CN208423081U - 电芯受力均匀式锂电池化成夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电芯受力均匀式锂电池化成夹具；包括相对、且平行地设置在第一支撑座和第二支撑座之间的四组丝杆副，固定连接四组所述丝杆副螺母的推压板，以及驱动四组所述丝杆副同步运转，使推压板平移的电动机构；所述第一支撑座和所述第二支撑座之间还对称地设有两化成夹持机构；所述化成夹持机构包括压力传感器，弹性压紧机构，层板和导杆；电池放置在两组化成夹持机构的相邻层板之间后，电动机构推动压板运动，使层板将电池压紧；在推压板推动层板将电池夹紧时，两组化成夹持机构的弹性压紧机构被压缩的程度不同，因此能保证层板平衡，使得两组化成夹持机构内单个电池受力均匀，在化成后，不会造成电池厚度不均的问题。

Description

电芯受力均匀式锂电池化成夹具

技术领域

本实用新型涉及电池化成机械领域，具体涉及电芯受力均匀式锂电池化成夹具。

背景技术

现有技术中,通常，一套化成夹具包括两支撑座，设置在两支撑座之间的多根导柱，导柱上滑动连接有多层层板，通过电动丝杆机构推动层板将电池压紧，实现电池化成。并且在实际化成过程中，一套化成夹具中会放置两排电池。由于每个电池的厚度都存在一定差异；因此，两排电池中多个电池的厚度叠加后会造成两排电池厚度总会存在较大的差异的可能；在推动层板将压紧电池时，会导致层板往一边倾斜；因此造成两排电池上的每个电池的受力点不一致，并且受到的压力也不等，导致化成时电池的压力不均，并且在化成后，由于电池受力不均，会之间导致单个电池存在两端厚度不均的问题，严重影响了电池化成后的质量。鉴于以上缺陷，实有必要设计电芯受力均匀式锂电池化成夹具。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供电芯受力均匀式锂电池化成夹具，来解决现有的化成夹具装夹两排电池的总厚度不等时，会造成层板倾斜后导致电池受力不均的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：电芯受力均匀式锂电池化成夹具；包括相对、且平行地设置在第一支撑座和第二支撑座之间的四组丝杆副，固定连接四组所述丝杆副螺母的推压板，以及驱动四组所述丝杆副同步运转，使推压板平移的电动机构；所述第一支撑座和所述第二支撑座之间还对称地设有两化成夹持机构；所述化成夹持机构包括压力传感器，弹性压紧机构，层板和导杆；所述压力传感器的设于所述第一支撑座上；所述弹性压紧机构与所述压力传感器的受力端固定连接，或所述弹性压紧机构固定连接在所述推压板的内侧；多根所述导杆滑动的穿过多组所述层板后，一端与所述第一支撑座连接，另一端与所述第二支撑座连接；电动机构驱动四所述丝杆副的丝杆运转，使所述推压板推动所述层板压紧或松开换成电池。

进一步，所述层板的外侧上、下两端、以及另一侧的底部均设置有连接部，所述连接部上设有一导向孔；三件所述导杆对应地穿过所述导向孔。

进一步，所述弹性压紧机构与所述压力传感器的受力端固定连接；所述弹性压紧机构包括与所述压力传感器固定连接的连接板，设于所述连接板上的四个导套，贯穿所述导套的导柱，固定连接四所述导柱端部的受压板，以及设置在所述受压板与所述连接板之间的多个压缩弹簧组件；位于所述导杆两端的所述层板分别与所述受压板和所述推压板固定连接；相邻所述层板之间设有柔性连接件。

进一步，所述压缩弹簧组件包括多个一级弹簧，多个二级弹簧和多个三级弹簧；所述一级弹簧，所述二级弹簧和所述三级弹簧均匀地设置在所述连接板与所述受压板之间；所述一级弹簧的长度长于所述二级弹簧的长度，所述二级弹簧的长度长于所述三级弹簧的长度，且所述一级弹簧的弹性系数小于所述二级弹簧的弹性系数，所述二级弹簧的弹性系数小于所述三级弹簧的弹性系数。

