CN208706792U - 锂离子电池夹具 - Google Patents

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王进
杨六香
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Abstract

本实用新型提供一种锂离子电池夹具，包括探针组件、电池极耳垫片、硅胶加热板、电池压板机架、探针组件固定孔以及夹具安装孔；电池压板机架的左侧设置两个用于插入到探针组件固定孔的探针组件；电池压板机架的右侧设置一个用于插入到探针组件固定孔的探针组件；探针组件包括探针、探针连接片、探针保护支架、探针保护支架螺孔、探针固定块、探针固定块螺孔以及探针固定块插条。优点为：可同时适用于同侧出极耳与异侧出极耳两款型号的锂离子电池；并且，可同时适用于不同厚度的锂离子电池，具有适用性广的特点；还具有安装方便，调整扩充简单的优点，使软包锂离子电池在化成时实现加热与加压功能。

Description

锂离子电池夹具
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池夹具。
背景技术
锂离子电池因其具有能量密度高、绿色环保、无记忆效应、循环寿命长以及自放电少等突出的优点，成为数码类、电动工具及动力类电源的首选。其中，与圆柱及方形锂离子电池相比，软包锂离子电池具有更高的体积能量密度，而受到数码类产品的青睐。
软包锂离子电池需要被锂离子电池夹具夹持，并进行电池常规化成工艺，以期在锂离子电池负极表面形成致密稳定的固体电解质界面膜。然而，对于电池常规化成而言，电池在化成过程中所产部分气体会残留在电极界面间，造成化成界面的不均一，因此，各大厂家积极采用新型的化成方式，如负压化成、加热加压化成等。由于软包锂离子电池自身结构特点，更加适用于加热加压化成技术。该加热加压化成技术可以使锂离子电池在化成过程中界面贴合紧密、且由于适用加热、加压工艺，化成电流可提高，大大节省了化成时间。
现有技术中，在对软包锂离子电池进行加热加压化成时，其所采用的锂离子电池夹具主要具有以下问题：(1)对于特定的锂离子电池夹具，其仅适用于同侧出极耳电池或异侧出极耳电池，而无法同时夹持同侧出极耳电池和异侧出极耳电池，从而限制了锂离子电池夹具的适用范围；(2)锂离子电池夹具仅能夹持特定厚度的锂离子电池；因此，当锂离子电池的厚度调整时，必须更换对应的锂离子电池夹具，从而限制了锂离子电池夹具的适用范围。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种锂离子电池夹具，可有效解决上述问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型提供一种锂离子电池夹具，包括探针组件(1)、电池极耳垫片(2)、硅胶加热板(3)、电池压板机架(4)、探针组件固定孔(6)以及夹具安装孔(7)；
所述电池压板机架(4)的左右两侧的底部对称设置沿宽度方向且开口朝下的凹槽(8)；所述凹槽(8)内用于安装所述电池极耳垫片(2)；所述电池压板机架(4)的左右两侧的侧面对称设置若干个沿宽度方向排列的探针组件固定孔(6)；
所述电池压板机架(4)的左侧设置两个用于插入到所述探针组件固定孔(6)的所述探针组件(1)；所述电池压板机架(4)的右侧设置一个用于插入到所述探针组件固定孔(6)的所述探针组件(1)；每个所述探针组件(1)包括探针(11)、探针连接片(12)、探针保护支架(13)、探针保护支架螺孔(131)、探针固定块(14)、探针固定块螺孔(141)以及探针固定块插条(15)；所述探针固定块(14)的一侧固定安装有用于插入到所述探针组件固定孔(6)的所述探针固定块插条(15)；所述探针固定块(14)的另一侧开设垂直的所述探针固定块螺孔(141