CN217641494U - 软包电池分区加热热压化成夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及软包电池的技术领域，具体涉及一种软包电池分区加热热压化成夹具。包括设置于电池包两侧的加热板和用于驱动两侧加热板夹紧电池包的压力驱动组件，每侧的加热板均至少包括可在压力驱动组件的驱动下同步运动的一块第一加热板和一块第二加热板，所述电池包包括用于连接极耳的极耳区域和剩余的非极耳区域，所述第一加热板与电池包的极耳区域对应设置，所述第二加热板与电池包的非极耳区域对应设置，所述第一加热板的加热温度低于第二加热板。本夹具可解决电池自身产热导致的温度不均匀性问题。

Description

软包电池分区加热热压化成夹具

技术领域

本实用新型涉及软包电池的技术领域，具体涉及一种软包电池分区加热热压化成夹具。

背景技术

软包锂离子电池外壳使用质量较轻、质地较软且具有一定变形能力的铝塑膜材料，其对于提高电池能量密度、增加安全性和设计灵活性有着重要意义。由于上述封装特性，当软包电池进行化成时通常需要对电池厚度方向施加一定压力，从而可以充分排出化成过程中电池的产气同时保持电池的平整性。电池的平整意味着隔膜与极片之间界面的稳定性和锂离子传输的均匀性，有利于电极表面形成稳定的SEI膜，减小不可逆容量损失同时提升电池循环性能。

随着涂覆隔膜的发展，热压化成工艺逐渐得到普及，其在对软包电池施加压力的同时对电池进行升温，高温下电解液粘度降低，同时隔膜表面涂覆的胶层与电极形成更紧密的贴合，有利于电解液的均匀浸润以及锂离子快速传输，从而可以增大化成电流，缩短化成时间。

目前热压化成夹具通常采用两块完整的加热板对电池厚度方向两侧进行加热，其加热板各部位温度一致。而电池在在实际充放电过程中内部会产生热量，且由于电池极耳位置电流密度更大会导致更多热量的产生，电池本身会形成一个温度梯度，通常极耳部位温度会高出其它部位1～5℃甚至更高。因此当加热板对电池进行升温时电池自身热量无法散去容易导致电池局部温度偏差的增大，这种偏差不利于电解液浸润的均匀性以及电极表面SEI膜的一致性，进而影响到电池容量发挥和循环性能等。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种软包电池分区加热热压化成夹具，可解决电池自身产热导致的温度不均匀性问题。

本实用新型一种软包电池分区加热热压化成夹具，包括设置于电池包两侧的加热板和用于驱动两侧加热板夹紧电池包的压力驱动组件，每侧的加热板均至少包括可在压力驱动组件的驱动下同步运动的一块第一加热板和一块第二加热板，所述电池包包括用于连接极耳的极耳区域和剩余的非极耳区域，所述第一加热板与电池包的极耳区域对应设置，所述第二加热板与电池包的非极耳区域对应设置，所述第一加热板的加热温度低于第二加热板。

较为优选的，所述第一加热板和第二加热板内均设有温度传感器，所述温度传感器的数据输出端连接至控制单元，所述控制单元的电力信号输出端分别连接至第一加热板和第二加热板。

较为优选的，所述第一加热板和第二加热板内集成有发热组件，所述第一加热板内发热组件的功率小于第二加热板内发热组件的功率。

较为优选的，当所述电池包为两端出极耳的电池包时，所述加热板还包括第三加热板，所述第一加热板和第三加热板分别位于第二加热板两侧，且所述第一加热板和第三加热板分别与电池包的两个极耳区域对应设置，所述第一加热板和第三加热板的加热温度相同。

较为优选的，所述加热板的外侧表面固连有隔热板，所述压力驱动组件垂直连接隔热板。

较为优选的，所述第一加热板和第三加热板与电池包接触面的长度均不超过电池包长度的1/3。

较为优选的，所述压力驱动组件为螺旋进给驱动件。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型可实现对软包电池热压化成分区加热，以消除由于电池极耳位置电流密度较高导致的产热大所带来的电池局部温度偏差，从而保证电解液的均匀浸润和电极表面SEI膜的一致性，充分利用更高倍率进行化成，从而缩短化成时间。

2、对热压化成加热板采取了模块化设计，便于制造工艺的实施，同时各加热板之间温度独立可控，适用于对灵活尺寸和异形结构的软包电池进行分区加热，应用较为广泛。而设置温度传感器可对各个加热板的温度进行独立采集，通过控制单元可在对应加热板达到指定温度后停止加热，从而进一步实现了各加热板的独立控制。

3、在加热板内集成加热组件，且第一加热板的加热组件功率低于第二加热板，可使第一加热板温度上升效率低于第二加热板，从而使第一加热板与第二加热板可同时达到各自的设定的温度值。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

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”、“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，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

图1示出了本申请一个较佳实施例提供的一种软包电池分区加热热压化成夹具的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种软包电池分区加热热压化成夹具，用于一侧出极耳的软包电池。包括设置于电池包1两侧的加热板和用于驱动两侧加热板夹紧电池包1的压力驱动组件5。每侧的加热板均包括可在压力驱动组件5的驱动下同步运动的一块第一加热板2和一块第二加热板3，所述电池包1包括用于连接极耳6的极耳区域8和剩余的非极耳区域9，所述第一加热板2与电池包1的极耳区域8对应设置，所述第二加热板3与电池包1的非极耳区域9对应设置，所述第一加热板2的加热温度低于第二加热板3。加热板升温范围为0～90℃。

