CN204760500U - 化成夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种化成夹具。本实用新型的化成夹具，包括：底板、转轴支撑架、轴销、压板、弹性扣片、固定环、底层印刷电路板以及双面印刷电路板；转轴支撑架垂直设置在底板的第一侧边的中部；弹性扣片垂直设置在底板的第二侧边的中部，第一侧边与第二侧边平行；压板的一端通过轴销与转轴支撑架连接；压板的另一端能够与弹性扣片扣接；底层印刷电路板设置在底板上，各固定环穿过底层印刷电路板连接在底板上；至少一块双面印刷电路板位于底层印刷电路板之上，且套设在各固定环上，且能够沿着各固定环从各固定环的一端翻至各固定环的另一端。本实用新型实现了单次操作可对多片电芯同时进行化成，化成要求电流精度低，生产效率高，降低生产成本。

Description

化成夹具

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种化成夹具。

背景技术

随着科技的发展，对能源的高效利用成为趋向，随着储能市场、无人机、电动汽车等新兴领域市场需求逐步兴起，锂离子电池因其能量密度大、平均输出电压高、充放电寿命长等优点比其他电池效率性与经济性更强，因此在市场中占据重要的地位。

锂离子电池的制备工艺复杂，其中在锂离子电池的制造过程中，化成工艺是锂离子电池制备工艺中不可或缺的工序，对锂离子电池的性能起到至关重要的作用。化成是锂离子电池的第一次充电的过程，其作用是激活锂离子电池材料，使之具有化学电源的性质。

现有的电芯生产工艺中，大多采用老化板对电芯进行化成。现有的老化板结构，为印刷电路板加铝框架结构，印刷电路板通过螺丝固定在铝框架上，印刷电路板上设有夹持电池的夹具。由于每个夹具只能夹持一个薄片电芯，且电芯的厚度较小，在实际操作过程中容易导致接触不良，甚至导致电芯变形，极耳断裂等，生产效率低，生产成本高。

实用新型内容

本实用新型提供一种化成夹具，以克服在对电芯化成实际操作过程中容易导致接触不良，甚至导致电芯变形，极耳断裂等，生产效率低，生产成本高的问题。

本实用新型提供一种化成夹具，包括：底板、转轴支撑架、轴销、压板、弹性扣片、至少一个固定环、底层印刷电路板以及至少一块双面印刷电路板；

所述转轴支撑架垂直设置在所述底板的第一侧边的中部；所述弹性扣片垂直设置在所述底板的第二侧边的中部，所述第一侧边与所述第二侧边平行；所述压板的一端通过所述轴销与所述转轴支撑架连接；所述压板的另一端能够与所述弹性扣片扣接；

所述底层印刷电路板设置在所述底板上，各所述固定环穿过所述底层印刷电路板连接在所述底板上；至少一块所述双面印刷电路板位于所述底层印刷电路板之上，且套设在各所述固定环上，且能够沿着各所述固定环从各所述固定环的一端翻转至各所述固定环的另一端；在对多个电芯化成时，所述压板向所述底板的方向压紧各所述双面印刷电路板与所述底层印刷电路板，使得所述至少一块双面印刷电路板与所述底层印刷电路板通过所述多个电芯电连接，形成并联电路，所述并联电路中各分支电路分别对一个电连接的所述电芯化成。

进一步地，上述化成夹具还包括压块、至少一个螺栓和至少一个弹簧，各所述弹簧位于所述压块与所述压板之间，套设在对应的所述螺栓上；各所述螺栓从所述压板上方穿过所述压板，并与位于所述压板下方的压块连接，以对对应的所述弹簧定位。

进一步地，上述化成夹具中，所述螺栓与所述压板活动连接，或者所述螺栓与所述压块活动连接；

当所述压板的另一端与所述弹性扣片扣接，所述压板使所述弹簧压缩，所述弹簧的作用力向下压所述压块，在所述弹簧的弹力作用下，所述压块向下压紧所述至少一块双面印刷电路板。

