CN205944296U - 锂电池叠片组件热压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锂电池叠片组件热压装置，其特征是：包括上热压机构和下热压机构；所述下热压机构包括下热压板；所述上热压机构包括上热压板以及驱动上热压板相对下热压板直线移动的热压驱动机构，上热压板与热压驱动机构的移动端连接；所述上热压板和下热压板的加热面相对设置。在所述下热压板下方安装下顶针模块，下顶针模块包括下顶针、驱动下顶针竖直运动的下顶针驱动装置、以及下顶针导向机构。在所述上热压板的上方安装上顶针模块，上顶针模块包括上顶针、驱动上顶针竖直运动的上顶针驱动装置、以及上顶针导向机构；所述上顶针模块和上热压板共同安装在热压驱动机构的移动端上。本实用新型结构简单，动作可靠，热压过程稳定。

Description

锂电池叠片组件热压装置

技术领域

本实用新型涉及一种锂电池叠片组件热压装置，属于锂电池生产制造设备技术领域。

背景技术

锂二次电池生产过程中，正极片/隔膜/负极片经过叠片处理后获得半成品锂电池叠片组件。半成本锂电池叠片组件后续需进行热压处理，对锂电池叠片组件的表面施加热和力载荷。连续热压可以排出各极片与两侧粘性薄膜之间的空气，使经过热压后形成的锂电池叠片组件内部接触紧密，极片排列整齐，在长期使用过程中具有良好的性能，提高电池质量。

现有技术（专利申请CN201610301212.2）采用对称布置的热压轮配合连杆机构等对叠片组件进行热压，结构复杂。热压轮对叠片组件进行热压时，热压温度不稳定，且滚轮热压会使叠片组件产生弯曲应变。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种锂电池叠片组件热压装置，结构简单，动作可靠，热压过程稳定。

按照本实用新型提供的技术方案，所述锂电池叠片组件热压装置，其特征是：包括上热压机构和下热压机构；

所述下热压机构包括下热压板；

所述上热压机构包括上热压板以及驱动上热压板相对下热压板直线移动的热压驱动机构，上热压板与热压驱动机构的移动端连接；所述上热压板和下热压板的加热面相对设置。

进一步的，在所述下热压板中安装若干加热棒，所述下热压板和下托板重叠固定安装在热压平台上表面，用于隔热的下托板位于下热压板和热压平台之间。

进一步的，所述上热压板中安装若干加热棒，所述上热压板和上托板重叠固定安装在下固定板下表面，用于隔热的上托板位于上热压板和下固定板之间；所述下固定板与热压驱动机构的移动端连接。

进一步的，在所述热压驱动机构的固定端上安装多个微型光电传感器，在热压驱动机构的移动端上安装能够触发微型光电传感器的光电挡片。

进一步的，在所述下热压板下方安装下顶针模块，下顶针模块包括能够由下热压板下表面穿至下热压板上表面的下顶针、驱动下顶针竖直运动的下顶针驱动装置、以及下顶针导向机构。

进一步的，在所述上热压板的上方安装上顶针模块，上顶针模块包括能够由上热压板上表面穿至下热压板下表面的上顶针、驱动上顶针竖直运动的上顶针驱动装置、以及上顶针导向机构；所述上顶针模块和上热压板共同安装在热压驱动机构的移动端上。

进一步的，在所述上热压板和下热压板的进料侧安装隔膜切刀机构；所述隔膜切刀机构包括隔膜切刀、驱动隔膜切刀向下移动将隔膜切出一段缝隙的切刀驱动装置、以及隔膜切刀的竖直导向机构。

进一步的，所述隔膜切刀与刀座固连，隔膜切刀和刀座共同安装于切刀安装板上，在切刀安装板的侧面设置防止隔膜切刀串动的限位螺钉。

进一步的，所述热压驱动机构包括矩形的横梁，横梁通过立板支撑于底板上；横梁上固定安装丝杆螺帽，横梁四角处固设第一直线轴承；丝杆螺接于丝杆螺帽，丝杆两端分别与轴承座和上固定板中的轴承内圈配合；所述轴承座和上固定板之间连接第一导杆，第一导杆与横梁滑动配合；在所述轴承座上安装动力源，动力源的输出轴与丝杆连接。

进一步的，在所述上热压板和下热压板中安装有检测热压温度的热电偶。

本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型所述热压装置采用平板热压技术对叠片组件进行热压，热压组件分为上下热压架构，下热压机构固定，上热压机构由丝杆机构驱动，结构简单，动作可靠；

