CN211980791U - 一种热压机构及热压设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热压机构和热压设备，其属于热压技术领域，其中热压机构包括压板组件和导热件，其中压板组件包括相对设置的第一压板和第二压板，第一压板和第二压板相对的一侧均设置有环形凹槽，第一压板用于承载卷芯，并能够与第二压板共同热压卷芯，环形凹槽的位置与卷芯的外周边缘对应设置，每个环形凹槽内均镶嵌有一个导热件，导热件的厚度与环形凹槽的深度相等，导热件的导热系数大于第一压板的导热系数和第二压板的导热系数，在第一压板和第二压板共同热压卷芯时，各导热件对应热压卷芯的外周边缘。导热件能够向卷芯的外周边缘传递更多热量，避免了卷芯的外周边缘热压温度低导致的压不实，提高了卷芯的整体热压整形效果。

Description

一种热压机构及热压设备

技术领域

本实用新型涉及热压技术领域，尤其涉及一种用于锂电池生产用的热压机构和热压设备。

背景技术

锂离子电池的生产制造过程一般包括：搅拌、涂布、冷压、裁片、卷绕(或者叠片)、注液、化成、容量等。在锂离子电池的卷芯经过卷绕或叠片工序之后，由于锂离子电池内部的极片及隔膜纸结构比较松散，因此，还需要对卷芯进行热压整形，以确保动力锂电池内部的正负极以及隔膜之间稳固贴合，提高锂离子电池的性能。

在现有热压工序中，卷芯放置于热压机构中的下压板上，上压板在设定压力下下压，同时对上下压板进行加热，通过控制热压温度、压力及时间等关键工艺参数，完成卷芯的热压工序。由于压板为同种材质的不锈钢板，在热压过程中，卷芯的外周边缘部分由于处于开放环境中，热量散失较快，导致卷芯外周边缘部分的热压温度远低于卷芯中间部分的热压温度，因此，导致卷芯外周边缘部分的热压效果不佳，且与卷芯中间部分的热压效果存在一定的差异。具体表现为卷芯四周正负极片与隔膜压不实，影响了电芯的内阻、循环等电性能。

因此，亟需一种热压机构和热压设备来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热压机构，避免由于卷芯的外周边缘热压温度低导致卷芯外周边缘压不实，提高卷芯的热压整形效果。

本实用新型的目的在于提供一种热压设备，避免由于卷芯的外周边缘热压温度低导致卷芯外周边缘压不实，提高卷芯的热压整形效果。

为达此目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种热压机构，用于对锂离子电池的卷芯进行热压整形，包括：

压板组件，包括相对设置的第一压板和第二压板，所述第一压板和所述第二压板相对的一侧均设置有环形凹槽，所述第一压板用于承载所述卷芯，并能够与所述第二压板共同热压所述卷芯，所述环形凹槽的位置与所述卷芯的外周边缘对应设置；

导热件，每个所述环形凹槽内均镶嵌有一个所述导热件，所述导热件的厚度与所述环形凹槽的深度相等，所述导热件的导热系数大于所述第一压板的导热系数和所述第二压板的导热系数，各所述导热件被配置为在所述第一压板和所述第二压板共同热压所述卷芯时，对应热压所述卷芯的外周边缘。

进一步，所述环形凹槽为环形方槽，和/或，所述导热件的形状与所述环形凹槽的形状相匹配。

进一步，所述环形凹槽的宽度为3mm～5mm。

进一步，所述第一压板和所述第二压板的材质均为不锈钢，所述导热件的材质为铜。

进一步，所述热压机构还包括加热件，所述加热件分别与所述第一压板和所述第二压板相连，且能够加热所述第一压板、所述第二压板和各所述导热件。

进一步，所述热压机构还包括测距传感器，所述测距传感器设置于所述第一压板或所述第二压板上，所述测距传感器用于测量所述第一压板和所述第二压板之间的间距。

进一步，所述第一压板和所述第二压板上均设置有多个所述环形凹槽，每个所述环形凹槽内均镶嵌有一个所述导热件。

一种热压设备，包括上述的热压机构。

进一步，所述热压设备还包括机架和驱动机构，所述第一压板设置于所述机架上，用于承载所述卷芯，所述驱动机构的输出端与所述第二压板相连，并能够驱动所述第二压板与所述第一压板压合。