)，通过所述探针固定块螺孔(141)，将所述探针组件(1)固定到所述电池压板机架(4)的对应位置；所述探针固定块(14)的顶部固定安装所述探针连接片(12)；所述探针连接片(12)位于所述电池压板机架(4)的上方；所述探针连接片(12)的末端具有垂直向上的所述探针(11)；所述探针连接片(12)的上面设置所述探针保护支架(13)，所述探针保护支架(13)的一端与所述探针连接片(12)通过所述探针保护支架螺孔(131)安装固定；所述探针保护支架(13)的另一端靠近所述探针(11)，所述探针保护支架(13)的另一端可按压；
所述电池压板机架(4)的上面放置所述硅胶加热板(3)；所述硅胶加热板(3)的上面放置锂离子电池；所述锂离子电池侧面的电池极耳(16)位于所述探针(11)的上面，所述探针保护支架(13)的末端抵压于所述电池极耳(16)的背面；所述电池极耳(16)的正面被其上方的另一个锂离子电池夹具的所述电池极耳垫片(2)按压，由此使所述电池极耳(16)与所述探针(11)紧密接触；
所述电池压板机架(4)的侧面还固定安装所述夹具安装孔(7)，通过所述夹具安装孔(7)，将上下层叠设置的多个所述锂离子电池夹具固定，并固定在化成机导杆上面。
优选的，所述电池压板机架(4)的材料为铝合金。
优选的，所述探针组件固定孔(6)为成组设置，每组包括两个探针组件固定孔(6)，用于与设置在探针组件(1)的两个所述探针固定块插条(15)插接。
优选的，所述硅胶加热板(3)的背面安装有温度传感器(5)。
本实用新型提供的锂离子电池夹具具有以下优点：
用于软包锂离子电池热压化成工艺中夹持软包锂离子电池，该锂离子电池夹具，可同时适用于同侧出极耳与异侧出极耳两款型号的锂离子电池；并且，可同时适用于不同厚度的锂离子电池，具有适用性广的特点；还具有安装方便，调整扩充简单的优点，使软包锂离子电池在化成时实现加热与加压功能。
附图说明
图1为本实用新型提供的锂离子电池夹具的俯视结构示意图；
图2为本实用新型提供的锂离子电池夹具的仰视结构示意图；
图3为本实用新型提供的锂离子电池夹具的部分剖面结构示意图；
图4为本实用新型提供的锂离子电池夹具的探针组件固定孔的布置方式示意图；
图5为本实用新型提供的三个锂离子电池夹具夹持两块锂电池的原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供一种锂离子电池夹具，用于软包锂离子电池热压化成工艺中夹持软包锂离子电池，该锂离子电池夹具，可同时适用于同侧出极耳与异侧出极耳两款型号的锂离子电池；并且，可同时适用于不同厚度的锂离子电池，具有适用性广的特点；还具有安装方便，调整扩充简单的优点，使软包锂离子电池在化成时实现加热与加压功能。
参考图1和图2，分别为锂离子电池夹具的俯视和仰视结构图；参考图3，为锂离子电池夹具的部分剖面结构示意图；锂离子电池夹具包括探针组件1、电池极耳垫片2、硅胶加热板3、电池压板机架4、探针组件固定孔6以及夹具安装孔7；
电池压板机架4作为夹具主体，采用机械强度高、耐高温、结构稳定的金属材料制成，具体可以为铝合金。
电池压板机架4的左右两侧的底部对称设置沿宽度方向且开口朝下的凹槽8；凹槽8内用于安装电池极耳垫片2，当锂离子电池厚度不同时，更换对应厚度的电池极耳垫片2；本锂离子电池夹具下方安装的电池极耳垫片2用于对其下方的锂离子电池夹具的电池极耳16按压，从而使其下方的锂离子电池夹具的电池极耳16与探针11紧密接触。
电池压板机架4的左右两侧的侧面对称设置若干个沿宽度方向排列的探针组件固定孔6；
电池压板机架4的左侧设置两个用于插入到探针组件固定孔6的探针组件1；电池压板机架4的右侧设置一个用于插入到探针组件固定孔6的探针组件1，探针组件1通过探针组件固定孔6与电池压板机架4可拆卸连接，实际应用中，可根据采用的锂离子电池的型号确定安装的探针组件1的位置和数量，例如，当需要夹持同侧出极耳的锂离子电池时，可仅在电池压板机架4的左侧安装两个探针组件1即可。当需要夹持异侧出极耳的锂离子电池时，可分别在电池压板机架4的左右两侧各安装一个探针组件1。