进一步地，上述化成夹具中，所述压板能够围绕所述轴销旋转0-180度。

进一步地，上述化成夹具中，所述底板上设有挡格，用于定位所述双面印刷电路板、以及所述电芯的正极极耳与负极极耳。

进一步地，上述化成夹具还包括手压柄，所述手压柄设置在所述压板的远离所述底板的一侧、且靠近所述弹性扣片的一端的端部。

进一步地，上述化成夹具中，所述固定环采用磁性金属材质制成。

进一步地，上述化成夹具中，所述固定环通过所述底板上设置的磁铁与所述底板吸附连接。

进一步地，上述化成夹具中，所述弹性扣片包括扣片主体、开槽和固定孔，所述开槽设置在所述扣片主体的远离所述底板的一端，所述固定孔设置在所述扣片主体的靠近所述底板的一端，且通过所述固定孔能够将所述扣片主体固定在所述底板上。

进一步地，上述化成夹具中，各所述双面印刷电路板上设有与各个所述固定环相匹配的开孔，所述开孔的直径比各个所述固定环的直径至少大0.4mm。

本实用新型化成夹具，通过设置有底板、转轴支撑架、压板、轴销、弹性扣片、至少一个固定环、底层印刷电路板以及至少一块双面印刷电路板等结构，在对多个电芯化成时，压板向底板的方向压紧各双面印刷电路板与底层印刷电路板，使得各双面印刷电路板与底层印刷电路板电连接，形成并联电路，各分支电路分别对一个电芯化成，可以保证印刷电路板与电芯之间的良好接触，且能够保证电芯不会变形，极耳不会断裂；而且本实用新型的化成夹具，对多个电芯化成时，可以使得各双面印刷电路板与底层印刷电路板电连接，形成并联电路，可以实现单次操作可对多片电芯同时进行化成，由于采用并联电路的方式，从而对化成所要求的电流精度较低。因此采用本实用新型的化成夹具化成时，能够大大提高化成的生产效率，减少电芯损坏率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型化成夹具实施例一的结构示意图；

图2为图1的另一状态结构示意图；

图3为图1的再一状态结构示意图；

图4为图1所示实施例的的弹性扣片5的结构示意图；

图5为本实用新型化成夹具实施例二的整体结构示意图；

图6为本实用新型化成夹具的双面印刷电路板8的平面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型化成夹具实施例一的结构示意图，图2为图1的另一状态结构示意图，图3为图1的再一状态结构示意图。如图1、图2和图3所示，本实施例的化成夹具可以包括：底板1、转轴支撑架2、轴销3、压板4、弹性扣片5、至少一个固定环6、底层印刷电路板7以及至少一块双面印刷电路板8。如图1、图2和图3所示，本实施例中的底板1的形状为不规则板状，实际应用中以有利于生产操作的形状为准，在此并不做具体的限定。取底板1中的两条较长边为第一侧边与第二侧边，其中，转轴支撑架2垂直设置在底板1的第一侧边的中部，弹性扣片5垂直设置在底板1的第二侧边的中部，第一侧边与第二侧边平行，以保证转轴支撑架2与弹性扣片5位置相对；压板4的一端通过轴销3与转轴支撑架2连接，压板4的另一端能够与弹性扣片5扣接。这样，压板4通过两端分别与转轴支撑架2和弹性扣片5连接，便将底板1分成左右两侧，其中一侧用于设置底层印刷电路板7以及至少一块双面印刷电路板8，底层印刷电路板7设置在底板1上，底层印刷电路板7面积较大，可以铺满所在底板1的那一侧的所有表面，此外底层印刷电路板7为单面印刷电路，与底板1接触的一面是没有印刷电路的；至少一块双面印刷电路板8是堆叠放置在底层印刷电路板7之上。底板1的另一侧，对应底板1的一侧堆叠放置的底层印刷电路板7以及至少一块双面印刷电路板8，也堆叠放置有待化成的多块电芯9；多块电芯9放置时先放置第一块电芯9在底层印刷电路板7上，然后翻转一块双面印刷电路板8压着电芯9的正负极极耳，依次放置电芯9，并旋转双面印刷电路板8，直到放置完和双面电路板8相同数量的电芯9后，最后一块双面印刷电路板8压着最后一块电芯9正负极极耳的最上面。扣合压板4后能向下压紧至少一块双面印刷电路板8，使得至少一块双面印刷电路板8与底层印刷电路板7通过多块电芯9电连接。具体地，底层印刷电路板7的正负极分别与最底层的电芯9的正负极接触，实现对该电芯9进行化成；最底层的电芯9的上表面的正负极同时还与第一块双面印刷电路板8的下表面印刷电路板的正负极接触，实现电连接。相邻两块双面印刷电路板8的中间夹有一块电芯9，该电芯9的正负极分别与相邻两块双面印刷电路板8中处于上方的双面印刷电路板8的下表面的印刷电路板的正负极连接，同时也与处于下方的双面印刷电路板8的上表面的印刷电路板的正负极连接，不仅可以保证对夹在中间的电芯9进行化成，还可以保证上下两层的双面印刷电路板8的电连接，最终底层印刷电路板7和至少一块双面印刷电路板8通过多个电芯9的电连接，形成并联电路，并联电路中各分支电路分别对一个电连接的电芯9化成。因此，电芯9的数量要与至少一块双面印刷电路板8的数量相匹配。

