CN209344268U - 一种用于锂电池的卧式化成夹具 - Google Patents

一种用于锂电池的卧式化成夹具 Download PDF

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张瑛
刘长清
强志杰
徐福斌
阳如坤
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Abstract

本实用新型公开了一种用于锂电池的卧式化成夹具，包括：相对设置的两固定座；设置在两固定座之间的至少两根导杆；穿设在所述至少两根导杆上、并可沿导杆的长度方向滑动的多个层板；位于一固定座与所述多个层板之间的推板；用于输出转矩以为所述推板提供推力的施压机构；位于另一固定座与所述多个层板之间的弹性组件；以及用于控制所述施压机构为所述推板提供的推力的大小的控制单元；本夹具结构简单，通过施压机构为推板提供推力，显著的提高操作效率，该推力通过各层板压紧电芯，电芯受压平整，且压力均匀、一致性好，通过控制单元的作用可对施压机构提供的推力进行调整，以调节电芯所受到的压力，满足不同电芯的需求。

Description

一种用于锂电池的卧式化成夹具
技术领域
本申请涉及电池制造技术领域，具体涉及一种用于锂电池的卧式化成夹具。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，锂电池市场需求逐步加大，化成是动力型锂电池生产测试中首次充电，是电池生产过程中非常重要的环节，化成的目的是让电极表面形成稳定的SEI膜(固体电解质界面膜)，也就是相当于一个把电芯激活的过程，这个过程中会产生一定的气体，为了排出气体及保证电极表面平整，传统的工厂会把电芯夹在夹具里(如利用玻璃板夹住电池，然后上钢夹子)上化成柜化成，但是由于内部应力较大，会产生一定的变形，需在化成后增加整形工序，原有测试设备和电池连接时会采用裸放方式，操作效率低，电池未受设定压力挤压，外观不平整，循环性差。
因此，现有技术有待改进和提高。
实用新型内容
本申请旨在提供一种用于锂电池的卧式化成夹具，以提高电池的化成效率。
本申请提供了一种用于锂电池的卧式化成夹具，包括：
相对设置的两固定座；
设置在两固定座之间的至少两根导杆；
穿设在所述至少两根导杆上、并可沿导杆的长度方向滑动的多个层板；
位于一固定座与所述多个层板之间的推板；
用于为所述推板提供推力的施压机构；
位于另一固定座与所述多个层板之间的弹性组件；以及
用于控制所述施压机构为所述推板提供的推力的大小的控制单元；
各层板的同侧均设有用于定位电芯的定位架；所述推板用于在所述施压机构提供的推力的作用下推动层板以压紧电芯；所述弹性组件用于缓冲所述推板的推力；所述压力传感器与所述施压机构电连接，其用于感测所述推板的推力。
所述的卧式化成夹具，其中，所述施压机构包括：位于一固定座外侧的驱动电机，设置在所述两固定座之间的至少两个丝杆，以及齿传动组件；所述控制单元包括位于所述弹性组件与另一固定座之间的压力传感器，所述驱动电机与所述压力传感器电连接；所述压力传感器用于感测所述推板的推力，并将该推力反馈给所述驱动电机；所述丝杆穿设在推板上，且在所述推板上设置有与所述丝杆适配的螺纹孔；所述丝杆通过所述齿传动组件与所述驱动电机连接，用于将所述驱动电机输出的转动运动转化为直线运动。
所述的卧式化成夹具，其中，所述丝杆设置有四个。
所述的卧式化成夹具，其中，所述弹性组件包括：第一固定板、第二固定板以及位于第一固定板和第二固定板之间的多个弹性件；所述第一固定板靠近所述多个层板设置，所述第二固定板靠近另一固定座设置，所述第一固定板和第二固定板均穿设在所述导杆上；所述压力传感器位于所述第二固定板和另一固定座之间。
所述的卧式化成夹具，其中，所述定位架为U型形状。
所述的卧式化成夹具，其中，所述推板穿设在所述导杆上，且所述推板可沿所述导杆的长度方向滑动。
所述的卧式化成夹具，其中，所述导杆设置有四个，四个导杆中均布的贯穿层板的四角。
所述的卧式化成夹具，其中，还包括：设置在两固定座之间、且位于所述推板下方的至少两个导轨；所述推板的底端对应的设置有至少两个滑动件；所述至少两个滑动件可分别沿各自所对应的导轨的长度方向滑动。
本实用新型的有益效果是：
本申请所提供的用于锂电池的卧式化成夹具，包括：相对设置的两固定座；设置在两固定座之间的至少两根导杆；穿设在所述至少两根导杆上、并可沿导杆的长度方向滑动的多个层板；位于一固定座与所述多个层板之间的推板；用于输出转矩以为所述推板提供推力的施压机构；位于另一固定座与所述多个层板之间的弹性组件；以及用于控制所述施压机构为所述推板提供的推力的大小的控制单元；各层板的同侧均设有用于定位电芯的定位架；所述推板用于在所述施压机构提供的推力的作用下推动层板以压紧电芯；所述弹性组件用于缓冲所述推板的推力。本卧式化成夹具结构简单，通过施压机构为推板提供推力，显著提高操作效率，该推力通过各层板压紧电芯，电芯受压平整，且压力均匀、一致性好，通过控制单元的作用可对施压机构提供的推力进行调整，以调节电芯所受到的压力，满足不同电芯的需求。
附图说明
图1为本实用新型提供的卧式化成夹具的结构示意图；
图2为本实用新型提供的卧式化成夹具的部分结构示意图；
图3为本实用新型提供的卧式化成夹具另一视角的结构示意图；
图4为本实用新型提供的层板的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
参见图1-图3中所示，本实施例所提供的用于锂电池的卧式化成夹具包括：两固定座，至少两根导杆20，多个层板30，推板40，施压机构50，弹性组件60和控制单元。
两固定座相对设置，以下为便于描述，将两固定座分别称为第一固定座和第二固定座，即一固定座为第一固定座11，另一固定座为第二固定座12。
