CN208157557U - 一种化成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种化成装置，属于电池生产技术领域。化成装置包括底座、基体、第一驱动装置、导柱、至少两个电池夹板和第二驱动装置。基体可转动的设置于底座。第一驱动装置用于驱动基体相对底座绕水平轴线转动。导柱竖向布置于基体。电池夹板可移动的设于导柱，相邻的两个电池夹板间形成夹紧间隙，位于最上侧的电池夹板为第一电池夹板。第二驱动装置用于推动第一电池夹板竖向向下移动，以缩小夹紧间隙。在对电池进行化成过程中，可通过第一驱动装置使基体相对底座转动一定角度，从而调整电池的角度，从而使电池处于电池倾斜状态，电池在化成过程中发生化学反应所产生的气体能够更方便的排出。

Description

一种化成装置

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，具体而言，涉及一种化成装置。

背景技术

锂离子电池的生产制造，是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。整体来说，锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、封口、化成、老化工艺。在电池制作完成后，需要对电池进行初次预激活，即化成工艺。

化成，就是制造出来的锂离子电池进行一次小电流的充放电。在锂电池制作完成后，需要对电池进行小电流的充放电。关于预充电的目的，主要有以下两个：

1、电池制作完成后，电极材料并不是处在最佳适用状态，或者物理性质不合适(例如颗粒太大，接触不紧密等)，或者物相本身不对(例如一些合金机理的金属氧化物负极)，需要进行首次充放电对其激活。

2、通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜，保证后续电芯在充放电循环过程中的安全、可靠和长循环寿命。

在化成过程中，需要通过化成装置将电池进行固定，现有的化成装置在对电池进行化成工序时，电池内部发生化学反应而产生的气体不便于排出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种化成装置，以改善化成过程中电池内部的气体不便于排出的问题。

本实用新型是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型提供一种化成装置，包括：

底座；

基体，所述基体可转动的设置于所述底座；

第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述基体相对所述底座绕水平轴线转动；

导柱，所述导柱竖向布置于所述基体；

至少两个电池夹板，所述电池夹板可移动的设于所述导柱，相邻的两个电池夹板间形成夹紧间隙，位于最上侧的电池夹板为第一电池夹板；

第二驱动装置，所述第二驱动装置用于推动所述第一电池夹板竖向向下移动，以缩小夹紧间隙。

在本实用新型优选实施例中，所述第一驱动装置包括第一动力件和第二动力件，所述第一动力件和所述第二动力件均为伸缩结构；

所述第一动力件和所述第二动力件均支撑于所述底座与所述基体之间，所述水平轴线位于所述第一动力件与所述第二动力件之间。

在本实用新型优选实施例中，所述化成装置还包括弹性组件，所述弹性组件可移动的设于所述导柱，所述弹性组件位于所述第一电池夹板的上方；

所述第二驱动装置用于推动所述弹性组件竖向向下移动，以使所述第一电池夹板竖向向下移动，以缩小所述夹紧间隙。

在本实用新型优选实施例中，所述弹性组件包括上压板、第一弹性件和下压板，所述上压板和所述下压板均可移动的设于所述导柱，所述第一弹性件设于所述上压板与所述下压板之间。

在本实用新型优选实施例中，所述弹性组件还包括导向杆，所述导向杆竖向布置于所述下压板，所述上压板可移动的设置于所述导向杆，所述上压板能够沿所述导向杆竖向移动，所述第一弹性件套设于所述导向杆的外侧。

在本实用新型优选实施例中，所述化成装置还包括连接体；

所述导柱支撑于所述连接体与所述基体之间，所述连接体位于所述上压板的上方，所述第二驱动装置固定于所述连接体。

在本实用新型优选实施例中，所述第二驱动装置为伸缩结构，所述上压板上设有压力传感器；

所述第二驱动装置伸长能够与所述压力传感器接触，并推动所述弹性组件竖向向下移动。

在本实用新型优选实施例中，所述下压板的下表面设有多个凹槽。

在本实用新型优选实施例中，相邻的两个所述电池夹板间设有第二弹性件，所述第二弹性件套设于所述导柱的外侧。

在本实用新型优选实施例中，所述电池夹板上设有加热装置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种电池夹紧机构，电池化成前先对其夹紧，电池放置在相邻的两个电池夹板间所形成的夹紧间隙内，通过第二驱动装置推动最上侧的电池夹板竖向向下移动，以缩小夹紧间隙，从而将电池夹紧。在对电池进行化成过程中，可通过第一驱动装置使基体相对底座转动一定角度，从而调整电池的角度，从而使电池处于电池倾斜状态，电池在化成过程中发生化学反应所产生的气体能够更方便的排出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的化成装置的结构示意图；