如图1、图2和图3所示，在底板1上放置双面印刷电路板8的一侧还设置有至少一个固定环6。图1中以设置两个固定环6为例，但实际使用中并不限定固定环6的数量。具体地，底层印刷电路板7上设有与各个固定环6相匹配的孔，保证各个固定环6穿过底层印刷电路板7连接在底板1上；对应的双面印刷电路板8上也设有与各个固定环6相匹配的开孔，以将各块双面印刷电路板8套设在各固定环6上，且各块双面印刷电路板8能够沿着各固定环6从各固定环6的一端翻转至各固定环6的另一端；因此可以设置各块双面印刷电路板8的开孔的直径比各个固定环6的直径至少大0.4mm，以减少摩擦力方便双面印刷电路板8相对于固定环6进行运动。其中在化成之前未连接芯片9时，各块双面印刷电路板8被翻转至固定环6的远离转轴支撑架2与弹性扣片5的一端，并叠放在一起，在放置电芯9之后，再逐一将各块双面印刷电路板8翻转至固定环6的靠近转轴支撑架2与弹性扣片5的一端，从而将各块双面印刷电路板8与对应的电芯9电连接，实现化成。

图4为图1所示实施例的的弹性扣片5的结构示意图。如图4所示，弹性扣片5包括扣片主体50、开槽51和固定孔52。其中开槽51设置在扣片主体50的远离底板1的一端，固定孔52设置在扣片主体50的靠近底板1的一端，且通过该固定孔52可以将该扣片主体50固定在底板1上，实现将弹性扣片5固定在底板1上。压板4可以被压入开槽51，实现弹性扣片5与压板4扣接。弹性扣片5的远离底板1的一端可以具有一定的弹性，便于在对多个电芯9化成时，将压板4压进弹性扣片5的开槽51中，使得压板4向底板1的方向压紧各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7，使得各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7通过多块电芯9电连接，形成并联电路，并联电路中各分支电路分别对一个电连接的电芯9进行化成。在化成完毕时，将压板4从弹性扣片5的开槽51中拉出，压板4围绕轴销3旋转打开，远离弹性扣片5。此时移走化成完毕的电芯9，并将各块双面印刷电路板8翻转至固定环6的远离转轴支撑架2与弹性扣片5的一端,以准备下次化成。

本实施例的化成夹具化成时，各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7被压紧后，呈并联电路，且底层印刷电路板7与外部电路连接。