另外，由于探针组件1通过探针组件固定孔6与电池压板机架4插接固定，因此，探针组件1在电池压板机架4侧面的位置可调整，尤其当需要夹持同侧出极耳的锂离子电池时，可根据电池极耳中心距范围，对安装于电池压板机架4的左侧的两个探针组件1的距离调整，从而进一步扩大锂离子电池夹具的适用范围。
参考图3，每个探针组件1包括探针11、探针连接片12、探针保护支架13、探针保护支架螺孔131、探针固定块14、探针固定块螺孔141以及探针固定块插条15；探针固定块14的一侧固定安装有用于插入到探针组件固定孔6的探针固定块插条15；实际应用中，探针组件固定孔6为成组设置，每组包括两个探针组件固定孔6，用于与设置在探针组件1的两个探针固定块插条15插接，从而提高探针组件1与电池压板机架4插接固定的牢固性。
探针固定块14的另一侧开设垂直的探针固定块螺孔141，通过探针固定块螺孔141，将探针组件1固定到电池压板机架4的对应位置；探针固定块14的顶部固定安装探针连接片12；探针连接片12位于电池压板机架4的上方；探针连接片12的末端具有垂直向上的探针11，探针11采用铍铜冲压热处理工艺制作，表面采用镀金工艺处理，镀金厚度不小于0.2um。探针连接片12的上面设置探针保护支架13，探针保护支架13的一端与探针连接片12通过探针保护支架螺孔131安装固定；探针保护支架13的另一端靠近探针11，探针保护支架13的另一端可按压；
电池压板机架4的上面放置硅胶加热板3；硅胶加热板3的上面放置锂离子电池；锂离子电池侧面的电池极耳16位于探针11的上面，探针保护支架13的末端抵压于电池极耳16的背面；电池极耳16的正面被其上方的另一个锂离子电池夹具的电池极耳垫片2按压，由此使电池极耳16与探针11紧密接触；其中，电池极耳垫片2用于调整不同厚度电池极耳16与探针11的接触紧密型，确保接触良好；电池极耳垫片2采用耐高温、抗腐蚀、轻便便宜材料制成，具体可以为硅胶、PP、PE、PTFE、PVDF等。
电池压板机架4的侧面还固定安装夹具安装孔7，通过夹具安装孔7，将上下层叠设置的多个锂离子电池夹具固定，并固定在化成机平行的两个导杆上面。
本实用新型提供的锂离子电池夹具，用于夹持锂离子电池进行加热化成工艺，以夹持两个锂离子电池进行加热化成为例，其使用原理如图5所示：
在图5中，共采用了三个锂离子电池夹具，分别为锂离子电池夹具A、锂离子电池夹具B和锂离子电池夹具C；其中，锂离子电池夹具B位于最下方，其上面的锂离子电池的电池极耳位于锂离子电池夹具A的电池极耳垫片的下方；根据锂离子电池夹具B的电池厚度，采用对应厚度的锂离子电池夹具A的电池极耳垫片；锂离子电池夹具A位于中间位置，其上面的锂离子电池的电池极耳位于锂离子电池夹具C的电池极耳垫片的下方；根据锂离子电池夹具A的电池厚度，采用对应厚度的锂离子电池夹具C的电池极耳垫片；而锂离子电池夹具C仅用于按压锂离子电池夹具A的电极极耳，因此，其不需要安装探针组件1；
锂离子电池夹具A、锂离子电池夹具B和锂离子电池夹具C按由上向下顺序层压到一起，并固定在化成机平行的两个导杆上面；在化成机驱动推动三个锂离子电池夹具相压时，外力装置可以是气缸或电机，可使锂离子电池夹具B的电池极耳和其探针紧密接触，使锂离子电池夹具A的电池极耳和其探针紧密接触；
此外，锂离子电池夹具A和锂离子电池夹具B所夹持的锂离子电池的下面各布置硅胶加热板3，硅胶加热板3的背面安装有温度传感器5，用于监控锂离子电池实时温度。硅胶加热板温度控制范围在常温～100℃。化成时可根据工艺要求对锂离子电池进行不同温度加热。
