CN216213667U - 电芯化成夹具 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电池制造技术领域，公开了一种电芯化成夹具，电芯化成夹具包括相对设置、用于压持电芯的第一压板和第二压板；安装件，设置在第二压板远离第一压板的一侧；固定板，设置在安装件上、并可沿第一方向相对于安装件移动；螺帽，设置在固定板上；螺杆，旋合在螺帽上、并可转动地贯穿固定板及安装件，螺杆与第二压板连接、用于带动第二压板沿靠近/远离第一压板的方向移动；第一方向垂直于第二压板的移动方向。本申请实施例提供的电芯化成夹具能够适应不同尺寸电芯的化成。

Description

电芯化成夹具

技术领域

本申请实施例涉及电池制造技术领域，特别涉及一种电芯化成夹具。

背景技术

化成是对注液后的电芯进行激活的过程，通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI(solid electrolyte interphase，固体电解质界面膜)膜，保证后续电芯在充放电循环过程中的工作性能。在这个过程中会产生一定的气体，而气体会影响SEI膜的形成，进而影响电芯后续的工作性能。

目前为了防止电芯化成过程中产生的气体影响SEI膜的形成，在电芯化成过程中，电芯被固定于电芯化成夹具上，通过电芯化成夹具对电芯施加压力，从而通过在电芯化成过程中对电芯进行压力控制，对气体形成挤压以排出气体，防止气体影响SEI膜的形成。但是目前的电芯化成夹具无法适应不同尺寸电芯的化成。

实用新型内容

本申请实施方式的目的在于提供一种电芯化成夹具，能够适应不同尺寸电芯的化成。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种电芯化成夹具，包括：

相对设置、用于压持电芯的第一压板和第二压板；

安装件，设置在所述第二压板远离所述第一压板的一侧；

固定板，设置在所述安装件上、并可沿第一方向相对于所述安装件移动；

螺帽，设置在所述固定板上；

螺杆，旋合在所述螺帽上、并可转动地贯穿所述固定板及所述安装件，所述螺杆与所述第二压板连接、用于带动所述第二压板沿靠近/远离所述第一压板的方向移动；

所述第一方向垂直于所述第二压板的移动方向。

本申请实施例提供的电芯化成夹具，第一压板和第二压板可以从电芯的两侧对电芯进行压持，而螺杆与第二压板连接，可以带动第二压板沿靠近或者远离第一压板的方向移动，以对放置在第一压板和第二压板之间的电芯进行施压，并通过调整螺杆施加压力的大小进行压力控制。同时，与螺杆旋合的螺帽设置在固定板上，而固定板可沿垂直于第二压板移动方向的第一方向相对安装件移动，在电芯化成夹具由压持一种尺寸的电芯转换至压持另一种尺寸的电芯时，可以通过调整固定件在安装件上的位置，调整螺杆对第二压板施加压力的位置，使螺杆的施压力中心与电芯几何中心重合，从而适应不同尺寸电芯的化成。

在一些实施例中，所述电芯化成夹具还包括多个紧固件，所述安装件上设置有沿所述第一方向分布的多个安装孔，所述固定板上设置有沿所述第一方向分布的至少一个过孔，多个所述紧固件穿过至少部分所述过孔和部分所述安装孔、以限制所述固定板在所述安装件上的位置。这样，可以通过调整紧固件在安装件上的固定位置，调整旋合在螺帽上的螺杆对电芯施加压力的位置。这样，可以增加连接固定板和安装件二者的紧固件的数量，确保固定板安装在安装件上的稳定性。

在一些实施例中，所述安装件上的所述安装孔有多组，且多组所述安装孔相对分布在所述螺杆的两侧，所述固定板上设置有与多组所述安装孔对应的多组所述过孔。

在一些实施例中，所述电芯化成夹具还包括挡块，所述挡块包括相连的连接部和延伸部，所述连接部与所述第二压板靠近所述安装件一侧连接，所述延伸部与所述第二压板具有间隔，所述螺杆上设置有限位件，所述限位件卡入所述延伸部与所述第二压板的间隔内。这样，可以防止螺杆从与第二压板连接的状态中脱离，确保螺杆能够带动第二压板移动。