本实施例的化成夹具，一次可以完成多个电芯9的化成，具体操作流程如下：

本实施例中以使用之前压板4呈打开状态，远离弹性扣片5的一端为例；各块双面印刷电路板8翻转至固定环6的远离转轴支撑架2与弹性扣片5的一端为例来说明本实施例的化成夹具的操作流程。

首先将取来的第一块电芯9放置在有设置底层印刷电路板7的底板1的那一侧，目测电芯9基本与底层印刷电路板7平行，放置第一块电芯9后，旋转一块双面印刷电路板8压着电芯9的正负极极耳上，再放置第二块电芯9，第二块电芯9放置在第一块电芯9上面，第二块电芯9的正负极极耳放置在第一块翻转过来的双面印刷线路板8上，再翻转第二块双面印刷电路板8压在第二块电芯9的极耳上，依次陆续的放置电芯9，并翻转双面印刷电路板8直到最后一块电芯9被最后一块双面印刷线路板8压着，然后把压板4翻转过来压在最后的双面印刷电路板8上，最后将压板4的一端与弹性扣片5扣合，使得压板4向底板1的方向压紧各双面印刷电路板8，使得各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7通过多块电芯9形成并联电路，各支路分别对一个电芯9进行化成，操作完成。

本实施例的化成夹具，通过设置有底板1、转轴支撑架2、压板4、轴销3、弹性扣片5、至少一个固定环6、底层印刷电路板7以及至少一块双面印刷电路板8等结构，在对多个电芯9化成时，压板1向底板的方向压紧各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7，使得各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7电连接，形成并联电路，各分支电路分别对一个电芯9化成，可以保证印刷电路板与电芯9之间的良好接触，且能够保证电芯9不会变形，极耳不会断裂；而且本实施例的化成夹具，对多个电芯9化成时，可以使得各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7通过多块电芯9电连接，形成并联电路，可以实现单次操作可对多片电芯9同时进行化成，由于采用并联电路的方式，从而对化成所要求的电流精度较低。因此采用本实施例的化成夹具化成时，能够大大提高化成的生产效率，减少电芯9损坏率，降低了生产成本。

图5为本实用新型化成夹具实施例二的整体结构示意图，如图5所示，进一步地，在上述实施例一中的化成夹具的基础上，本实施例中的化成夹具还可以包括压块10至少一个螺栓11和至少一个弹簧(图5中未示出)，各弹簧位于压块10与压板4之间，套设在对应的螺栓11上；各螺栓11从压板4上方穿过压板4，并与位于压板4下方的压块10连接，以对对应的弹簧定位。具体地，压块10通过至少一个螺栓11连接在压板4靠近底板1的一侧。设置压块10的目的在于可以更好的压紧各双面印刷电路板8、各个电芯9与底层印刷电路板7，压块10可根据需要化成的电芯9的数量进行更换，以达到最优压紧效果为目的，压块10还可以使用具有弹性的材质制成，目的在于减小电芯9的破损率。

进一步地，也就是说，为了保证螺栓11能够从压板4上方穿过压板4，并与位于压板4下方的压块10连接，在压板4可以开有通孔，在压块10上设置螺纹孔。这样螺栓11穿过压板4的通孔后套上弹簧，然后和压块10连接。压板4的通孔和压块10的螺纹孔位置相同，弹簧的数量和螺栓的数量相匹配。

要实现压块10对各印刷电路板8的弹性压紧，本实施例中，螺栓11与压板4之间可以为活动连接，此时压板4上的通孔的口径可以稍微大于螺栓11的螺柱的直径，这样，螺栓11穿过通孔时，通孔不会对螺栓11卡紧，螺栓11可以相对于通孔活动。

此时，压板4的位置固定，螺栓11相对于压板4活动。当压板4的另一端与弹性扣片5扣接，此时压板4使弹簧压缩，弹簧的作用力向下压压块10上，因此，在弹簧的弹力作用下，压块10带动螺栓11一起向下运动，向下压紧至少一块双面印刷电路板8。