实施例二

图2示出了本申请另一个实施例提供的一种软包电池分区加热热压化成夹具的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种软包电池分区加热热压化成夹具，用于两侧出极耳的软包电池。包括设置于电池包1两侧的加热板和用于驱动两侧加热板夹紧电池包1的压力驱动组件5，每侧的加热板均包括可在压力驱动组件5的驱动下同步运动的一块第一加热板2、一块第二加热板3和一块第三加热板10。第一加热板2和第三加热板10分别位于第二加热板3两侧，且所述第一加热板2和第三加热板10分别与电池包1的两个极耳区域8对应设置，所述第一加热板2和第三加热板10的加热温度相同并低于第二加热板3。

在一个实施例中，所述第一加热板2、第二加热板3、第三加热板10内均设有温度传感器7，所述温度传感器7的数据输出端连接至控制单元，所述控制单元的电力信号输出端分别连接至第一加热板2和第二加热板3。当某个加热板的温度达到该加热板设定的温度阈值时，控制单元切断该加热板内部加热组件的供电，从而使加热板的温度停留在当前采集的温度。

在一个实施例中，所述第一加热板2、第二加热板3、第三加热板10内集成有发热组件，所述第一加热板2内发热组件的功率小于第二加热板3内发热组件的功率。该发热组件可以是任意能通电发热的组件，如电阻丝。而功率更低的发热组件升温速度更慢，第一加热板2、第三加热板10预设的温度阈值相较于第二加热板3低1～5℃，当其升温速度更慢时，可使第一加热板2、第二加热板3、第三加热板10能同时达到各自设定的温度阈值。避免了一个加热板达到设定温度，而其余加热板还未达到设定温度，从而需进行等待的现象，提高了热压效率。同时也避免在加热板之间温度并未全部达到设定温度，导致的热压效果不理想。

在一个实施例中，所述加热板的外侧表面固连有隔热板4，所述压力驱动组件5垂直连接隔热板4。该隔热板4用于保证内层加热的热量保持在电池上而不会从外侧散发。各个加热板之间可以相互连接，也可彼此独立，而通过与隔热板4的连接形成一个加热板整体。

在一个实施例中，所述第一加热板2和第三加热板10与电池包1接触面的长度均不超过电池包1长度的1/3。

在一个实施例中，所述压力驱动组件5为螺旋进给驱动件，该螺旋进给驱动件通过步进电机与螺杆组件的配合，可将步进电机的旋转量经螺杆转化为推进量，从而实现稳定加压。螺旋进给驱动的形式已经比较成熟，任意一种能实现螺旋进给的结构均可适用于本夹具。

本夹具的工作过程如下：

通过压力驱动组件5对加热板进行驱动从而夹紧软包电池，加热板作用于电池上的压力取0.5Mpa。同时，各个加热板在控制单元的控制下开始加热，并通过温度传感器反馈采集的温度。当温度达到设定的温度阈值时，控制单元停止对加热板进行加热。其中，第一加热板2和第三加热板10的温度阈值可取70℃，第二加热板3的温度阈值取75℃。带温度均达到温度阈值且稳定后，使用0.5C电流对电池进行化成。本夹具可以消除电池温度偏差，同时使用更高倍率对电池进行化成，缩短化成时间同时保证电池电解液均匀浸润和SEI膜的一致性。

以上所述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精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种软包电池分区加热热压化成夹具，包括设置于电池包(1)两侧的加热板和用于驱动两侧加热板夹紧电池包(1)的压力驱动组件(5)，其特征在于：每侧的加热板均至少包括可在压力驱动组件(5)的驱动下同步运动的一块第一加热板(2)和一块第二加热板(3)，所述电池包(1)包括用于连接极耳(6)的极耳区域(8)和剩余的非极耳区域(9)，所述第一加热板(2)与电池包(1)的极耳区域(8)对应设置，所述第二加热板(3)与电池包(1)的非极耳区域(9)对应设置，所述第一加热板(2)的加热温度低于第二加热板(3)。

2.根据权利要求1所述的软包电池分区加热热压化成夹具，其特征在于：所述第一加热板(2)和第二加热板(3)内均设有温度传感器(7)，所述温度传感器(7)的数据输出端连接至控制单元，所述控制单元的电力信号输出端分别连接至第一加热板(2)和第二加热板(3)。

3.根据权利要求1所述的软包电池分区加热热压化成夹具，其特征在于：所述第一加热板(2)和第二加热板(3)内集成有发热组件，所述第一加热板(2)内发热组件的功率小于第二加热板(3)内发热组件的功率。

4.根据权利要求1所述的软包电池分区加热热压化成夹具，其特征在于：当所述电池包(1)为两端出极耳(6)的电池包(1)时，所述加热板还包括第三加热板(10)，所述第一加热板(2)和第三加热板(10)分别位于第二加热板(3)两侧，且所述第一加热板(2)和第三加热板(10)分别与电池包(1)的两个极耳区域(8)对应设置，所述第一加热板(2)和第三加热板(10)的加热温度相同。

5.根据权利要求1所述的软包电池分区加热热压化成夹具，其特征在于：所述加热板的外侧表面固连有隔热板(4)，所述压力驱动组件(5)垂直连接隔热板(4)。

6.根据权利要求4所述的软包电池分区加热热压化成夹具，其特征在于：所述第一加热板(2)和第三加热板(10)与电池包(1)接触面的长度均不超过电池包(1)长度的1/3。

7.根据权利要求1所述的软包电池分区加热热压化成夹具，其特征在于：所述压力驱动组件(5)为螺旋进给驱动件。

Images