在一些实施例中，所述电芯化成夹具还包括多根导向杆，每根所述导向杆的两端分别与所述第一压板、所述安装件固定连接，所述第二压板可滑动地设置在多根所述导向杆上。这样，导向杆可以为第二压板的移动提供导向作用。

在一些实施例中，所述电芯化成夹具还包括至少一个中间板，至少一个所述中间板可移动地设置在所述第一压板和所述第二压板之间。中间板的设置可以增加电芯化成夹具压持的电芯的数量，提高电芯化成的效率。

在一些实施例中，所述电芯化成夹具还包括剪刀杆组件，所述剪刀杆组件依次与所述第二压板和至少一个所述中间板连接。剪刀杆组件的设置可以在螺杆带动第二压板移动时，使多个中间板同步移动，并且相邻的两个中间板之间的距离保持相等，有利于调整对电芯所施加的压力。

在一些实施例中，所述第二压板的边缘处以及至少一个所述中间板的边缘处均设置有用于夹取电芯的缺口。

在一些实施例中，所述第二压板以及至少一个所述中间板的表面均设置有用于与电芯贴合的防护垫。

在一些实施例中，所述电芯化成夹具还包括基座，所述第一压板和所述安装件均设置在所述基座上。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请实施例提供的电芯化成夹具的立体结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电芯化成夹具的主视结构示意图；

图3是本申请实施例提供的电芯化成夹具的左视结构示意图；

图4是本申请实施例提供的电芯化成夹具的右视结构示意图；

图5是本申请实施例提供的电芯化成夹具的俯视结构示意图；

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

附图标记说明：110、第一压板；111、压力检测器；120、第二压板；130、安装件；131、通孔；132、安装孔；133、紧固件；140、固定板；141、过孔；150、螺母；160、螺杆；161、限位件；170、挡块；171、连接部；172、延伸部；180、导向杆；190、中间板；191、支撑件；200、剪刀杆组件；201、第一连杆；202、第二连杆；210、缺口；220、防护垫；230、基座。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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，或成一体；也可以是机械连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

电芯化成的目的在于激活电芯，在二次电池的首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液两相界面上发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化膜层。这种钝化膜层是一种界面层，具有固体电解质的特征，这层钝化膜也被称为固体电解质界面膜，简称SEI膜，SEI膜的形成对电芯的后续工作性能产生至关重要的影响。

目前为了防止电芯化成过程中产生的气体影响SEI膜的形成，在电芯化成过程中，电芯被固定于电芯化成夹具上，电芯化成夹具包括相对设置的两个压板，电芯被置于两个压板之间，通过驱使两个压板相向移动，对放置于两个压板之间的电芯施压，结合其中一个压板上的压力传感器的检测结果，通过调整施加压力的大小达到压力控制的目的。这样，可以通过对电芯施压压力并进行压力控制，对电芯化成过程中产生的气体形成挤压以排出气体，以防止气体影响SEI膜的形成。

但是申请人注意到，目前的电芯化成夹具仅是通过对电芯施压并进行压力控制，以确保电芯的化成效果，而实际使用的电芯存在多种不同的尺寸，在电芯化成夹具压持不同尺寸的电芯时，会出现电芯化成夹具的施压力中心与电芯几何中心相互错开的情况，而这会导致电芯表面受到的压力不均。而电芯在整个化成过程中如果受力太大，会导致石墨空隙结构被压坏，如果受力太小，会导致界面贴合不紧实，出现化成界面差，甚至界面打皱等问题。这样，目前的电芯化成夹具仍然无法适应不同尺寸电芯的化成。

为了适应不同尺寸电芯的化成，申请人发现，可以将施加压力的部件可移动地设置在电芯化成夹具中，即施加压力的部件可依据电芯的尺寸调整对电芯施压压力的位置，在电芯化成夹具中，施压压力的施压件通常通过安装件安装在压持电芯的压板附近，安装件为施压件的固定基础，施压件采取可移动的形式安装在安装件上。

在电芯化成夹具由压持一种尺寸的电芯转换至压持另一种尺寸的电芯时，施压件在安装件上的位置可以依据电芯的尺寸进行调整，使施压件的施压力中心与电芯几何中心重合，从而适应不同尺寸电芯的化成。