进一步，所述弹性压紧机构固定连接在所述推压板的内侧；所述压力传感器的受力端设有固定板，所述固定板与之相邻的所述层板固定连接；所述弹性压紧机构包括设于所述推压板上的四个第二导套，贯穿所述第二导套的第二导柱，连接四件所述第二导柱的压板，设于所述压板与所述推压板之间的第二压缩弹簧组件。

进一步，所述第二压缩弹簧组件包括多个第一弹簧，多个第二弹簧和多个第三弹簧；所述第一弹簧，所述第二弹簧和所述第三弹簧均匀地设置在所述推压板与所述压板之间；所述第一弹簧的长度长于所述第二弹簧的长度，所述第二弹簧的长度长于所述第三弹簧的长度，且所述第一弹簧的弹性系数小于所述第二弹簧的弹性系数，所述第二弹簧的弹性系数小于所述第三弹簧的弹性系数。

进一步，所述电动机构包括紧套于四所述丝杆副的丝杆端部的从动齿轮，与所述从动齿轮啮合的过渡齿轮，与过渡齿轮啮合的主动齿轮，以及驱动所述主动齿轮旋转的电机。

进一步，所述第二支撑座的外侧还设有多个支撑柱；一安装板连接多个所述支撑柱；所述电机设于所述安装板上，所述主动齿轮紧套于所述电机的主轴上，所述过渡齿轮于所述第二支撑座转动连接。

进一步，所述层板包括层板本体，设于所述层板本体一侧的PCB板和另一侧的弹性压紧组件；所述PCB板与所述弹性压紧组件相对设置；化成压紧电池时，所述弹性压紧组件将电池的极耳压紧在相邻所述层板的所述PCB板上。

进一步，所述层板本体上还设有安装槽，所述弹性压紧组件设于所述安装槽内；所述弹性压紧组件包括槽体，压块和弹簧；所述槽体具有底壁，和设于底壁两侧的立壁；所述立壁的端部设有向内这位的限位部；所述压块的两侧具有限位凸台，多个所述压块设于两所述立壁之间、且所述限位凸台限位在所述限位部上，所述压块与所述底壁之间设有所述弹簧。

与现有技术相比，该电芯受力均匀式锂电池化成夹具具有以下有益效果：

1、在第一支撑座和第二支撑座之间对称地设有两组化成夹持机构；因此，化成电池设置在两组独立的化成夹持机构内，不会相互干涉；

2、在电池放置在两组化成夹持机构的相邻层板之间后，电动机构推动压板运动，使层板将电池压紧；当两组化成夹持机构夹持的电池的总厚度不同时，在推压板推动层板将电池夹紧时，两组化成夹持机构的弹性压紧机构被压缩的程度不同，因此能保证层板平衡，使得两组化成夹持机构内单个电池受力均匀，在化成后，不会造成电池厚度不均的问题。

附图说明

图1是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具的结构图；

图2是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具的反向结构图；

图3是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具所述化成夹持机构的结构图；

图4是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具所述导柱部分的结构图；

图5是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具所述弹性压紧机构的主视图；

图6是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具另一实施例的结构图；

图7是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具另一实施例的主视图；

图8是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具另一实施例所述化成夹持机构的结构图；

图9是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具另一实施例所述弹性压紧机构的主视图；

图10是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具的剖视图；

图11是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具所述层板的结构图；

图12是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具所述层板的反向结构图；

图13是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具所述电动驱动机构的结构图；

图14是本实用新型电芯受力均匀式锂电池化成夹具所述弹性压紧组件的结构图。

具体实施方式

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。

在下文中，阐述了多种特定细节，以便提供对构成所描述实施例基础的概念的透彻理解。然而，对本领域的技术人员来说，很显然所描述的实施例可以在没有这些特定细节中的一些或者全部的情况下来实践。在其他情况下，没有具体描述众所周知的处理步骤。