另外，或者螺栓11与压块10之间为活动连接，此时螺纹孔的口径可以开的稍微大于螺栓11的螺柱的直径，螺纹孔仅仅对螺栓11定位，而不对螺栓11卡紧。

此时，压板4与螺栓11的位置固定，压块10相对于螺栓11活动。当压板4的另一端与弹性扣片5扣接，压板4使弹簧压缩之后，弹簧的作用力向下压压块10上，因此，在弹簧的弹力作用下，压块10向下运动，向下压紧至少一块双面印刷电路板8。

进一步地，压板4能够围绕轴销3旋转0-180度。为了方便操作者进行化成操作，压板4在0度的位置时为与弹性扣片5扣接的位置，当需要开始化成操作时，操作者首先打开弹性扣片5，然后将压板4连带着压块10，旋转至不阻挡双面印刷电路板8翻转的位置即可，最大旋转角度为180度。

如图5所示，底板1上还可以设有挡格12，挡格12用于定位双面印刷电路板8、以及电芯9的正极极耳与负极极耳。如图4所示，挡格的位置可以设置在两个固定环6的中间，靠近压板4；电芯9的正极极耳与负极极耳分别在挡格12的两侧，双面印刷电路板8对应挡格12的位置设置有缺口，以在双面印刷电路板8翻转过来的时候，挡格12正好卡在缺口上，可以很好的定位。

如图5所示，本实施例的化成夹具还可以包括手压柄13，手压柄13设置在压板4的远离底板1的一侧、且靠近弹性扣片5的一端的端部。由于本实施例的化成夹具中的弹性扣片5与压板4采用扣接的方式，为了保证双面印刷电路板8与电芯9的极耳有良好的接触性，所以弹簧的压力较大，为了方便操作者的使用，使得操作者在实际操作的过程中，使用直接按压手压柄13的方式来完成弹性扣片5与压板4的扣接。

本实施例中的固定环6采用磁性金属材质制成，固定环6通过底板1上设置的磁铁与所述底板1吸附连接。底板1上对应着每个固定环6的位置使用胶水粘有磁铁，底板1上的磁铁为固定不可移动的。固定环6优选使用不锈钢材质即SUS304材质，并在固定环6的表面上镀有金属镍，使得固定环6的表面光泽感好。当固定环6靠近底板1的公差为+0.1mm的距离时，被底板1上固定的磁铁吸合。

本实施例的化成夹具，通过增加了手压柄13、压块10、挡格12等结构，在对多个电芯9化成时，压板4带动压块10向底板1的方向压紧各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7，使得各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7通过多块电芯9电连接，形成并联电路，各分支电路分别对一个电芯9化成，可以保证印刷电路板与电芯9之间的良好接触，且能够保证电芯9不会变形，极耳不会断裂；而且本实施例的化成夹具，对多个电芯9化成时，可以使得各双面印刷电路板8与底层印刷电路板7通过多块电芯9电连接，形成并联电路，可以实现单次操作可对多片电芯9同时进行化成，由于采用并联电路的方式，从而对化成所要求的电流精度较低，本实施例的化成夹具实现了单次化成操作化成的电芯9数量达到原来的5-20倍，同时设计更加人性化，方便操作者的使用，化成要求电流精度低，生产效率高，降低了生产成本。