如图1至图5所示，本申请实施例提供的电芯化成夹具包括第一压板110、第二压板120、安装件130、固定板140、螺帽150和螺杆160，第一压板和第二压板相对设置、用于压持电芯，安装件130设置在第二压板120远离第一压板110的一侧，固定板140设置在安装件130上、并可沿第一方向S相对于安装件移动，螺帽150设置在固定板140上，螺杆160旋合在螺帽150上、并可转动地贯穿固定板140及安装件130，螺杆160与第二压板120连接、用于带动第二压板120沿靠近/远离第一压板110的方向移动，第一方向S垂直于第二压板120的移动方向。

本申请实施例提供的电芯化成夹具，第一压板110和第二压板120可以从电芯的两侧对电芯进行压持，而螺杆160与第二压板120连接，可以带动第二压板120沿靠近或者远离第一压板110的方向移动，以对放置在第一压板110和第二压板120之间的电芯进行施压，并通过调整螺杆160施加压力的大小进行压力控制。在实际使用中，此处的第一方向S可以为电芯化成夹具的高度方向。

同时，与螺杆160旋合的螺帽150设置在固定板140上，而固定板140可沿垂直于第二压板120移动方向的第一方向S相对安装件130移动，在电芯化成夹具由压持一种尺寸的电芯转换至压持另一种尺寸的电芯时，可以通过调整固定板140在安装件130上的位置，调整螺杆160对第二压板120施加压力的位置，使螺杆160的施压力中心与电芯几何中心重合，从而适应不同尺寸电芯的化成。

通过在安装件130上设置通孔131，螺杆160旋合在螺帽150上并穿过安装件130上的通孔131，通过螺杆160与螺帽150间的旋合，可以将螺杆160的旋转运动转化为螺杆160的直线运动，即螺杆160在转动过程中，可以带动第二压板120向靠近或者远离第一压板110的方向移动。通孔131可以为长圆孔，长圆孔的长度方向平行于第一方向S，螺帽150在第二压板120上的安装位置可以沿长圆孔的长度方向进行调整，

为了方便转动螺杆160，可以在螺杆160远离第二压板120的一端设置手柄。

另外，此处的安装件130可以采用一块平板，该平板与第二压板120相互平行且间隔设置。

此处固定板140能够有利于实现螺帽150与安装件130之间的连接，将螺帽150固定在固定板140上，而固定板140相较于螺帽150具有更大的安装面积，可以用于与安装件130之间进行连接，因此，通过固定板140的设置能够有利于将螺帽150可移动地设置在安装件130上。

在本申请的一些实施例中，可选地，电芯化成夹具还包括多个紧固件133，安装件130上设置有沿第一方向S分布的多个安装孔132，固定板140上设置有沿第一方向S分布的至少一个过孔141，多个紧固件133穿过至少部分过孔141和部分安装孔132、以限制固定板140在安装件130上的位置。

借助固定板140上的空间，在固定板140上开设沿第一方向S分布的多个过孔141，同时，在安装件130上设置沿第一方向S分布的多个安装孔132，在固定板140调整至合适的安装位置后，即螺母在安装件130上的位置对应于电芯的几何中心，可以通过多个螺栓等紧固件133连接固定板140和安装件130，从而限制固定板140在安装件130上的位置。

此处固定板140和安装件130之间的连接借助于贯穿二者的紧固件133，可以通过固定板140上的过孔141以及安装件130上的安装孔132，在第一方向S上调整固定板140在安装件130上的安装位置，从而在电芯化成夹具由压持一种尺寸的电芯转换为压持另一种尺寸的电芯时，可以相应地调整固定板140在安装件130上的连接位置，从而调整旋合在螺帽150上的螺杆160对电芯的施压力位置。

