CN213782060U

CN213782060U - 电芯化成夹具和压力化成装置

Info

Publication number: CN213782060U
Application number: CN202022424469.1U
Authority: CN
Inventors: 陈锋; 陈庆乐
Original assignee: Shanghai Cenat New Energy Co Ltd
Current assignee: Shanghai Cenat New Energy Co Ltd
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2030-10-27

Abstract

本实用新型适用于动力电池制造领域，提供了一种电芯化成夹具和压力化成装置。其中，电芯化成夹具包括间隔设置的两个限位件，以及多个并顺次排列于两个限位件之间的压力单元，压力单元包括两个压板和位于两个压板之间的气囊，相邻两个压力单元的压板之间形成容置电芯的固定空间，气囊充气而迫使压板沿排列方向移动以挤压电芯。本实用新型提供的电芯化成夹具能够提高电芯化成压力控制的精准度和一致性。

Description

电芯化成夹具和压力化成装置

技术领域

本实用新型属于动力电池制造领域，尤其涉及一种电芯化成夹具和压力化成装置。

背景技术

电芯化成中需要对压力进行控制。现有压力化成夹具包括相对设置的两个压板，通过电机和丝杆的配合驱使压板相向移动而对置于两个压板之间的电芯施压。结合压力传感器检测反馈，达到压力控制的目的。而压力建立过程中因传感器不灵敏、电机反馈控制有时差、以及电芯在化成过程中厚度变化等因素容易造成电芯压力控制精度不足，电芯一致性差的情况，甚至导致电芯损坏。尤其软包电池中，压板抵压铝塑膜，在实际压力超过设计压力时，容易导致铝塑膜损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种电芯化成夹具和压力化成装置，其旨在提供压力控制精度。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

第一方面，一种电芯化成夹具，包括间隔设置的两个限位件，以及多个并顺次排列于两个限位件之间的压力单元，压力单元包括两个压板和位于两个压板之间的气囊，相邻两个压力单元的压板之间形成容置电芯的固定空间，气囊充气而迫使压板沿排列方向移动以挤压电芯。

通过采用上述技术方案，在两侧的限位件相对固定下，压力单元和电芯整体容置空间固定，压板和电芯的尺寸固定，通过气囊的气压调节而对压板施压。压板具有左右方向移动的自由度，而将来自气囊的压力传递至电芯。需要说明的是，气囊与电芯之间不是一对一的关系，位于限位件之间所有气囊共同对位于限位件之间的所有电芯进行施压，在提高作业效率的同时，确保各电芯的受压的一致性。

可选的，气囊朝向压板的两侧表面平行设置。

通过采用上述技术方案，气囊与两侧压板抵接的表面为平面，使得压板在抵接面受到的压强均衡，而有利于提高电芯化成形成的固体电解质截面膜(SEI膜)的成型质量。

可选的，电芯化成夹具还包括用于感测气囊压力的压力传感器。

通过采用上述技术方案，压力传感器与控制器电连接，压力传感器将气囊的压力数值发送至控制器，控制器根据压力数值调控气囊充气量，形成闭环控制，以纠正偏差，提高压力控制的有效性。

可选的，各气囊均设有压力传感器。

通过采用上述技术方案，有效降低各气囊气压的偏差，实现精准独立控制。

可选的，电芯化成夹具还包括用于对各压板加热的加热器，压板为导热材料制成。

通过采用上述技术方案，对压板进行加热而使电芯处于加热环境中，以满足电芯化成的条件。利用压板对电芯进行加热，能够简化结构，此外，由于压板为平板，电芯两侧表面受热而有利于提高电芯受热的均匀性。