图6为本实用新型化成夹具的双面印刷电路板8的平面示意图，如图6所示，需要说明的是，本实用新型使用的双面印刷电路板8优选采用酚醛树脂材料作为基材，其表面印刷铜线路板，并表面镀金，保证与电芯9的极耳之间的接触良好。在形状设计上，双面印刷线路板8的两端多做了一个耳朵形状的基材，方便操作者翻转。双面印刷线路板8还可根据电芯9的薄厚不同，进行厚度的更改，从而使每一次化成所放置电芯9的数量改变。由于制作电芯9的正负极极耳的两个材料的材质和厚度也不同，为了使同一块双面印刷线路板8能压紧两个厚度不同的极耳，双面印刷线路板8还可以小范围的调整，使其完全贴合电芯9的极耳。如图6所示，图中的双面印刷线路板8中的每一面印刷线路板上的连接线U+和I+分别与电芯9的正极极耳连接，U-和I-分别与电芯9的负极极耳连接，双面印刷线路板8的U+、I+、U-、I-正反面是连接的，当第一块电芯9放置在底层印刷线路板7上并被双面印刷线路板8压着，放置的第二块电芯9又被第二块双面印刷线路板8压着，每一层的双面印刷线路板8通过压着的电芯9正负极极耳实现了并联电路的电连接，以对电芯9进行化成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种化成夹具，其特征在于，包括底板、转轴支撑架、轴销、压板、弹性扣片、至少一个固定环、底层印刷电路板以及至少一块双面印刷电路板；

所述转轴支撑架垂直设置在所述底板的第一侧边的中部；所述弹性扣片垂直设置在所述底板的第二侧边的中部，所述第一侧边与所述第二侧边平行；所述压板的一端通过所述轴销与所述转轴支撑架连接；所述压板的另一端能够与所述弹性扣片扣接；

所述底层印刷电路板设置在所述底板上，各所述固定环穿过所述底层印刷电路板连接在所述底板上；至少一块所述双面印刷电路板位于所述底层印刷电路板之上，且套设在各所述固定环上，且能够沿着各所述固定环从各所述固定环的一端翻转至各所述固定环的另一端；在对多个电芯化成时，所述压板向所述底板的方向压紧各所述双面印刷电路板与所述底层印刷电路板，使得所述至少一块双面印刷电路板与所述底层印刷电路板通过所述多个电芯电连接，形成并联电路，所述并联电路中各分支电路分别对一个电连接的所述电芯化成。

2.根据权利要求1所述的化成夹具，其特征在于，还包括压块、至少一个螺栓和至少一个弹簧，各所述弹簧位于所述压块与所述压板之间，套设在对应的所述螺栓上；各所述螺栓从所述压板上方穿过所述压板，并与位于所述压板下方的压块连接，以对对应的所述弹簧定位。

3.根据权利要求1所述的化成夹具，其特征在于，所述螺栓与所述压板活动连接，或者所述螺栓与所述压块活动连接；

当所述压板的另一端与所述弹性扣片扣接，所述压板使所述弹簧压缩，所述弹簧的作用力向下压所述压块，在所述弹簧的弹力作用下，所述压块向下压紧所述至少一块双面印刷电路板。

4.根据权利要求1所述的化成夹具，其特征在于，所述压板能够围绕所述轴销旋转0-180度。

5.根据权利要求1所述的化成夹具，其特征在于，所述底板上设有挡格，用于定位所述双面印刷电路板、以及所述电芯的正极极耳与负极极耳。

6.根据权利要求1所述的化成夹具，其特征在于，还包括手压柄，所述手压柄设置在所述压板的远离所述底板的一侧、且靠近所述弹性扣片的一端的端部。

7.根据权利要求1-6任一所述的化成夹具，其特征在于，所述固定环采用磁性金属材质制成。

8.根据权利要求7所述的化成夹具，其特征在于，所述固定环通过所述底板上设置的磁铁与所述底板吸附连接。

9.根据权利要求1-6任一所述的化成夹具，其特征在于，所述弹性扣片包括扣片主体、开槽和固定孔，所述开槽设置在所述扣片主体的远离所述底板的一端，所述固定孔设置在所述扣片主体的靠近所述底板的一端，且通过所述固定孔能够将所述扣片主体固定在所述底板上。

10.根据权利要求1-6任一所述的化成夹具，其特征在于，各所述双面印刷电路板上设有与各个所述固定环相匹配的开孔，所述开孔的直径比各个所述固定环的直径至少大0.4mm。