CN207517797U - 方形电芯热压设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种方形电芯热压设备，包括热压机构，所述热压机构包括上压板、下压板、左压板和右压板，所述上压板和下压板上下相对设置，所述左压板和右压板左右相对设置，且位于所述上压板和下压板之间，所述上压板、下压板、左压板和右压板围成矩形的待压区域。采用四个压板对待压电芯从四个方向进行热压，能够有效形成顶角均是圆角的方形电芯，从而更充分地利用电芯两侧空间，提高锂离子电池的体积能量密度。

Description

方形电芯热压设备

技术领域

本实用新型涉及锂电池行业生产领域，特别是涉及一种方形电芯热压设备。

背景技术

目前动力电池电芯的成型方式有两种，叠片和卷绕，两种方式存在很大区别，其中叠片电池体积利用率高于卷绕电池，且电池越厚区别越明显。

随着锂电池单体体积的提升，其方形卷绕电芯的体积利用率也随之降低，如图1所示，方形卷绕电芯两侧为圆弧状，壳体8内腔为方形，故方形电芯7与壳体8不能完全贴合，存在较大的空隙，导致电池内部空间浪费，且随着电池厚度的增加，空隙越大，体积能量密度损失也越大。

为了提升锂离子电池的体积能量密度，需要对电芯进行热压整形，将电芯两侧圆弧压成方形。目前市场上没有方形电芯热压设备，只能实现上下热压。上下热压由于在形成过程中两侧没有被限制，因此会形成很大的圆角，造成锂离子电池内部体积的浪费，降低了电池的体积能量密度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：热压整形的传统方法是上下两面挤压电芯，只有上下挤压的电芯两侧会形成圆弧状，而入壳的壳体内腔为方形，电芯与壳体不能完全贴合，存在较大的空隙，导致电池内部空间浪费，空隙越大，电池的体积能量密度损失也越大。本实用新型提供一种方形电芯热压设备，能够实现上下、左右进行热压成型。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种方形电芯热压设备，包括热压机构，所述热压机构包括上压板、下压板、左压板和右压板，所述上压板和下压板上下相对设置，且能够上下相对运动，所述左压板和右压板左右相对设置，能够左右相对运动，且位于所述上压板和下压板之间，所述上压板、下压板、左压板和右压板围成矩形的待压区域，所述上压板和下压板中至少有一个能向靠近待压区域的方向移动，所述左压板和右压板中至少有一个能向靠近待压区域的方向移动。通过上压板、下压板、左压板和右压板围成矩形的待压区域，对待压电芯进行热压能够使顶角均是圆角的方形电芯，从而更充分地利用电芯两侧空间，提高锂离子电池的体积能量密度。四个压板不仅具有使电芯层之间更加紧实的作用，同时具有改变电芯形状的作用。

进一步，为了实现上压板的驱动，还包括上支撑板和上压力缸，所述上压板固定连接在上支撑板的下端面，所述上压力缸与上支撑板上端面连接，驱动上支撑板上下运动并提供压力。上压力缸通过上支撑板驱动上压板上下运动，改变电芯的厚度。

进一步，为了降低设备的成本，以及便于基准位置的控制，还包括下支撑板，所述下压板固定在下支撑板上端面，且下支撑板固定在底板上。使下压板保持固定状态，一方面可以减少一套驱动机构，节省成本，另一方面便于实际操作。

进一步，为了实现左压板的运动，还包括左压力缸和左支撑板，所述左支撑板外侧与左压力缸连接，所述左支撑板内侧与所述左压板固定连接，所述左压力缸驱动左支撑板左右运动并提供压力。

进一步，由于左压板是水平延伸的，在重力作用下会引起左压力缸的弯曲变形，造成运动轨迹不准确，因此，所述左支撑板为L形结构，且左支撑板L形结构的下端与底板滑动连接。使左支撑板底部支撑在底板上，承受左压板的重力，并与底板滑动连接，实现左压板的左右运动。

进一步，为了实现右压板的运动，还包括右压力缸和右支撑板，所述右支撑板外侧与右压力缸连接，所述右支撑板内侧与所述右压板固定连接，所述右压力缸驱动右支撑板左右运动并提供压力。

