组成，其中的上端与所述动力装置连接，所述短路测试装置设置于上压块的上端。
8.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述下压块与短路测试装置对应的部位设置一个用于补充电池极耳与下压块底部的距离的可升降的高度调节块。
9.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述下压块下端设置有用于实现下压块水平移动的滑轨。
10.如权利要求1所述的锂离子电池极组整形与检测设备，其特征在于，所述检测探针连接到绝缘电阻测试仪和或交流漏电测试仪，所述短路测试装置设置有用于实现测试持续时间控制和对不同测试设备进行测试顺序切换控制的电磁阀。
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