可选的，各压板均开设有容置温度感应器的安装孔。

通过采用上述技术方案，通过温度传感器的设置对压板的温度进行监控，实现闭环控制，以确保温度控制的有效性。

可选的，压板与电芯相抵接的表面上涂覆有硅胶。

通过采用上述技术方案，硅胶具有一定的柔性而与电芯弹性抵接，以利于保护电芯。

可选的，电芯化成夹具还包括连接杆，连接杆两端分别连接两个限位件，各压板置于两个限位件之间并滑接连接杆。

通过采用上述技术方案，连接杆穿接各压板而限制压板的移动自由度。

可选的，连接杆的数量为至少两个，并且，各连接杆沿压板的排列方向平行设置。

通过采用上述技术方案，该设置使得各压板仅具有左右移动的自由度(限制了压板的各方向的转动，以及上下、前后方向的线性移动)，以避免压板相对电芯移动而对电芯产生损伤。

第二方面，一种压力化成装置，包括如上述的电芯化成夹具。

通过采用上述技术方案，能够提高电芯化成压力控制的精准度和一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电芯化成夹具的示意图一；

图2为本申请实施例提供的电芯化成夹具的示意图二；

图3为本申请实施例中压板的结构示意图；

图4为本申请实施例中气囊的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10、限位件；20、连接杆；30、压力单元；31、压板；301、固定空间；302、连接孔；32、气囊；321、充气口；33、压力传感器；303、安装孔；34、硅胶。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”“左”、“右”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，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参照图1至图4，现对本申请提供的电芯化成夹具和采用该电芯化成夹具的压力化成装置进行示例性说明。

电芯化成夹具包括间隔设置的两个限位件10，以及多个并顺次排列于两个限位件10之间的压力单元30，各压力单元30包括两个压板31和位于两个压板31之间的气囊32，相邻两个压力单元30的压板31之间形成容置电芯的固定空间301，气囊32充气而迫使压板31沿排列方向移动以挤压电芯。

为便于描述，将压力单元30的排列方向定义为左右方向，两个限位件10左右设置于压力单元30的两侧而限制压力单元30整体在左右方向的移动。图示结构中，限位件10为板状，在其它实施例中，限位件10可以为块状或不规则形状，只要两个限位件10位置相对固定即可。压力单元30有多个，电芯置于相邻两个压力单元30之间。压力单元30和限位件10之间可以直接抵接或设置电芯。优选的，限位件10朝向压力单元30的表面为平面，使得限位件10和压板31/电芯抵接的表面为平面而有利于均衡压力。压力单元30的气囊32充气而迫使位于气囊32两侧的压板31向左右两侧移动而对电芯产生压力。可以理解，气囊32具有与储气罐连通的充气口321，通过控制气囊32的充气量而调节气囊32对压板31的压力，继而调整电芯受到的压力。采用气体加压，因气体的流动性，可以很好的保证压力的一致性，并且气体气压的调节比机械丝杆传递的压力调节更加高效灵敏，从而解决机械加压化成的压力精度不足以及一致性差的难题。

电芯为软包锂离子电池的电芯，大体呈长方体状。电芯置于各压力单元30之间。压力单元30和电芯沿左右方向交替设置。在两侧的限位件10相对固定下，压力单元30和电芯整体容置空间固定，压板31和电芯的尺寸固定，通过气囊32的气压调节而对压板31施压。压板31具有左右方向移动的自由度，而将来自气囊32的压力传递至电芯。需要说明的是，气囊32与电芯之间不是一对一的关系，位于限位件10之间所有气囊32共同对位于限位件10之间的所有电芯进行施压，在提高作业效率的同时，确保各电芯的受压的一致性。

由上，本实施例提供的电芯化成夹具，能够提高电芯化成压力控制的精准度和一致性。

优选的，各压板31在与电芯抵接的表面能够覆盖电芯。该设置能够降低压板31边沿或转角处划伤电芯的风险，以保护电芯。

在本申请另一实施例中，请参照图1或图2，电芯化成夹具还包括连接杆20，连接杆20两端分别连接两个限位件10，各压板31置于两个限位件10之间并滑接连接杆20。

各压板31均开设有与连接杆20配合的连接孔302，连接杆20穿过各所述连接孔302而与各压板31滑接。

连接杆20左右延伸。连接杆20穿接各压板31而限制压板31的移动自由度。各压板31在气囊32的作用下能够沿连接杆20在左右方向上作小范围的移动而对电芯产生压力。

优选的，连接杆20的数量为至少两个，并且各连接杆20沿压板31的排列方向平行设置。利用连接杆20使得各压板31仅具有左右移动的自由度(限制了压板31的各方向的转动，以及上下、前后方向的线性移动)，以避免压板31相对电芯移动而对电芯产生损伤。