这里固定板140上相邻的两个过孔141之间的距离，以及安装件130上相邻的两个安装孔132之间的距离，可以依据不同尺寸电芯的变化情况进行设置。另外，为了保证固定板140安装在安装件130上的稳定性，可以在固定板140上设置多组沿第一方向S分布的过孔141，以及在安装件130上设置多组沿第一方向S分布的安装孔132，这样可以增加连接固定板140和安装件130二者的紧固件133的数量，确保固定板140安装在安装件130上的稳定性，例如图4中所示的固定板140上过孔141以及安装件130上的安装孔132均有四组，其中安装件130上四个安装孔132形成一组，固定板140上一个过孔141形成一组，该过孔141可以为长圆孔。

在本申请的一些实施例中，可选地，电芯化成夹具还包括挡块170，挡块170包括相连的连接部171和延伸部172，连接部171与第二压板120靠近安装件130一侧连接，延伸部172与第二压板120具有间隔，螺杆160上设置有限位件161，限位件161卡入延伸部172与第二压板120的间隔内。

挡块170可以防止螺杆160从与第二压板120的连接状态中脱离，从而使螺杆160能够顺利地带动第二压板120向靠近或者远离第一压板110的方向移动。

此处为了使螺杆160能够较为稳定地带动第二压板120移动，限位件161可以采用交叉滚子轴承，同时在第二压板120靠近安装件130一侧设置相对的两个挡块170，这两个挡块170的延伸部172向相互靠近的方向延伸，交叉滚子轴承的外圈卡入两个挡块170的延伸部172与第二压板120的间隔内，交叉滚子轴承的内圈固定在施压板上。这样，螺杆160在转动过程中，与交叉滚子轴承的内圈同步转动，而交叉滚子轴承的外圈由于卡入两个挡块170的延伸部172与第二压板120的间隔内，因此，螺杆160的直线运动可以带动第二压板120一起移动，交叉滚子轴承的使用可以降低螺杆160带动第二压板120移动时的阻力，使螺杆160能够较为稳定地带动第二压板120移动。

在本申请的一些实施例中，可选地，电芯化成夹具还包括多根导向杆180，每根导向杆180的两端分别与第一压板110、安装件130固定连接，第二压板120可滑动地设置在多根导向杆180上。

通过多根导向杆180固定连接第一压板110与安装件130，而第二压板120则可滑动地设置在多根导向杆180上，这样，导向杆180可以为第二压板120的移动提供导向作用，从而有利于螺杆160带动第二压板120向靠近或者远离第一压板110的方向移动。

在本申请的一些实施例中，可选地，电芯化成夹具还包括至少一个中间板190，至少一个中间板190可移动地设置在第一压板110和第二压板120之间。

通过在第一压板110和第二压板120之间增加至少一个中间板190，可以同时压持多个电芯，从而实现对多个电芯的同时化成，提高了电芯的化成效率。此处的中间板190同样可以设置在多根导向杆180上，并可在多根导向杆180上滑动。

另外，靠近第一压板110设置的中间板190可以作为承压板使用，将压力传递准确地传递至第二压板120上的压力传感器111。

此处可以将部分中间板190替换为支撑件191，支撑件191可以在多根导向杆上滑动，支撑件191可以对电芯起到支撑作用，有利于在施加压力时，电芯在电芯化成夹具上的移动。

在本申请的一些实施例中，可选地，电芯化成夹具还包括剪刀杆组件200，剪刀杆组件200依次与第二压板120和至少一个中间板190连接。

在中间板190的数量较多时，可以通过剪刀杆组件200在螺杆160带动第二压板120移动时，使多个中间板190同步移动，并保证相邻的两个中间板190之间的距离保持相等。

其中，剪刀杆组件200包括第一连杆201，第一连杆201的第一端与第二压板120铰接，第一连杆201的第二端可滑动地设置在与第二压板120相邻的中间板190或者支撑件191上，第一连杆201的第二端的滑动方向平行于第二压板120。剪刀杆组件200还包括多个首尾铰接的第二连杆202，其中一个第二连杆202的一端与第一连杆201的第二端铰接，两个第二连杆202彼此相连的一端可滑动地设置在其中一个中间板190或者支撑件191上，该滑动方向同样平行于第二压板120，同时，每个第二连杆202的中部与其中一个中间板190铰接。这样，即可在螺杆160带动第二压板120移动时，使多个中间板190同步移动，并且使相邻的两个中间板190之间的距离保持相等。