进一步，所述第一压板和所述第二压板均包括支撑杆，所述第一压板的所述支撑杆固定连接于所述机架上，所述第二压板的所述支撑杆与所述驱动机构的所述输出端相连。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的一种热压机构和热压设备，用于对锂离子电池的卷芯进行热压整形，热压机构包括压板组件和导热件，其中压板组件包括相对设置的第一压板和第二压板，第一压板和第二压板相对的一侧均设置有环形凹槽，第一压板用于承载卷芯，并能够与第二压板共同热压卷芯，环形凹槽的位置与卷芯的外周边缘对应设置，每个环形凹槽内均镶嵌有一个导热件，导热件的厚度与环形凹槽的深度相等，导热件的导热系数大于第一压板的导热系数和第二压板的导热系数，在第一压板和第二压板共同热压卷芯时，各导热件对应热压卷芯的外周边缘。将两个导热系数大于压板的导热系数的导热件分别镶嵌在第一压板和第二压板上，且导热件对卷芯的外周边缘进行热压整形，第一压板和第二压板对卷芯的其他部分进行热压整形，在相同的热压温度下，导热件能够向卷芯的外周边缘传递更多热量，以弥补卷芯的外周边缘在开放环境中的热量散失，使得卷芯的整体受热均匀，相对于现有技术，避免了卷芯的外周边缘由于热压温度低导致的压不实的问题，提高了卷芯的整体热压整形效果，进而提高了电芯的综合电性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的热压机构与卷芯的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的热压机构与卷芯的剖视图；

图3是本实用新型实施例提供的第一压板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的导热件结构示意图。

图中：

10、卷芯；

1、压板组件；11、第一压板；12、第二压板；111、环形凹槽；112、支撑杆；2、导热件。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-图4所示，本实施例提出了一种热压机构，用于对锂离子电池的卷芯10进行热压整形，包括压板组件1和导热件2，其中压板组件1包括相对设置的第一压板11和第二压板12，第一压板11和第二压板12相对的一侧均设置有环形凹槽111，第一压板11用于承载卷芯10，并能够与第二压板12共同热压卷芯10，环形凹槽111的位置与卷芯10的外周边缘对应设置，每个环形凹槽111内均镶嵌有一个导热件2，导热件2的厚度与环形凹槽111的深度相等，导热件2的导热系数大于第一压板11的导热系数和第二压板12的导热系数，当第一压板11和第二压板12共同热压卷芯10时，第一压板11和第二压板12上的导热件2对应热压卷芯10的外周边缘。

在本实施例中，镶嵌在两个压板内的导热件2的导热系数大于第一压板11和第二压板12的导热系数，且导热件2能够对卷芯10的外周边缘进行热压整形，第一压板11和第二压板12对卷芯10的其他部分进行热压整形。在相同的热压温度下，导热件2能够向卷芯10的外周边缘传递更多热量，以弥补卷芯10的外周边缘在开放环境中的热量散失，使得卷芯10的整体受热均匀。相对于现有技术，避免了卷芯10的外周边缘由于热压温度低导致的压不实的问题，提高了卷芯10的整体热压整形效果，进而提高了电芯的综合电性能，而且有利于提高卷芯10与锂离子电池壳体的后续安装效率。另外，还可以根据本实施例提出的热压机构对现有的热压机构上的压板1进行相应地改进，简单易行，有较强的实用性。

具体而言，热压机构的第一压板11和第二压板12的材质均优选为不锈钢，导热件2的材质优选为铜。由于需要对卷芯10进行热压整形，热压机构的第一压板11和第二压板12均使用不锈钢材质制成，以保证第一压板11和第二压板12的刚度和强度，提高卷芯10的热压整形效果。由于金属铜的导热系数大于不锈钢板的导热系数，因此可以选择金属铜作为导热件2，镶嵌到不锈钢制成的第一压板11和第二压板12中。在其他实施例中，导热件2还可以为金属铝等其他材质，导热件2只需满足其导热系数大于第一压板11和第二压板12的导热系数即可，在此不再进行赘述。

在本实施例中，由于导热件2的厚度与环形凹槽111的深度相等，因此导热件2镶嵌于环形凹槽111后，导热件2上热压卷芯10的端面与对应压板具有环形凹槽111的侧面共面，即第一压板11和第二压板12相对的一侧镶嵌导热件2后，第一压板11和第二压板12上相对的一侧的侧面均保持平齐，以利于在第一压板11和第二压板12共同热压卷芯10时，第一压板11的导热件2和第二压板12上的导热件2对应热压卷芯10的外周边缘，避免了第一压板11和第二压板12相对的一侧出现凹陷或凸起，影响卷芯10的热压整形效果。

如图1和图3所示，在本实施例中，需要进行热压整形的卷芯10为方形，因此，环形凹槽111为环形方槽。可以理解的是，环形凹槽111的具体形状需要根据卷芯10的外周形状而定，对此不再进行赘述。优选的，导热件2的形状与环形凹槽111的形状相匹配或者整体相匹配，具体的，例如当环形凹槽111为环形方槽时，导热件2亦整体呈现环形结构或者近似呈现环形结构。

优选地，环形凹槽111的宽度为3mm-5mm，即导热件2的宽度值为3mm-5mm。该宽度值能够保证导热件2向卷芯10的外周边缘传递更多热量，以弥补卷芯10的外周边缘在开放环境中的热量散失，同时减少在第一压板11和第二压板12上开设环形凹槽111的工作量，减少了在现有热压机构上进行结构改进的工作量。