如图1-2所示，电芯受力均匀式锂电池化成夹具；包括相对、且平行地设置在第一支撑座1和第二支撑座2之间的四组丝杆副3，固定连接四组所述丝杆副3螺母的推压板4，以及驱动四组所述丝杆副3同步运转，使推压板4平移的电动机构5。所述第一支撑座1和所述第二支撑座2之间还对称地设有两化成夹持机构6。具体地，四组丝杆副3呈一矩形的对角设置，并且在同一竖直面的两丝杆副3作为一组，两化成夹持机构6位于两组丝杆副3之间。

如图3所述，所述化成夹持机构6包括压力传感器60，弹性压紧机构61，层板62和导杆63。所述压力传感器60的设于所述第一支撑座1上。具体地，压力传感器60贯穿第一支撑座后，压力传感器60的连接部与第一支撑座1螺栓锁紧连接。所述弹性压紧机构61与所述压力传感器60的受力端固定连接，或所述弹性压紧机构61固定连接在所述推压板4的内侧。多根所述导杆63滑动的穿过多组所述层板62后，一端与所述第一支撑座1连接，另一端与所述第二支撑座2连接。电动机构5驱动四所述丝杆副3的丝杆运转，使所述推压板4 推动所述层板62压紧或松开换成电池。具体地，待化成的装夹在两化成夹持机构的相邻层板62之间；电动机构5驱动四丝杆副3的丝杆旋转，使得螺母在丝杆行移动，从而带动推压板4推压层板62，从而使得层板62沿导杆63滑动，达到将电池夹紧化成。当两组化成夹持机构6中被夹持的电池总厚度不一致时；然而厚度小的那组化成夹持机构6中的弹性压紧机构61通过弹性自动补偿，从而保证两化成夹持机构6靠近推压板4端的层板相互平齐，保证了推压板4对两组层板62的压力相同，因此能避免层板62倾斜，保证了电池受力均匀，并且化成后，能防止电池的厚度不均的问题。

如图4所示，所述层板62的外侧上、下两端、以及另一侧的底部均设置有连接部62a、62b、62c，所述连接部上设有一导向孔；三件所述导杆63对应地穿过所述导向孔。通过三根导杆63对层板62起到导向和支撑作用，既能能保证层板62在导杆63滑动的稳定性，并且能有效减小整个化成夹具的宽度，达到节约空间。

参照图5，所述弹性压紧机构61包括与所述压力传感器60固定连接的连接板610，设于所述连接板610上的四个导套611，贯穿所述导套611的导柱612，固定连接四所述导柱612端部的受压板613，以及设置在所述受压板613与所述连接板610之间的多个压缩弹簧组件614。位于所述导杆63两端的所述层板62 分别与所述受压板613和所述推压板4固定连接；相邻所述层板62之间设有柔性连接件(附图为显示)。在两组化成夹持机构6中的电池厚度不一致时，两组弹性压紧机构61中的压缩弹簧组件614被压缩的程度不同，从而通过压缩弹簧组件来补偿厚度不一的情况，保证层板62平衡，避免了层板62在导杆63上倾斜。