至少两根导杆20设置在第一固定座11和第二固定座12之间。如图2中所述，导杆20设置有四根，四根导杆20中的两两分别以上下的方式固定在第一固定座11和第二固定座12之间的两侧。
多个层板30均穿设在四根导杆20上、并可沿导杆20的长度方向滑动。参见图4中所示，图4中示出的是在一个层板30上设置电芯80的结构示意图，该一个层板30的一侧设置有用于定位电芯80的定位架31，具体到多个层板30的是在各层板30的同侧设置该定位架31，该定位架31为U型形状，电芯80被定位在U型形状的定位架31内。在各层板30的四角分别设置导向孔31，四个导向孔31分别穿设在四根导杆20上。
推板40位于第一固定座11与多个层板30之间，施压机构50设置在第一固定座11的外侧，该施压机构50用于为推板40提供推力，具体是，施压机构50以输出转矩的方式为推板40提供推力，该推板40用于在施压机构50的作用下推动各层板30以压紧电芯80，即施压机构50输出沿第一固定座11向第二固定座12方向的推力。可以理解的是推板40位于第一固定座11与多个层板30中靠近第一固定座11的第一个层板30之间，该推板40上同样设置有四个导向孔，以使该推板40通过在推板40上设置的四个导向孔分别穿设在四个导杆20上，从而可使得推板40可沿导杆20的长度方向滑动。
在一实施例中，本卧式化成夹具还包括：设置在第一固定座11和第二固定座12之间、且位于推板40下方的至少两个导轨90，在推板40的底端对应的位置处相应的设置有数目与导轨90数目一致的至少两个滑动件41，该滑动件41具体为导轨滚轮，该至少两个滑动件41可分别沿与各自所对应的导轨90的长度方向滑动，以使推板40更加平稳的滑动，并对推板40起支撑作用。
弹性组件60位于第二固定座12与多个层板30之间，具体的是，弹性组件30位于第二固定座12与多个层板30中靠近第二固定座12的最后一个层板30之间。弹性组件60用于缓冲推板40产生的推力，以使层板30受压时动作平缓，不至于推力过猛而损坏电芯80。
控制单元用于控制施压机构50为推板40所提供的推力的大小，具体的控制单元包括压力传感器70，该压力传感器70位于弹性组件30与第二固定座12之间，且该压力传感器70与施压机构50电连接。压力传感器70用于感测电芯80受到的压紧力，即通过感测施压机构50给推板40提供的推力，以得到电芯80所受到的压紧力，从而控制施压机构50所输出的转矩，当该推力达到所设定的预设值时，控制施压机构50停止工作。
初始时，电芯80定位在定位架31上，施压机构50为推板40提供推力，在该推力的作用下，推板40沿从第一固定座11向第二固定座12的方向在导杆20的导向作用下滑动，从而将该推力传递给靠近第一固定座11的第一个层板，由该第一个层板依次传递给最后一个层板、弹性组件60、直至压力传感器70，压力传感器70感测该推力的大小，并将该推力的大小信号反馈给施压机构50，以控制施压机构50所输出的转矩，当压力传感器70所感测到的推力(即电芯所受到的压紧力)达到所设定的预设值时，施压机构50停止工作。在上述过程中，同时对电芯80进行充放电操作并测试电芯80的电学性能和安全性能。
本实施例所提供的用于锂电池的卧式化成夹具中，施压机构50包括：驱动电机51，至少两个丝杆56以及齿传动组件。驱动电机51位于第一固定座11的外侧，至少两个丝杆56设置在第一固定座11和第二固定座12之间，具体的是丝杆56设置有四个，两两丝杆56分别位于两两导杆20的外侧。如上述实施方式，驱动电机51与压力传感器70电连接，压力传感器70将所感测到的推力反馈给驱动电机51，以控制驱动电机51所输出的转矩。丝杆56穿设在推板40上，在推板40上设置有与丝杆56适配的螺纹孔。丝杆56通过齿传动组件与驱动电机51的电机轴连接，用于将驱动电机51输出的转动运动转化为直线运动，以带动推板40滑动。利用将丝杆56可使推板40匀速沿导杆20的长度方向滑动，电芯80所受到的压力均匀、一致性好。
如图2中所示，本施压机构50还包括：减速机52和用于固定驱动电机51的电机固定板53。电机固定板53固定在第一固定座11上，减速机52与电机的电机轴连接，该减速机52用于实现降低电机转速以增加转矩的目的。
如上，齿传动组件包括：设置在减速机52输出端的主动轮54，分别设置在四个丝杆56端部的从动轮57，以及位于主动轮54两侧的均与主动轮54啮合的传动轮55。一传动轮55与一侧的两个丝杆56上的从动轮57啮合，另一传动轮55与另一侧的两个丝杆56上的从动轮57啮合。
弹性组件60包括：第一固定板61、第二固定板62以及固定在第一固定板61和第二固定板62之间的多个弹性件63。本实施例中，弹性件63设置有四个，且该弹性件63为弹簧。第一固定板61靠近多个层板30设置，第二固定板62靠近第二固定座12设置，且第一固定板61和第二固定板62均穿设在四个导杆20上，相应的在第一固定板61和第二固定板62的相应位置处开设有对应于四个导杆20的四个导向孔。在第一固定板61的四个导向孔内安装有直线轴承，以使其平稳滑动。压力传感器70位于第二固定板62和第二固定座12之间。本实施例中，在第二固定板62上还开设有四个过孔，在第一固定板61与第二固定板62上的四个过孔相对应的位置上设置有四个螺孔，用四个半牙螺栓穿过过孔后，将四个弹簧分别套在四个螺栓上，并将套有弹簧的螺栓和第一固定板61上的螺孔螺接固定。
如上，在推板40沿第一固定座11向第二固定座12的方向移动时，第二固定板62与压力传感器70接触，并将推板40的推力传递给压力传感器70，该过程中，第一固定板61向第二固定板62的方向移动挤压弹簧，弹簧缓冲推板40所产生的推力，不至于推力过大而损坏电芯。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (8)