进一步，由于右压板也是水平延伸的，在重力作用下会引起右压力缸的弯曲变形，造成运动轨迹不准确，因此，所述右支撑板为L形结构，且右支撑板L形结构的下端与底板滑动连接。使右支撑板底部支撑在底板上，承受右压板的重力，并与底板滑动连接，实现右压板的左右运动。左支撑板和右支撑板的设置为对称结构。

工作过程：

采用上压板和下压板之间的压力改变电芯厚度方向的形状，并使电芯的层之间更加紧实，此时，电芯向左右两侧凸出，采用左压板和右压板之间的压力能够把电芯两侧凸出的圆弧压回去，形成方形电芯。在进行热压时，上下压板和左右压板的动作顺序根据实际情况进行确定，每个方向的热压次数也可以根据情况进行调整。由于待压电芯一般呈近似椭圆形的形状，因此，优选的，先进行厚度方向的热压，也就是先上下热压到一定位置，然后再左右热压到一定位置，把上下热压造成的电芯两侧凸出的圆弧压回去，可以交替上下热压和左右热压交替进行多次。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种方形电芯热压设备，采用四个压板对待压电芯从四个方向进行热压，能够有效形成顶角均是圆角的方形电芯，从而更充分地利用电芯两侧空间，提高锂离子电池的体积能量密度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型背景技术所提供的电池的轮廓结构示意图；

图2是本实用新型热压设备结构示意图；

图3是热压机构热压前示意图；

图4是热压机构热压后示意图。

图中：1-上支撑板，2-左压力缸，3-下支撑板，4-热压机构，5-右压力缸，6-上压力缸，7-电芯，8-壳体，9-左支撑板，10-右支撑板，11-底板，4-1-上压板，4-2-左压板，4-3-下压板，4-4-右压板。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图2-图4所示，本实用新型的一种方形电芯热压设备，包括底板11和设置在底板11上的热压机构4，所述热压机构4包括上压板4-1、下压板4-3、左压板4-2和右压板4-4，所述上压板4-1和下压板4-3上下相对设置，且能够上下相对运动，所述左压板4-2和右压板4-4左右相对设置，能够左右相对运动，且位于所述上压板4-1和下压板4-3之间，所述上压板4-1、下压板4-3、左压板4-2和右压板4-4围成矩形的待压区域，所述上压板4-1和下压板4-3中至少有一个能向靠近待压区域的方向移动，所述左压板4-2和右压板4-4中至少有一个能向靠近待压区域的方向移动。上压板4-1、下压板4-3、左压板4-2和右压板4-4能够进行加热。

为了实现上压板4-1的驱动，还包括上支撑板1和上压力缸6，所述上压板4-1固定连接在上支撑板1的下端面，所述上压力缸6与上支撑板1上端面连接，驱动上支撑板1上下运动并提供压力。上压力缸6通过上支撑板1驱动上压板4-1上下运动，改变电芯7的厚度。

为了降低设备的成本，以及便于基准位置的控制，还包括下支撑板3，所述下压板4-3固定在下支撑板3上端面，且下支撑板3固定在底板11。使下压板4-3保持固定状态，一方面可以减少一套驱动机构，节省成本，另一方面便于实际操作。

为了实现左压板4-2的运动，还包括左压力缸2和左支撑板9，所述左支撑板9外侧与左压力缸2连接，所述左支撑板9内侧与所述左压板4-2固定连接，所述左压力缸2驱动左支撑板9左右运动并提供压力。

由于左压板4-2是水平延伸的，在重力作用下会引起左压力缸2的弯曲变形，造成运动轨迹不准确，因此，所述左支撑板9为L形结构，且左支撑板9L形结构的底面通过滑轨与底板11滑动连接。使左支撑板9底部支撑在底板11上，承受左压板4-2的重力，并与底板11滑动连接，实现左压板4-2的左右运动。

为了实现右压板4-4的运动，还包括右压力缸5和右支撑板10，所述右支撑板10外侧与右压力缸5连接，所述右支撑板10内侧与所述右压板4-4固定连接，所述右压力缸5驱动右支撑板10左右运动并提供压力。