（2）本实用新型所述热压装置增设了顶针模块，方便叠片组件的放置和夹取；

（3）本实用新型所述热压装置增设有隔膜热压释放应力的机构，采用切刀对即将进行热压的叠片组件切出缝隙，以释放叠片热压过程中的应力。

附图说明

图1为本实用新型所述锂电池叠片组件热压装置的主视图。

图2为所述图1的Ⅱ局部视图。

图3为所述隔膜切刀机构的示意图。

图4为所述热压机构的左视图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：所述锂电池叠片组件热压装置包括包括底板1、立板2、横梁3、安全块4、光电挡片5、微型光电传感器6、联轴器7、电机座8、伺服单元9、轴承座10、丝杆11、第一导杆12、第一直线轴承13、丝杆螺帽14、上固定板15、上顶杆气缸16、热压平台17、下托板18、下热压板19、上热压板20、上托板21、下固定板22、第二直线轴承23、第二导杆24、上顶针座25、上顶针26、加热棒27、热电偶28、下顶针29、下顶针气缸座30、第三直线轴承31、第三导杆32、下顶针气缸33、隔膜切刀34、限位螺钉35、刀座36、切刀气缸座37、切刀气缸38、第四导杆39、第四直线轴承40、切刀安装板41、下顶针座42、光电传感器43。

本实用新型所述锂电池叠片组件热压装置，包括热压机构、热压驱动机构和隔膜切刀机构，其中热压机构由上热压机构和下热压机构组成。

如图1、图2所示，所述下热压机构为固定安装，包括矩形的底板1、与底板1固连的热压平台17，下托板18和下热压板19重叠固定安装在热压平台17的上表面，热压板19位于下托板18的上方，下托板18为隔热板。下顶针气缸座30为矩形，且与底板1固连，其中心位置安装下顶针气缸33，四角分别固定安装有第三直线轴承31；下顶针气缸33的活塞杆向上，活塞杆端部与下顶针座42固连；四根第三导杆32的端部分别与下顶针座42固连，且分别滑动于安装在下顶针气缸座30上的第三直线轴承31。下顶针29的一端与下顶针座42固连，且通过热压平台17、下托板18和下热压板19沿竖直方向的通孔。

如图2所示，所述下热压板19中安装有若干加热棒27用于产生热压所需的温度；同时，下热压板19中还安装有热电偶28，用于实时地检测热压温度。

所述下顶针29为四根。在无上热压机构作用时，下顶针29高出下热压板19的上表面，为机械手放置或取走叠片组件预留空间。

如图1所示，所述热压驱动机构用于驱动上热压机构上下动作，包括矩形的横梁3，横梁3通过立板2支撑于底板1上；横梁3的中心位置固定安装有丝杆螺帽14，四角处分别固设第一直线轴承13；丝杆11螺接于丝杆螺帽14，丝杆11两端分别与轴承座10和上固定板15中的轴承内圈配合；四角处的第一导杆12的两端分别于轴承座10和上固定板15固连，且滑动于第一直线轴承13。电机座8与轴承座10固连；伺服单元9固定安装于电机座8的上方，其输出轴与丝杆11通过联轴器7连接。

所述热压驱动机构通过光电传感限位，光电挡片5固定于轴承座10的一侧，光电挡片5随热压驱动机构动作时，会触发固定安装于横梁3上起限位作用的一组微型光电传感器6。

如图1、图2所示，所述上热压机构固定安装于热压驱动机构上，上热压机构包括两侧固定于上固定板15的上顶针气缸16、与两个上顶针气缸16活塞杆端部固连的上顶针座25、以及与上固定板15固连的下固定板22，上托板21和上热压板20重叠固定安装于下固定板22的下面，上热压板20位于上托板21的下方，上托板21为隔热板。第二导杆24的端部分别与上顶针座25固连，且分别滑动于安装在下固定板22上的第二直线轴承23。所述上顶针26的一端固定安装于上固定板25的下表面，上顶针26为四根，可通过上托板21和上热压板20沿竖直方向的通孔。四个上顶针26分别与下热压机构上的四个下顶针29相对。

所述上热压板20中安装有若干加热棒27用于产生热压所需的温度；同时，下热压板19中还安装有热电偶28，用于实时地检测热压温度。

在进行电池组件热压时，高温会使隔膜发生热应变，从而使极片产生应力。为克服热应力的不良影响，在电池组件热压前，采用隔膜切刀将隔膜切一段缝隙，以释放应力。

如图3所示，所述隔膜切刀机构包括固定于立板2上的切刀气缸座37，切刀气缸38安装于切刀气缸座37的上方，切刀气缸38的活塞杆运动方向朝下，其活塞杆的端部与切刀安装板41固连；切刀气缸38的两侧对称固设直线轴承40；第四导杆39滑动于直线轴承40，且下端与切刀安装板41固连。隔膜切刀34与刀座36固连，共同安装于切刀安装板41。所述隔膜切刀34为斜向安装，为防止隔膜切刀34工作时沿切刀安装板41表面向左串动，在切刀安装板41的左侧螺接有限位螺钉35。