图2为图1所示的电池夹板的结构示意图；

图3为图1所示的弹性组件的结构示意图；

图4为图3所示的下压板的结构示意图；

图5为图4所示的下压板的V-V剖视图；

图6为本实用新型实施例1提供的化成装置工作时位于第一位置的示意图；

图7为本实用新型实施例1提供的化成装置工作时位于第二位置的示意图；

图8为本实用新型实施例1提供的化成装置工作时位于第三位置的示意图；

图9为本实用新型实施例1提供的化成装置工作时位于第四位置的示意图；

图10为本实用新型实施例1提供的化成装置工作时位于第五位置的示意图。

图标：100-化成装置；10-底座；20-基体；30-第一驱动装置；31-第一动力件；32-第二动力件；40-导柱；50-连接体；60-电池夹板；601-第一电池夹板；61-第一通孔；62-加热装置；63-夹紧间隙；70-弹性组件；71-上压板；711-第二通孔；72-第一弹性件；73-下压板；731-第三通孔；732-凹槽；74-导向杆；75-压力传感器；80-第二驱动装置；90-第二弹性件。

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种化成装置100，包括底座10、基体20、第一驱动装置30、导柱40、连接体50、至少两个电池夹板60、弹性组件70和第二驱动装置80。基体20与底座10转动连接，第一驱动装置30用于驱动基体20相对底座10绕水平轴线转动；导柱40支撑于基体20与连接体50之间，电池夹板60和弹性组件70均可移动的设置于导柱40，第二驱动装置80用于推动弹性组件70和最上侧的电池夹板60竖向向下移动。

其中，底座10起到支撑作用，其具体结构不受限制。

本实施例中，基体20和连接体50均为矩形板状结构，导柱40支撑于基体20与连接体50之间，导柱40的一端与基体20连接，导柱40的另一端与连接体50连接，连接体50位于基体20的上方。基体20位于底座10的上方，基体20与底座10铰接，第一驱动装置30作用于基体20与底座10之间，第一驱动装置30能够驱动基体20相对底座10绕水平轴线转动，从而使基体20偏离水平布置处于倾斜位置。

本实施例中，第一驱动装置30包括第一动力件31和第二动力件32，第一动力件31和第二动力件32均为伸缩结构，第一动力件31与第二动力件32均支撑于底座10与基体20之间，基体20相对底座10转动的水平轴线位于第一动力件31与第二动力件32之间。第一动力件31的一端与底座10铰接，第一动力件31的另一端与基体20铰接；第二动力件32的一端与底座10铰接，第二动力件32的另一端与基体20铰接。当第一动力件31伸长且第二动力件32缩短时，基体20将相对底座10绕水平轴线正向转动；当第一动力件31缩短且第二动力件32伸长时，基体20将相对底座10绕水平轴线反向转动。本实施例中，第一动力件31和第二动力件32为气缸。在其他具体实施例中，第一动力件31和第二动力件32也可为其他结构，比如液压缸。

本实施例中，导柱40为四个，四个导柱40分别位于矩形的四角处，即四个导柱40分别位于基体20的四角处，同时，四个导柱40分别位于连接体50的四角处。

电池夹板60的作用是夹紧电池。如图2所示，电池夹板60为矩形板状结构，电池夹板60上开设有第一通孔61，第一通孔61的两端分别贯通电池夹板60上下表面。第一通孔61的个数与导柱40的个数一致，即第一通孔61为四个，四个第一通孔61分别位于电池夹板60的四角处。

此外，本实施例中，电池夹板60上设有加热装置62，加热装置62为穿设于电池夹板60内的发热管。在其他具体实施例中，加热装置62也可为其他发热元件，比如发热电阻丝。

当然，电池夹板60可以是两个、三个或者三个以上其他个数。如图1所示，本实施例中，电池夹板60为三个，所有电池夹板60在竖向上间隔分布于导柱40，四个导柱40分别插设于电池夹板60的四个第一通孔61内，使得电池夹板60能够沿导柱40竖向移动。位于最下侧的电池夹板60放置于基体20的上表面。本实施例中，相邻的两个电池夹板60间设有第二弹性件90，第二弹性件90套设于导柱40的外侧，第二弹性件90为弹簧。由于导柱40为四个，则相邻的两个电池夹板60间的第二弹性件90也为四个，一个第二弹性件90作用于电池夹板60的一个角。