1.一种用于锂电池的卧式化成夹具，其特征在于，包括：
相对设置的两固定座；
设置在两固定座之间的至少两根导杆；
穿设在所述至少两根导杆上、并可沿导杆的长度方向滑动的多个层板；
位于一固定座与所述多个层板之间的推板；
用于为所述推板提供推力的施压机构；
位于另一固定座与所述多个层板之间的弹性组件；以及
用于控制所述施压机构为所述推板提供的推力的大小的控制单元；
各层板的同侧均设有用于定位电芯的定位架；所述推板用于在所述施压机构提供的推力的作用下推动层板以压紧电芯；所述弹性组件用于缓冲所述推板的推力。
2.如权利要求1所述的卧式化成夹具，其特征在于，所述施压机构包括：位于一固定座外侧的驱动电机，设置在所述两固定座之间的至少两个丝杆，以及齿传动组件；所述控制单元包括位于所述弹性组件与另一固定座之间的压力传感器，所述驱动电机与所述压力传感器电连接；所述压力传感器用于感测所述推板的推力，并将该推力反馈给所述驱动电机；所述丝杆穿设在推板上，且在所述推板上设置有与所述丝杆适配的螺纹孔；所述丝杆通过所述齿传动组件与所述驱动电机连接，用于将所述驱动电机输出的转动运动转化为直线运动。
3.如权利要求2所述的卧式化成夹具，其特征在于，所述丝杆设置有四个。
4.如权利要求2所述的卧式化成夹具，其特征在于，所述弹性组件包括：第一固定板、第二固定板以及位于第一固定板和第二固定板之间的多个弹性件；所述第一固定板靠近所述多个层板设置，所述第二固定板靠近另一固定座设置，所述第一固定板和第二固定板均穿设在所述导杆上；所述压力传感器位于所述第二固定板和另一固定座之间。
5.如权利要求1所述的卧式化成夹具，其特征在于，所述定位架为U型形状。
6.如权利要求1所述的卧式化成夹具，其特征在于，所述推板穿设在所述导杆上，且所述推板可沿所述导杆的长度方向滑动。
7.如权利要求6所述的卧式化成夹具，其特征在于，所述导杆设置有四个，四个导杆中均布的贯穿层板的四角。
8.如权利要求1所述的卧式化成夹具，其特征在于，还包括：设置在两固定座之间、且位于所述推板下方的至少两个导轨；所述推板的底端对应的设置有至少两个滑动件；所述至少两个滑动件可分别沿各自所对应的导轨的长度方向滑动。
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