在本申请的其他实施例中，也可以在压力作用下带动中间板190移动，在螺杆160带动第二压板120移动时，通过压力的传递，同样可以带动至少一个中间板190移动。

在本申请的一些实施例中，可选地，第二压板120的边缘处以及至少一个中间板190的边缘处均设置有用于夹取电芯的缺口210。

在第二压板120的边缘处以及中间板190的边缘处设置的缺口210，为夹取电芯提供了有利空间，在从电芯化成夹具中取出电芯时，可以从缺口210处夹持电芯的两侧，进而将放置于第一压板110和第二压板120之间的电芯，或者放置于第二压板120和中间板190之间的电芯，又或者放置于两个中间板190之间的电芯取出。

此处缺口210的横截面可以为矩形，矩形的长宽尺寸可以分别为40毫米和20毫米。另外，还可以在缺口210处贴覆绝缘防磕碰硅胶。

在本申请的一些实施例中，可选地，第二压板120以及至少一个中间板190的表面均设置有用于与电芯贴合的防护垫220。

防护垫220可以起到保护电芯的作用，此处的防护垫220可以采取耐高温的硅胶垫，硅胶垫的厚度可以为2毫米以上，还可以在硅胶垫的表面贴覆耐磨PET(plythyleneterephthalate，涤纶树脂)膜，PET膜的厚度可以为2毫米以上。

在本申请的一些实施例中，可选地，电芯化成夹具还包括基座230，第一压板110和安装件130均设置在基座230上。

此处基座230可以为第一压板110和安装件130提供固定基础，方便第一压板110和安装件130的固定。同时，可以对放置于第一压板110和第二压板120之间的电芯起到支撑作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电芯化成夹具，其特征在于，包括：

相对设置、用于压持电芯的第一压板和第二压板；

安装件，设置在所述第二压板远离所述第一压板的一侧；

固定板，设置在所述安装件上、并可沿第一方向相对于所述安装件移动；

螺帽，设置在所述固定板上；

螺杆，旋合在所述螺帽上、并可转动地贯穿所述固定板及所述安装件，所述螺杆与所述第二压板连接、用于带动所述第二压板沿靠近/远离所述第一压板的方向移动；

所述第一方向垂直于所述第二压板的移动方向。

2.根据权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于：

还包括多个紧固件，所述安装件上设置有沿所述第一方向分布的多个安装孔，所述固定板上设置有沿所述第一方向分布的至少一个过孔，多个所述紧固件穿过至少部分所述过孔和部分所述安装孔、以限制所述固定板在所述安装件上的位置。

3.根据权利要求2所述的电芯化成夹具，其特征在于：

所述安装件上的所述安装孔有多组，且多组所述安装孔相对分布在所述螺杆的两侧，所述固定板上设置有与多组所述安装孔对应的多组所述过孔。

4.根据权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于：

还包括挡块，所述挡块包括相连的连接部和延伸部，所述连接部与所述第二压板靠近所述安装件一侧连接，所述延伸部与所述第二压板具有间隔，所述螺杆上设置有限位件，所述限位件卡入所述延伸部与所述第二压板的间隔内。

5.根据权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于：

还包括多根导向杆，每根所述导向杆的两端分别与所述第一压板、所述安装件固定连接，所述第二压板可滑动地设置在多根所述导向杆上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电芯化成夹具，其特征在于：

还包括至少一个中间板，至少一个所述中间板可移动地设置在所述第一压板和所述第二压板之间。

7.根据权利要求6所述的电芯化成夹具，其特征在于：

还包括剪刀杆组件，所述剪刀杆组件依次与所述第二压板和至少一个所述中间板连接。

8.根据权利要求6所述的电芯化成夹具，其特征在于：

所述第二压板的边缘处以及至少一个所述中间板的边缘处均设置有用于夹取电芯的缺口。

9.根据权利要求6所述的电芯化成夹具，其特征在于：

所述第二压板的表面以及至少一个所述中间板的表面均设置有用于与电芯贴合的防护垫。

10.根据权利要求1所述的电芯化成夹具，其特征在于：

还包括基座，所述第一压板和所述安装件均设置在所述基座上。

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