相邻的两个电池夹板60之间形成一个用于夹紧电池的夹紧间隙63，即三个电池夹板60形成两个夹紧间隙63。所有电池夹板60中位于最上侧的电池夹板60为第一电池夹板601，当两个夹紧间隙63内分别放置两块电池后，第一电池夹板601受到外力竖向向下移动将缩小夹紧间隙63，从而将各个电池夹紧，此时第二弹性件90处于压缩状态；当撤去第一电池夹板601上的外力后，在第二弹性件90的作用下，夹紧间隙63将增大，各个电池夹板60将回到初始位置。

本实施例中，如图3所示，弹性组件70包括上压板71、第一弹性件72、下压板73和导向杆74。上压板71与下压板73通过导向杆74连接，导向杆74的一端与下压板73连接固定，导向杆74竖向布置于下压板73，上压板71可移动的套设于导向杆74的外侧，上压板71能够沿导向杆74竖向移动。第一弹性件72设于上压板71与下压板73之间，第一弹性件72与导向杆74一一对应，第一弹性件72套设于导向杆74的外侧。当上压板71受到外力并沿导向杆74竖向向下移动时，上压板71与下压板73的距离将减小，第一弹性件72将被压缩；当撤去上压板71上的外力后，在第一弹性件72的作用下，上压板71将回到初始位置。弹性组件70中的导向杆74的设置为上压板71的竖向移动起到导向作用，导向杆74还可起到保持第一弹性件72的作用，将第一弹性件72始终保持在上压板71与下压板73之间。当然，上压板71与上压板71间的导向杆74的个数不受限制，可以是一个、两个或者多个。本实施例中，导向杆74为多个。本实施例中，第一弹性件72为弹簧，第一弹性件72的劲度系数大于第二弹性件90的劲度系数。

此外，上压板71上设有第二通孔711，第二通孔711的两端分别贯通上压板71上下表面。第二通孔711的个数与导柱40的个数一致，即第二通孔711为四个，四个第二通孔711分别位于上压板71的四角处。本实施例中，上压板71的上表面的中间位置设有压力传感器75。

如图4、图5所示，下压板73上设有第三通孔731，第三通孔731的两端分别贯通下压板73上下表面。第三通孔731的个数与导柱40的个数一致，即第三通孔731为四个，四个第三通孔731分别位于下压板73的四角处。本实施例中，下压板73的下表面设有多个凹槽732，凹槽732为矩形，所有凹槽732在下压板73上呈矩形阵列分布。

如图1所示，弹性组件70可移动设置于导柱40上，即四个导柱40分别插设于上压板71的四个第二通孔711内，四个导柱40分别插设于下压板73的四个第三通孔731内，使得弹性组件70能够沿导柱40竖向移动。弹性组件70的下压板73位于第一电池夹板601的上方，下压板73的下表面与第一电池夹板601的上表面接触，连接体50位于上压板71的上方。

本实施例中，第二驱动装置80的作用是驱动弹性组件70竖向向下移动。第二驱动装置80为伸缩结构，本实施例中，第二驱动装置80为气缸。第二驱动装置80固定于连接体50上，第二驱动装置80位于压力传感器75的正上方。当第二驱动装置80伸长时，第二驱动装置80的活塞杆将与压力传感器75接触，并推动弹性组件70竖向向下移动，使得第一电池夹板601竖向向下移动，从而缩小夹紧间隙63。在其他具体实施例中，第二驱动装置80也可为其他伸缩结构，比如，液压缸。

化成过程如下：

第一步：如图6所示，将需要进行化成的电池放进夹紧间隙63内；

第二步：如图7所示，启动第二驱动装置80，第二驱动装置80伸长与压力传感器75接触并推动弹性组件70竖向向下移动，以缩小夹紧间隙63，从而将电池夹紧。第二驱动装置80所施加的压紧力可根据化成工艺要求进行设置，压力传感器75可检测驱动装置的压紧力，并反馈给作业人员，以确定电池所受到的压力；

第三步：如图8所示，启动第一驱动装置30，第一动力件31伸长，第二动力件32缩短，使得基体20相对底座10正向转动一定角度，使电池处于倾斜状态。然后，启动加热装置62，开始化成工序，在化成时，电池内部会发生化学反应，形成SEI膜，在此过程中会产生部分气体产生。为此，将电池倾斜一定的角度，便于气体排出到气囊中。

第四步：如图9所示，化成工序完成后，再次启动第一驱动装置30，第一动力件31缩短，第二动力件32伸长，使得基体20相对底座10反向转动一定角度，使电池处于水平位置；