具体参照图5，所述压缩弹簧组件614包括多个一级弹簧614a，多个二级弹簧614b和多个三级弹簧614c。所述一级弹簧614a，所述二级弹簧614b和所述三级弹簧614c均匀地设置在所述连接板610与所述受压板613之间。所述一级弹簧614a，的长度长于所述二级弹簧614b的长度，所述二级弹簧614b的长度长于所述三级弹簧614c的长度，且所述一级弹簧614a的弹性系数小于所述二级弹簧614b的弹性系数，所述二级弹簧614b的弹性系数小于所述三级弹簧 614c的弹性系数。由于电池在化成的过程中所需要的压力是逐步变化的。在换成的一开始，所需要的压力较小，因此通过电动机构5驱动丝杆副3旋转时，带动推板4移动，从而推动层板62件电池压紧时；最初，是一级弹簧614a被压缩，在化成的过程中，需要不断调整电池的压力，由于一级弹簧614a弹性系数较小，因此，在丝杆副3带动推压板4运动较长的距离，电池的压力也调整较小。因此在便于电池所需要的压力较小时，能保证压力的调整精度。在需要较大的压力时，二级弹簧614b被压缩。压力调整时，是同时改变一级弹簧614a和二级弹簧614b弹簧的压缩程度。在电池压力达到数吨时，则三级弹簧614c 被压缩。具体地说明，当被化成的电池是小型电池时，因此其需要压力相对较小，因此只需要一级弹簧614a被压缩就能实现电池压力化成所需要的压力。由于化成的过程中，电池所需要的压力是不断地变化，因此通过电动机构5推动推压板4压紧或松开层板62时，一级弹簧614a需要被调整较长的压缩程度则能实现电池所需要的压力，而传统的化成夹具弹簧都是一致，并且弹性系数相对较大，在调整压力时。精度难以控制。而采用3个等级的弹簧能提高电池压力调整的精度。

参照图6-7，电芯受力均匀式锂电池化成夹具的另一实施例，包括相对、且平行地设置在第一支撑座1和第二支撑座2之间的四组丝杆副3，固定连接四组所述丝杆副3螺母的推压板4，以及驱动四组所述丝杆副3同步运转，使推压板 4平移的电动机构5。所述第一支撑座1和所述第二支撑座2之间还对称地设有两化成夹持机构6。具体地，四组丝杆副3呈一矩形的对角设置，并且在同一竖直面的两丝杆副3作为一组，两化成夹持机构6位于两组丝杆副3之间。

具体参照图8-9，所述化成夹持机构6包括压力传感器60，弹性压紧机构 61，层板62和导杆63。所述压力传感器60的设于所述第一支撑座1上。具体地，压力传感器60贯穿第一支撑座后，压力传感器60的连接部与第一支撑座1 螺栓锁紧连接。所述压力传感器60的受力端设有固定板64，所述固定板64与之相邻的所述层板62固定连接。所述弹性压紧机构61包括设于所述推压板4 上的四个第二导套6100，贯穿所述第二导套6100的第二导柱6101，连接四件所述第二导柱6101的压板6102，设于所述压板6102与所述推压板4之间的第二压缩弹簧组件6103。多根所述导柱63滑动的穿过多组所述层板62后，一端与所述第一支撑座1连接，另一端与所述第二支撑座2连接。电动机构5驱动四所述丝杆副3的丝杆运转，使所述推压板4推动所述层板62压紧或松开换成电池。与固定板64相邻的层板62与之固定连接，与压板6102的层板62与之固定连接；相邻层板之间设置有柔性连接件(附图为显示)。具体地，待化成的装夹在两化成夹持机构的相邻层板62之间；电动机构5驱动四丝杆副3的丝杆旋转，使得螺母在丝杆行移动，从而带动推压板4推动弹性压紧机构61，使得层板62沿导杆63滑动，达到将电池夹紧化成。当两组化成夹持机构6中被夹持的电池总厚度不一致时；以固定板64为定位基准。然而厚度小的那组化成夹持机构6中的弹性压紧机构61第二压缩弹簧组件6103被压缩的程度不同，因此使得推压板4始终保持平衡，保证了推压板4对两组层板62的压力相同，因此能避免层板62倾斜，保证了电池受力均匀，并且化成后，能防止电池的厚度不均的问题。

参照图10-12，所述层板62的外侧上、下两端、以及另一侧的底部均设置有连接部62a、62b、62c，所述连接部上设有一导向孔；三件所述导杆63对应地穿过所述导向孔。通过三根导杆63对层板62起到导向和支撑作用，既能能保证层板62在导杆63滑动的稳定性，并且能有效减小整个化成夹具的宽度，达到节约空间。