附图5仅为一种示例，实际应用中，可层压多个锂离子电池夹具，从而对多块锂离子电池进行加热加压化成。其原理可大致描述为：工作时，化成机气缸或电机驱动推动相邻的两个锂离子电池夹具相压时，上一块锂离子电池中的电池极耳垫片压住下一块锂离子电池夹具中的电池极耳，当电池极耳被按压时，会下压与其直接接触的探针以及探针下面的探针保护支架；通过更换不同厚度的电池极耳垫片调整对探针保护支架的下压程度，从而确保探针组件中探针与电池极耳接触紧密性。
本实用新型提供的锂离子电池夹具，具有安装方便，调整扩充简单，适用性广等特点，因此，电池型号及厚度调整时无需大规模更换夹具，可大大提高软包锂离子电池的生产效率，对于大规模连续生产具有重大指导意义。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种锂离子电池夹具，其特征在于，包括探针组件(1)、电池极耳垫片(2)、硅胶加热板(3)、电池压板机架(4)、探针组件固定孔(6)以及夹具安装孔(7)；
所述电池压板机架(4)的左右两侧的底部对称设置沿宽度方向且开口朝下的凹槽(8)；所述凹槽(8)内用于安装所述电池极耳垫片(2)；所述电池压板机架(4)的左右两侧的侧面对称设置若干个沿宽度方向排列的探针组件固定孔(6)；
所述电池压板机架(4)的左侧设置两个用于插入到所述探针组件固定孔(6)的所述探针组件(1)；所述电池压板机架(4)的右侧设置一个用于插入到所述探针组件固定孔(6)的所述探针组件(1)；每个所述探针组件(1)包括探针(11)、探针连接片(12)、探针保护支架(13)、探针保护支架螺孔(131)、探针固定块(14)、探针固定块螺孔(141)以及探针固定块插条(15)；所述探针固定块(14)的一侧固定安装有用于插入到所述探针组件固定孔(6)的所述探针固定块插条(15)；所述探针固定块(14)的另一侧开设垂直的所述探针固定块螺孔(141)，通过所述探针固定块螺孔(141)，将所述探针组件(1)固定到所述电池压板机架(4)的对应位置；所述探针固定块(14)的顶部固定安装所述探针连接片(12)；所述探针连接片(12)位于所述电池压板机架(4)的上方；所述探针连接片(12)的末端具有垂直向上的所述探针(11)；所述探针连接片(12)的上面设置所述探针保护支架(13)，所述探针保护支架(13)的一端与所述探针连接片(12)通过所述探针保护支架螺孔(131)安装固定；所述探针保护支架(13)的另一端靠近所述探针(11)，所述探针保护支架(13)的另一端可按压；
所述电池压板机架(4)的上面放置所述硅胶加热板(3)；所述硅胶加热板(3)的上面放置锂离子电池；所述锂离子电池侧面的电池极耳(16)位于所述探针(11)的上面，所述探针保护支架(13)的末端抵压于所述电池极耳(16)的背面；所述电池极耳(16)的正面被其上方的另一个锂离子电池夹具的所述电池极耳垫片(2)按压，由此使所述电池极耳(16)与所述探针(11)紧密接触；
所述电池压板机架(4)的侧面还固定安装所述夹具安装孔(7)，通过所述夹具安装孔(7)，将上下层叠设置的多个所述锂离子电池夹具固定，并固定在化成机导杆上面。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池夹具，其特征在于，所述电池压板机架(4)的材料为铝合金。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池夹具，其特征在于，所述探针组件固定孔(6)为成组设置，每组包括两个探针组件固定孔(6)，用于与设置在探针组件(1)的两个所述探针固定块插条(15)插接。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池夹具，其特征在于，所述硅胶加热板(3)的背面安装有温度传感器(5)。
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