如图1、图4所示，在所述横梁3上表面安装光电传感器43和通过弹簧柱塞锁住的安全块4，光电传感器43用于检测安全块4是否存在。调试时，可将安全块4取下置于上热压板20和下热压板19之间。

本实用新型所述锂电池叠片组件热压装置的具体工作流程为：

（1）初始状态下，下顶针气缸33的活塞杆伸出，下顶针29伸出下热压板19。

（2）机械手夹持锂电池叠片组件水平送到上下热压机构之前，切刀气缸38动作，驱动隔膜切刀34在电池组件隔膜处切出一斜向缝隙。

（3）机械手夹持锂电池叠片组件水平送到上下热压机构之间，并将锂电池叠片组件放置在伸出的四个下顶针29上；机械手退回。

（4）伺服单元8动作，驱动丝杆11旋转，丝杆11与丝杆螺帽14螺接，带动上热压机构沿第一导杆12方向向下运动，同时固定于上固定板15下方两侧的上顶针气缸16动作，上顶针26从锂电池叠片组件的上方顶住电池组件。上热压机构运动到位，将电池组件压于下热压板19上。

（5）安装于上热压板20和下热压板19内部的若干加热棒27加热，上下热压机构热压电池叠片组件，热电偶28实时检测热压温度。

（6）热压完成，热压驱动机构驱动上热压机构退回，机械手将完成热压的锂电池叠片组件取走。

Claims (10)

1.一种锂电池叠片组件热压装置，其特征是：包括上热压机构和下热压机构；

所述下热压机构包括下热压板（19）；

所述上热压机构包括上热压板（20）以及驱动上热压板（20）相对下热压板（19）直线移动的热压驱动机构，上热压板（20）与热压驱动机构的移动端连接；所述上热压板（20）和下热压板（19）的加热面相对设置。

2.如权利要求1所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：在所述下热压板（19）中安装若干加热棒（27），所述下热压板（19）和下托板（18）重叠固定安装在热压平台（17）上表面，用于隔热的下托板（18）位于下热压板（19）和热压平台（17）之间。

3.如权利要求1所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：所述上热压板（20）中安装若干加热棒（27），所述上热压板（20）和上托板（21）重叠固定安装在下固定板（22）下表面，用于隔热的上托板（21）位于上热压板（20）和下固定板（22）之间；所述下固定板（22）与热压驱动机构的移动端连接。

4.如权利要求1所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：在所述热压驱动机构的固定端上安装多个微型光电传感器（6），在热压驱动机构的移动端上安装能够触发微型光电传感器（6）的光电挡片（5）。

5.如权利要求1、2或3所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：在所述下热压板（19）下方安装下顶针模块，下顶针模块包括能够由下热压板（19）下表面穿至下热压板（19）上表面的下顶针（29）、驱动下顶针（29）竖直运动的下顶针驱动装置、以及下顶针导向机构。

6.如权利要求1、2或3所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：在所述上热压板（20）的上方安装上顶针模块，上顶针模块包括能够由上热压板（20）上表面穿至下热压板（20）下表面的上顶针（26）、驱动上顶针（26）竖直运动的上顶针驱动装置、以及上顶针导向机构；所述上顶针模块和上热压板（20）共同安装在热压驱动机构的移动端上。

7.如权利要求1、2或3所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：在所述上热压板（20）和下热压板（19）的进料侧安装隔膜切刀机构；所述隔膜切刀机构包括隔膜切刀（34）、驱动隔膜切刀（34）向下移动将隔膜切出一段缝隙的切刀驱动装置、以及隔膜切刀（34）的竖直导向机构。

8.如权利要求7所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：所述隔膜切刀（34）与刀座（36）固连，隔膜切刀（34）和刀座（36）共同安装于切刀安装板（41）上，在切刀安装板（41）的侧面设置防止隔膜切刀（34）串动的限位螺钉（35）。

9.如权利要求1所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：所述热压驱动机构包括横梁（3），横梁（3）通过立板（2）支撑于底板（1）上；横梁（3）上固定安装丝杆螺帽（14），丝杆（11）螺接于丝杆螺帽（14），丝杆（11）两端分别与轴承座（10）和上固定板（15）中的轴承内圈配合；所述轴承座（10）和上固定板（15）之间设置第一导杆（12），第一导杆（12）与横梁（3）滑动配合；在所述轴承座（10）上安装动力源，动力源的输出轴与丝杆（11）连接。

10.如权利要求1所述的锂电池叠片组件热压装置，其特征是：在所述上热压板（20）和下热压板（19）中安装有检测热压温度的热电偶（28）。