第五步：如图10所示，再次启动第二驱动装置80，第二驱动装置80缩短，电池被松开，把完成化成工序的电池取出。

在对电池进行夹紧时，电池放置在相邻的两个电池夹板60间所形成的夹紧间隙63内，第二驱动装置80伸长与压力传感器75接触并推动弹性组件70竖向向下移动，以缩小夹紧间隙63，从而将电池夹紧。第二驱动装置80所施加的压紧力可根据化成工艺要求进行设置，压力传感器75可检测驱动装置的压紧力，并反馈给作业人员，以确定电池所受到的压力。在对电池进行化成过程中，可通过第一驱动装置30使基体20相对底座10转动一定角度，从而调整电池的角度，从而使电池处于电池倾斜状态，电池在化成过程中发生化学反应所产生的气体能够更方便的排出。此外，这种化成装置100可对体积较大的大容量电池进行夹紧，适用范围广。

电池在被两个相邻的电池夹板60夹紧后，弹性组件70使得电池夹板60对电池所产生的力为弹性的、柔性的压力，使得电池被压紧但不会被压死。电池在化成过程中会不断发生化学反应，会有一个体积膨胀的过程，此时，弹性组件70中的下压板73将向上移动并继续压缩第一弹性件72，电池内部的排气通道不会被堵塞，保证电池在化成过程中所产生的气体能够顺利排出。

电池在化成过程中，电池夹板60中的加热装置62可对电池进行加热，有助于电解液的润湿和充分吸收，且有助于形成更为致密的SEI膜，消耗更多电解液。

本实施例中，电池夹紧机构中设有连接体50，连接体50可对导柱40起到加固作用，同时便于安装第二驱动装置80。

本实施例中，供电池夹板60滑动的导柱40为四个，可保证电池夹板60在竖向滑动过程中的稳定性。当然，在其他具体实施例中，导柱40也可以一个、两个或多个。

本实施例中，弹性组件70中的下压板73的下表面设有多个凹槽732，可减少下压板73的下表面与第一夹板的上表面的接触面积，以降低对下压板73的下表面和第一夹板的上表面的平面度的要求。

本实施例中，电池夹板60为三个，可对两个电池进行夹紧。在实际操作过程中，只需要增加电池夹板60的数量，一次便可装夹多个电池。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种化成装置，其特征在于，包括：

底座；

基体，所述基体可转动的设置于所述底座；

第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述基体相对所述底座绕水平轴线转动；

导柱，所述导柱竖向布置于所述基体；

至少两个电池夹板，所述电池夹板可移动的设于所述导柱，相邻的两个电池夹板间形成夹紧间隙，位于最上侧的电池夹板为第一电池夹板；

第二驱动装置，所述第二驱动装置用于推动所述第一电池夹板竖向向下移动，以缩小夹紧间隙。

2.根据权利要求1所述的化成装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一动力件和第二动力件，所述第一动力件和所述第二动力件均为伸缩结构；

所述第一动力件和所述第二动力件均支撑于所述底座与所述基体之间，所述水平轴线位于所述第一动力件与所述第二动力件之间。

3.根据权利要求1所述的化成装置，其特征在于，所述化成装置还包括弹性组件，所述弹性组件可移动的设于所述导柱，所述弹性组件位于所述第一电池夹板的上方；

所述第二驱动装置用于推动所述弹性组件竖向向下移动，以使所述第一电池夹板竖向向下移动，以缩小所述夹紧间隙。

4.根据权利要求3所述的化成装置，其特征在于，所述弹性组件包括上压板、第一弹性件和下压板，所述上压板和所述下压板均可移动的设于所述导柱，所述第一弹性件设于所述上压板与所述下压板之间。

5.根据权利要求4所述的化成装置，其特征在于，所述弹性组件还包括导向杆，所述导向杆竖向布置于所述下压板，所述上压板可移动的设置于所述导向杆，所述上压板能够沿所述导向杆竖向移动，所述第一弹性件套设于所述导向杆的外侧。

6.根据权利要求4所述的化成装置，其特征在于，所述化成装置还包括连接体；

所述导柱支撑于所述连接体与所述基体之间，所述连接体位于所述上压板的上方，所述第二驱动装置固定于所述连接体。

7.根据权利要求6所述的化成装置，其特征在于，所述第二驱动装置为伸缩结构，所述上压板上设有压力传感器；

所述第二驱动装置伸长能够与所述压力传感器接触，并推动所述弹性组件竖向向下移动。

8.根据权利要求4所述的化成装置，其特征在于，所述下压板的下表面设有多个凹槽。

9.根据权利要求1所述的化成装置，其特征在于，相邻的两个所述电池夹板间设有第二弹性件，所述第二弹性件套设于所述导柱的外侧。

10.根据权利要求1所述的化成装置，其特征在于，所述电池夹板上设有加热装置。