进一步，所述第二压缩弹簧组件6103包括多个第一弹簧6103a，多个第二弹簧6103b和多个第三弹簧6103c。所述第一弹簧6103a，所述第二弹簧6103b 和所述第三弹簧6103c均匀地设置在所述推压板4与所述压板6102之间；所述第一弹簧6103a的长度长于所述第二弹簧6103b的长度，所述第二弹簧6103b 的长度长于所述第三弹簧6103c的长度，且所述第一弹簧6103a的弹性系数小于所述第二弹簧6103b的弹性系数，所述第二弹簧6103b的弹性系数小于所述第三弹簧6103c的弹性系数。

参照图13，所述电动机构5包括紧套于四所述丝杆副3的丝杆端部的从动齿轮50，与所述从动齿轮50啮合的过渡齿轮51，与过渡齿轮51啮合的主动齿轮52，以及驱动所述主动齿轮51旋转的电机53。具体地，过渡齿轮51数量为两件，且设置在主动齿轮52的两侧；位于同一竖直平面丝杆副3上的从动齿轮 50与一过渡齿轮51啮合。

进一步，所述第二支撑座2的外侧还设有多个支撑柱20；一安装板21连接多个所述支撑柱20；所述电机53设于所述安装板21上，所述主动齿轮52紧套于所述电机53的主轴上，所述过渡齿轮51于所述第二支撑座2转动连接。

进一步地，丝杆副3的丝杆两端套有轴承，两端的轴承分别安装在第一支撑座1和第二支撑座内。

参照图10-11，所述层板62包括层板本体620，设于所述层板本体620一侧的PCB板621和另一侧的弹性压紧组件622；所述PCB板621与所述弹性压紧组件622相对设置；化成压紧电池时，所述弹性压紧组件622将电池的极耳压紧在相邻所述层板的所述PCB板621上。通过PCB板621与化成电源接电，实现给电池通电换成。具体地，PCB板621上具有两独立的电路，两独立的电路上设有接电端，通过两接线端与化成电源电连接，实现给电池通电。

参照图14，所述层板本体620上还设有安装槽，所述弹性压紧组件622设于所述安装槽内。所述弹性压紧组件622包括槽体6220，压块6221和弹簧；所述槽体6220具有底壁，和设于底壁两侧的立壁；所述立壁的端部设有向内这位的限位部；所述压块6221的两侧具有限位凸台，多个所述压块6221设于两所述立壁之间、且所述限位凸台限位在所述限位部上，所述压块与所述底壁之间设有所述弹簧。两相邻层板62夹紧电池时，弹性压紧组件322将电池的极耳压紧在PCB板621上。

如图9所示，所述层板62的三个所述连接部62a、62b、62c的侧面均设有连接组件；所述柔性连接件数量为三组，三组柔性连接件分别连接在相邻所述层板之间对应的连接组件上。具体地，连接组件分为上、中、下三组；相邻层板62的上连接组件之间设有一柔性连接件，相邻层板62的中连接组件之间设有另一柔性连接件；相邻层板62的下连接组件之间设有第三柔性连接件。进一步地，柔性连接件为链条；连接组件包括上下设置的固定件和连接销。连接销与链条枢接连接后，两端固定连接在固定件上。

进一步，所述层板62的顶部还设有导向件。

进一步，所述层板62的底端还设有多个连接孔，所述连接孔内设有电热棒。电热棒通电后，实现电池热压化成。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.电芯受力均匀式锂电池化成夹具；包括相对、且平行地设置在第一支撑座和第二支撑座之间的四组丝杆副，固定连接四组所述丝杆副螺母的推压板，以及驱动四组所述丝杆副同步运转，使推压板平移的电动机构；其特征在于，所述第一支撑座和所述第二支撑座之间还对称地设有两化成夹持机构；所述化成夹持机构包括压力传感器，弹性压紧机构，层板和导杆；所述压力传感器的设于所述第一支撑座上；所述弹性压紧机构与所述压力传感器的受力端固定连接，或所述弹性压紧机构固定连接在所述推压板的内侧；多根所述导杆滑动的穿过多组所述层板后，一端与所述第一支撑座连接，另一端与所述第二支撑座连接；电动机构驱动四所述丝杆副的丝杆运转，使所述推压板推动所述层板压紧或松开换成电池。

