CN211929656U - 一种动力电池热压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种动力电池热压装置，包括第一压板和第二压板，所述第一压板与所述第二压板相对设置以压合卷芯的表面，所述第一压板的两侧设置有第一加热块，所述第二压板的两侧设置有第二加热块，所述第一加热块和所述第二加热块相对设置以加热所述电芯的极耳。与现有技术相比，本实用新型通过在第一压板和第二压板的两侧设置第一加热块和第二加热块，可以使得在热压过程中热量通过极耳快速进入卷芯内部，从而提高了热压的效率，同时，由于热量从极耳到极片传热，因此，还有助于改善卷芯内部的温升不均匀的情况，提高阴阳极片之间的界面一致性，增强阴阳极片的粘接效果。

Description

一种动力电池热压装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种动力电池热压装置。

背景技术

动力锂离子电池由于具有较高的能量密度和良好的循环性能而被广泛的应用于电动汽车电池包系统中，但是整个电池包的能量巨大，在实际的使用过程中时刻面临着安全的考验和挑战。

对于电芯而言，极片的界面好坏对于电芯的安全性能以及循环寿命有着重要的影响。现有工艺中的卷绕型电芯使用的热压设备通常采用上下两个压板与电芯在一定的压力下直接接触加热，两个压板产生的热量经电芯表面传导至内部，在热传递的过程中热量需要穿过多层极片扩散到电池内部，热量会逐渐损失，从而在电芯内部形成了温度梯度，导致热压过程中电芯的整体温度一致性较差，由于表面温度高，隔膜容易被压死堵孔，而内部温度较低，会导致电芯内部的粘接胶不能完全熔融，使得电芯的阳极片和阴极片之间存在粘接不牢固的问题，严重影响电池的安全性能。

有鉴于此，有必要对上述现有技术作合理性改进，以满足实际的生产需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种动力电池热压装置，通过该热压装置能快速将热量导入卷芯内部，提高热压的效率和改善卷芯极片界面的一致性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种动力电池热压装置，包括第一压板和第二压板，所述第一压板与所述第二压板相对设置以压合卷芯的表面，所述第一压板的两侧设置有第一加热块，所述第二压板的两侧设置有第二加热块，所述第一加热块和所述第二加热块相对设置以加热所述卷芯的极耳。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述第一加热块、所述第二加热块和所述极耳之间通过接触式加热。其中，可以优先采用直接接触的加热方式，具体地，可以为夹持式的加热，保证了热压过程中对卷芯的固定以及提高加热的效率和稳定性。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述第一加热块和所述第二加热块的宽度均与所述极耳的宽度相等。三者的宽度相等有助于提高加热过程的稳定性，另外，也避免了制造第一加热块和第二加热块浪费多余的材料，省却生产的成本。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述第一压板与所述第一加热块之间设置有隔热片。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述第二压板和所述第二加热块之间也设置有所述隔热片。

其中，隔热片用于阻挡第一压板与第一加热块之间的热交换，以及第二压板和第二加热块之间的热交换，因此，可以降低第一加热块和第二加热块在加热过程中的热量损耗，有效保证了第一加热块和第二加热块的加热效果，同时，可以防止第一压板和第二压板因受热而使得卷芯的表面与内部的温差较大而影响卷芯界面的一致性。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述隔热片的厚度为1mm～5mm。隔热片采用该厚度，可以防止过薄而影响隔热的效果，也可以防止厚度太大而造成材料的浪费，省却了一定的生产成本。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述第一压板和所述第二压板的压合面上均设置有防粘接层。增设防粘接层，有助于方便第一压板、第二压板和卷芯的分离，防止第一压板、第二压板和卷芯在热压过程中的粘连。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述第一加热块和所述第二加热块的加热温度均为80℃～120℃。对极耳加热的温度不能过高或过低，若温度过低，会影响加热的效率，若温度过高则会损坏卷芯隔膜。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述隔热片为云母片、陶瓷片、PU隔热片、二氧化硅气凝胶片、泡棉片或塑料泡沫片中的任意一种。

作为对本实用新型中所述的动力电池热压装置的改进，所述第一加热块和所述第二加热块均为铜块或铝块。铜和铝均为导热性较好的金属，而且与极耳的材料相对应，有助于提高热传导的效率。

本实用新型的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过在第一压板和第二压板的两侧分别设置第一加热块和第二加热块，可以使得在热压过程中热量通过卷芯极耳快速进入卷芯内部，从而提高了热压的效率，同时，由于热量从极耳到极片传热，因此，还有助于改善卷芯内部的温升不均匀的情况，提高阴阳极片之间的界面一致性，增强阴阳极片的粘接效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1-第一压板；2-第二压板；3-卷芯；4-隔热片；11-第一加热块；21-第二加热块；31-极耳。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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；可以是直接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本申请实施例提供了一种动力电池热压装置，包括第一压板1和第二压板2，第一压板1的两侧设置有第一加热块11，第二压板2的两侧设置有第二加热块21。其中，第一压板1与第二压板2相对设置，而位于第一压板1与第二压板2同一侧的第一加热块11和第二加热块21之间也是相对设置的。