由于右压板4-4也是水平延伸的，在重力作用下会引起右压力缸5的弯曲变形，造成运动轨迹不准确，因此，所述右支撑板10为L形结构，且右支撑板10L形结构的底面通过滑轨与底板11滑动连接。使右支撑板10底部支撑在底板11上，承受右压板4-4的重力，并与底板11滑动连接，实现右压板4-4的左右运动。左支撑板9和右支撑板10的设置为对称结构。

工作过程：

采用上压板4-1和下压板4-3之间的压力改变电芯7厚度方向的形状，并使电芯7的层之间更加紧实，此时，电芯7向左右两侧凸出，采用左压板4-2和右压板4-4之间的压力能够把电芯7两侧凸出的圆弧压回去，形成方形电芯7。在进行热压时，上下压板和左右压板的动作顺序根据实际情况进行确定，每个方向的热压次数也可以根据情况进行调整。由于待压电芯7一般呈近似椭圆形的形状，因此，优选的，先进行厚度方向的热压，也就是先上下热压到一定位置，然后再左右热压到一定位置，把上下热压造成的电芯7两侧凸出的圆弧压回去，可以交替上下热压和左右热压交替进行多次。

利用上述热压设备的一种具体的热压方法：

下压板4-3固定不动，上压板4-1向下挤压，左右压板向中间挤压，左右压板距待压电芯7中心距相同，左右压板能同时等速向中间移动。

如图3所示，放置待压电芯7，位于上下压板、左右压板之间，其中电芯7直接接触下压板4-3，与上压板4-1、左右压板之间均存在一定间距；

如图4所示，采用二段式热压方法挤压电芯7，下压板4-3固定不动，上压板4-1先行下压电芯7到位置一，进行预压定位；电芯7受到挤压后厚度压缩，两侧凸出，然后左右压板同时向中间挤压，把凸出部分压回去。然后采用上压板4-1下压电芯7，最后左右压板同时挤压电芯7，最终达成上下压板、左右压板同时挤压电芯7，直至形成顶角均是圆角的方形电芯7。在挤压过程中四个压板同时进行加热，使电芯7形状更易改变，且不易回弹变形，左右压板能同步移动，移动精度高。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种方形电芯热压设备，其特征在于：包括热压机构(4)，所述热压机构(4)包括上压板(4-1)、下压板(4-3)、左压板(4-2)和右压板(4-4)，所述上压板(4-1)和下压板(4-3)上下相对设置，所述左压板(4-2)和右压板(4-4)左右相对设置，且位于所述上压板(4-1)和下压板(4-3)之间，所述上压板(4-1)、下压板(4-3)、左压板(4-2)和右压板(4-4)围成矩形的待压区域，所述上压板(4-1)和下压板(4-3)中至少有一个能向靠近待压区域的方向移动，所述左压板(4-2)和右压板(4-4)中至少有一个能向靠近待压区域的方向移动。

2.如权利要求1所述的方形电芯热压设备，其特征在于：还包括上支撑板(1)和上压力缸(6)，所述上压板(4-1)固定连接在上支撑板(1)的下端面，所述上压力缸(6)与上支撑板(1)上端面连接，驱动上支撑板(1)上下运动。

3.如权利要求2所述的方形电芯热压设备，其特征在于：还包括下支撑板(3)，所述下压板(4-3)固定在下支撑板(3)上端面，且下支撑板(3)固定在底板(11)上。

4.如权利要求1所述的方形电芯热压设备，其特征在于：还包括左压力缸(2)和左支撑板(9)，所述左支撑板(9)外侧与左压力缸(2)连接，所述左支撑板(9)内侧与所述左压板(4-2)固定连接，所述左压力缸(2)驱动左支撑板(9)左右运动。

5.如权利要求4所述的方形电芯热压设备，其特征在于：所述左支撑板(9)为L形结构，且左支撑板(9)L形结构的下端与底板(11)滑动连接。

6.如权利要求1所述的方形电芯热压设备，其特征在于：还包括右压力缸(5)和右支撑板(10)，所述右支撑板(10)外侧与右压力缸(5)连接，所述右支撑板(10)内侧与所述右压板(4-4)固定连接，所述右压力缸(5)驱动右支撑板(10)左右运动。

7.如权利要求6所述的方形电芯热压设备，其特征在于：所述右支撑板(10)为L形结构，且右支撑板(10)L形结构的下端与底板(11)滑动连接。