2.如权利要求1所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述层板的外侧上、下两端、以及另一侧的底部均设置有连接部，所述连接部上设有一导向孔；三件所述导杆对应地穿过所述导向孔。

3.如权利要求2所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述弹性压紧机构与所述压力传感器的受力端固定连接；所述弹性压紧机构包括与所述压力传感器固定连接的连接板，设于所述连接板上的四个导套，贯穿所述导套的导柱，固定连接四所述导柱端部的受压板，以及设置在所述受压板与所述连接板之间的多个压缩弹簧组件；位于所述导杆两端的所述层板分别与所述受压板和所述推压板固定连接；相邻所述层板之间设有柔性连接件。

4.如权利要求3所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述压缩弹簧组件包括多个一级弹簧，多个二级弹簧和多个三级弹簧；所述一级弹簧，所述二级弹簧和所述三级弹簧均匀地设置在所述连接板与所述受压板之间；所述一级弹簧的长度长于所述二级弹簧的长度，所述二级弹簧的长度长于所述三级弹簧的长度，且所述一级弹簧的弹性系数小于所述二级弹簧的弹性系数，所述二级弹簧的弹性系数小于所述三级弹簧的弹性系数。

5.如权利要求2所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述弹性压紧机构固定连接在所述推压板的内侧；所述压力传感器的受力端设有固定板，所述固定板与之相邻的所述层板固定连接；所述弹性压紧机构包括设于所述推压板上的四个第二导套，贯穿所述第二导套的第二导柱，连接四件所述第二导柱的压板，设于所述压板与所述推压板之间的第二压缩弹簧组件。

6.如权利要求5所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述第二压缩弹簧组件包括多个第一弹簧，多个第二弹簧和多个第三弹簧；所述第一弹簧，所述第二弹簧和所述第三弹簧均匀地设置在所述推压板与所述压板之间；所述第一弹簧的长度长于所述第二弹簧的长度，所述第二弹簧的长度长于所述第三弹簧的长度，且所述第一弹簧的弹性系数小于所述第二弹簧的弹性系数，所述第二弹簧的弹性系数小于所述第三弹簧的弹性系数。

7.如权利要求1所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述电动机构包括紧套于四所述丝杆副的丝杆端部的从动齿轮，与所述从动齿轮啮合的过渡齿轮，与过渡齿轮啮合的主动齿轮，以及驱动所述主动齿轮旋转的电机。

8.如权利要求7所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述第二支撑座的外侧还设有多个支撑柱；一安装板连接多个所述支撑柱；所述电机设于所述安装板上，所述主动齿轮紧套于所述电机的主轴上，所述过渡齿轮于所述第二支撑座转动连接。

9.如权利要求1-8任一项所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述层板包括层板本体，设于所述层板本体一侧的PCB板和另一侧的弹性压紧组件；所述PCB板与所述弹性压紧组件相对设置；化成压紧电池时，所述弹性压紧组件将电池的极耳压紧在相邻所述层板的所述PCB板上。

10.如权利要求9所述的电芯受力均匀式锂电池化成夹具，其特征在于，所述层板本体上还设有安装槽，所述弹性压紧组件设于所述安装槽内；所述弹性压紧组件包括槽体，压块和弹簧；所述槽体具有底壁，和设于底壁两侧的立壁；所述立壁的端部设有向内这位的限位部；所述压块的两侧具有限位凸台，多个所述压块设于两所述立壁之间、且所述限位凸台限位在所述限位部上，所述压块与所述底壁之间设有所述弹簧。