本申请在对卷芯3热压时，第一压板1和第二压板2不加热，只对卷芯3施加压力，进而对卷芯3的表面进行压合；而通过第一加热块11和第二加热块21分别对卷芯3上的极耳31进行加热，由于卷芯3的极耳31主要为铜极耳和铝极耳，因此，具有良好的导热性，热量可以快速传导至卷芯3的内部，从而有效提高热压的效率，同时，由于从极耳31到极片传热，因此，卷芯3内部的加热梯度也得到了改善，提高了阴阳极片之间的界面一致性，增强了阴阳极片的粘接效果。

为了较好地实现为极耳31进行加热，在本实施例中，第一加热块11、第二加热块21和极耳31之间可以通过夹持式加热，即通过弹簧等工具使第一加热块11和第二加热块21之间具备一定的夹持力，用以将极耳31夹住，再进行加热，这样一方面可以保证热压过程中卷芯3固定的牢固性，同时，也可以使得加热均匀，提高热压的效果。当然，第一加热块11、第二加热块21和极耳31之间的加热方式不限于上述方式，也可以根据生产的需求而采用间接接触或其他形式的直接接触的加热方式。

为了进一步优化上述方案，第一加热块11和第二加热块21的宽度均设置与极耳31的宽度相等，使得第一加热块11和第二加热块21与极耳31的宽度相适应，有助于提高加热过程的稳定性，另外，也避免了制造第一加热块11和第二加热块21浪费多余的材料。其中，此处的宽度指的是，第一加热块11指向第二加热块21的方向上的尺寸。

优选的，第一压板1与第一加热块11之间设置有隔热片4，第二压板2和第二加热块21之间也设置有隔热片4。设置隔热片4，可以用于阻挡第一压板1与第一加热块11之间的热交换，以及第二压板2和第二加热块21之间的热交换，因此，可以降低第一加热块11和第二加热块21在加热过程中的热量损耗，有效保证了第一加热块11和第二加热块21的加热效果，同时，可以防止第一压板1和第二压板2因受热而使得卷芯3的表面与内部的温差较大而影响卷芯界面的一致性。

具体地，隔热片4的厚度为1mm～5mm，可以选用云母片、陶瓷片、PU隔热片、二氧化硅气凝胶片、泡棉片或塑料泡沫片中的任意一种。其中，隔热片4采用上述厚度，可以防止过薄而影响隔热的效果，也可以防止厚度太大而造成材料的浪费，省却了一定的生产成本。

优选的，第一压板1和第二压板2的压合面上均设置有防粘接层。增设防粘接层，有助于方便第一压板1、第二压板2和卷芯3的分离，防止第一压板1、第二压板2和卷芯3在热压过程中的粘连。

优选的，第一加热块11和第二加热块21的加热温度均为80℃～120℃。对极耳31加热的温度不能过高或过低，若温度过低，会影响加热的效率，若温度过高则会损坏卷芯隔膜；其中，对铜极耳侧的加热温度优选90℃，铝极耳侧的加热温度优选95℃。

优选的，第一加热块11和第二加热块21均为铜块或铝块。铜和铝均为导热性较好的金属，而且与极耳31的材料相对应，有助于提高热传导的效率。

为了体现本实用新型的先进性，于本实施例中设计了一组对比实验，其中，卷芯3均选取全极耳卷绕型卷芯，第一压板1和第二压板2对卷芯3施加的压力为2500kgf，热压时间为50s，加热的温度均为90℃，需要说明的是，实验组中主要通过第一加热块11和第二加热块21对极耳31加热，而对比组中主要通过第一压板1和第二压板2对卷芯3的宽面进行加热，对比实验的结果如表1中所示：

表1实验组与对比组实验结果对比表

由此可见，本实用新型中的方案，通过利用加热块为卷芯极耳加热替代传统的由压板对卷芯加热，可以显著提高卷芯热压过程中界面的一致性，增强了电池的可靠性。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池热压装置，其特征在于：包括第一压板(1)和第二压板(2)，所述第一压板(1)与所述第二压板(2)相对设置以压合卷芯(3)的表面，所述第一压板(1)的两侧设置有第一加热块(11)，所述第二压板(2)的两侧设置有第二加热块(21)，所述第一加热块(11)和所述第二加热块(21)相对设置以加热所述卷芯(3)的极耳(31)。

2.根据权利要求1中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述第一加热块(11)、所述第二加热块(21)和所述极耳(31)之间通过接触式加热。

3.根据权利要求1中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述第一加热块(11)和所述第二加热块(21)的宽度均与所述极耳(31)的宽度相等。

4.根据权利要求1中所述的动力电池热压装置，其特征在于：

所述第一压板(1)与所述第一加热块(11)之间设置有隔热片(4)。

5.根据权利要求4中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述第二压板(2)和所述第二加热块(21)之间也设置有所述隔热片(4)。

6.根据权利要求5中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述隔热片(4)的厚度为1mm～5mm。

7.根据权利要求1中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述第一压板(1)和所述第二压板(2)的压合面上均设置有防粘接层。

8.根据权利要求1中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述第一加热块(11)和所述第二加热块(21)的加热温度均为80°C～120℃。

9.根据权利要求5中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述隔热片(4)为云母片、陶瓷片、PU隔热片、二氧化硅气凝胶片、泡棉片或塑料泡沫片中的任意一种。

10.根据权利要求1中所述的动力电池热压装置，其特征在于：所述第一加热块(11)和所述第二加热块(21)均为铜块或铝块。

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