本实施例中，连接杆20和至少一限位件10可拆卸连接。连接杆20的一端与一限位件10连接，在各压力单元30装配且各压板31穿入连接杆20后，连接杆20的另一端与另一限位件10连接。连接杆20与至少一限位件10可拆卸连接以便于电芯化成夹具的装配。

在本申请另一实施例中，请参照图1，电芯化成夹具还包括用于感测气囊32压力的压力传感器33。压力传感器33与控制器电连接，压力传感器33将气囊32的压力数值发送至控制器，控制器根据压力数值调控气囊32充气量，形成闭环控制，以纠正偏差，提高压力控制的有效性。

优选的，各气囊32均设有压力传感器33。在个别气囊32压力偏离设定值时予以对应的充气或泄气处理，从而有效降低各气囊32气压的偏差，实现精准独立控制。图示结构中，压力传感器33设于气囊32的出气口处，以避让压板31。

在本申请另一实施例中，请参照图4，气囊32朝向压板31的两侧表面平行设置。需要说明是，气囊32的左侧表面和右侧表面为平面且平行设置指的是气囊32自身在充气状态下的形状，而非被两侧的压板31所限位下的限位空间。气囊32在与两侧压板31抵接的表面为平面，该设置使得压板31在抵接面受到的压强均衡，而有利于提高电芯化成形成的固体电解质截面膜(SEI膜)的成型质量。

在本申请另一实施例中，电芯化成夹具还包括用于对各压板31加热的加热器，压板31为导热材料制成。对压板31进行加热而使电芯处于加热环境中，以满足电芯化成的条件。利用压板31对电芯进行加热，能够简化结构，此外，由于压板31为平板，电芯两侧表面受热而有利于提高电芯受热的均匀性。

请参照图3，各压板31均开设有容置温度感应器的安装孔303。图示结构中，安装孔303开设于一侧板沿，以避让电芯和气囊32设置。通过温度传感器的设置对压板31的温度进行监控，实现闭环控制，以确保温度控制的有效性。

在本申请另一实施例中，请参照图3，压板31与电芯相抵接的表面上涂覆有硅胶34。硅胶34具有一定的柔性而与电芯弹性抵接，以利于保护电芯。此外，硅胶34为导热硅胶，硅胶34填充于电芯和压板31之间而减少气隙而利于热量的传导效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电芯化成夹具，其特征在于，包括间隔设置的两个限位件，以及多个并顺次排列于两个所述限位件之间的压力单元，所述压力单元包括两个压板和位于两个所述压板之间的气囊，相邻两个压力单元的所述压板之间形成容置电芯的固定空间，所述气囊充气而迫使所述压板沿排列方向移动以挤压电芯。

2.如权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于，所述气囊朝向所述压板的两侧表面平行设置。

3.如权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于，所述电芯化成夹具还包括用于感测所述气囊压力的压力传感器。

4.如权利要求3所述的电芯化成夹具，其特征在于，各所述气囊均设有所述压力传感器。

5.如权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于，所述电芯化成夹具还包括用于对各所述压板加热的加热器，所述压板为导热材料制成。

6.如权利要求5所述的电芯化成夹具，其特征在于，各所述压板均开设有容置温度感应器的安装孔。

7.如权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于，所述压板与电芯相抵接的表面上涂覆有硅胶。

8.如权利要求1至7任一所述的电芯化成夹具，其特征在于，所述电芯化成夹具还包括连接杆，所述连接杆两端分别连接两个所述限位件，各所述压板置于两个所述限位件之间并滑接所述连接杆。

9.如权利要求8所述的电芯化成夹具，其特征在于，所述连接杆的数量为至少两个，并且，各所述连接杆沿所述压板的排列方向平行设置。

10.一种压力化成装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的电芯化成夹具。