如图3和图4所示，导热件2与环形凹槽111的形状相匹配，为环形方板，以便于导热件2能够完全镶嵌到环形凹槽111内。

在本实施例中，热压机构还包括分别与第一压板11和第二压板12相连的加热件(图中未画出)，该加热件用于加热第一压板11和第二压板12和各导热件2，以使得热压机构能够对卷芯10进行热压整形。能够实现对第一压板11和第二压板12和各导热件2进行加热的加热件为本领域内的常规技术手段，在此不作具体限定。

为了提高卷芯10的热压整形效果，热压机构还包括测距传感器(图中未画出)，该测距传感器设在第一压板11或第二压板12上，且能够测量第一压板11和第二压板12之间的间距。热压机构能够通过该测量值准确监测第一压板11和第二压板12之间的间距，并能够避免第一压板11和第二压板12之间的间距过小，使得卷芯10发生过压损坏。进一步地，测距传感器还可以设置有至少三个，至少三个测距传感器均设置于第一压板11或第二压板12上，且不共线。热压机构能够根据三个测距传感器的测量值是否相同，实时监测第一压板11和第二压板12是否处于相互平行的状态，避免由于第一压板11和第二压板12不平行，导致卷芯10受力不均匀，降低卷芯10的整形效果。

为了提高卷芯10的热压整形效率，第一压板11和第二压板12上均设置有多个环形凹槽111，每个环形凹槽111内均镶嵌有一个导热件2。

本实施例还提出了一种包括上述热压机构的热压设备。该热压设备还包括机架和驱动机构(图中均未画出)，第一压板11和第二压板12均包括支撑杆112。其中第一压板11设置于热压设备的机架上，用于承载卷芯10，第一压板11的支撑杆112与机架固定连接，驱动机构的输出端与第二压板12的支撑杆112相连，并能够驱动第一压板11和第二压板12压合。

该热压设备，能够避免由于卷芯10的外周边缘热压温度低导致卷芯10外周边缘压不实，提高了卷芯10的热压整形效果。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种热压机构，用于对锂离子电池的卷芯(10)进行热压整形，其特征在于，包括：

压板组件(1)，包括相对设置的第一压板(11)和第二压板(12)，所述第一压板(11)和所述第二压板(12)相对的一侧均设置有环形凹槽(111)，所述第一压板(11)用于承载所述卷芯(10)，并能够与所述第二压板(12)共同热压所述卷芯(10)，所述环形凹槽(111)的位置与所述卷芯(10)的外周边缘对应设置；

导热件(2)，每个所述环形凹槽(111)内均镶嵌有一个所述导热件(2)，所述导热件(2)的厚度与所述环形凹槽(111)的深度相等，所述导热件(2)的导热系数大于所述第一压板(11)的导热系数和所述第二压板(12)的导热系数，各所述导热件(2)被配置为在所述第一压板(11)和所述第二压板(12)共同热压所述卷芯(10)时，对应热压所述卷芯(10)的外周边缘。

2.根据权利要求1所述的热压机构，其特征在于，所述环形凹槽(111)为环形方槽，和/或，所述导热件(2)的形状与所述环形凹槽(111)的形状相匹配。

3.根据权利要求1所述的热压机构，其特征在于，所述环形凹槽(111)的宽度为3mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的热压机构，其特征在于，所述第一压板(11)和所述第二压板(12)的材质均为不锈钢，所述导热件(2)的材质为铜。

5.根据权利要求1所述的热压机构，其特征在于，所述热压机构还包括加热件，所述加热件分别与所述第一压板(11)和所述第二压板(12)相连，且能够加热所述第一压板(11)、所述第二压板(12)和各所述导热件(2)。

6.根据权利要求1所述的热压机构，其特征在于，所述热压机构还包括测距传感器，所述测距传感器设置于所述第一压板(11)或所述第二压板(12)上，所述测距传感器用于测量所述第一压板(11)和所述第二压板(12)之间的间距。

7.根据权利要求1所述的热压机构，其特征在于，所述第一压板(11)和所述第二压板(12)上均设置有多个所述环形凹槽(111)，每个所述环形凹槽(111)内均镶嵌有一个所述导热件(2)。

8.一种热压设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的热压机构。

9.根据权利要求8所述的热压设备，其特征在于，所述热压设备还包括机架和驱动机构，所述第一压板(11)设置于所述机架上，用于承载所述卷芯(10)，所述驱动机构的输出端与所述第二压板(12)相连，并能够驱动所述第二压板(12)与所述第一压板(11)压合。

10.根据权利要求9所述的热压设备，其特征在于，所述第一压板(11)和所述第二压板(12)均包括支撑杆(112)，所述第一压板(11)的所述支撑杆(112)固定连接于所述机架上，所述第二压板(12)的所述支撑杆(112)与所述驱动机构的所述输出端相连。

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