TW201917942A - 電池化成系統及其針盤 - Google Patents

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Abstract

一種電池化成系統，包含基座、承載件、針盤以及探針。基座適於承載電池，並且承載件位於基座之一側。針盤設置於承載件並具有相連通的通氣流道以及出氣流道。通氣流道的延伸方向與出氣流道的延伸方向相交。探針設置於針盤，且探針的測試端與出氣流道的出氣口位於針盤的同一側。

Description

電池化成系統及其針盤
本發明係關於一種電池活化系統，特別是一種電池化成系統以及此電池化成系統的針盤。
電池是一種能量轉化與儲存的裝置它通過反應將化學能或物理能轉化為電能根據電池即一種化學電源。電池由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極，且兩電極浸泡在能提供媒體傳導作用的電解質中。當正負極連接在某一外部載體上時，通過轉換其內部的化學能來提供電能。然而，電池製造完成後，電極的物化性質並不是處在最佳適用狀態，因此需要通過充放電程式將其正負極物質活化，以改善電池的充放電性能及自放電、儲存等綜合性能，而此充放電以活化正負極物質的過程即稱為化成。
現有的電池化成系統多由承載電池用的基座、正負電極探針、承載探針用的針盤、偵溫感測器以及負壓模組搭配組合而成。電池在充放電過程期間，電池本體、探針與電池電極接觸點均會有發熱現象，因此通常會在電池化成系統的周圍設置風扇裝置以便進行冷卻。然而，由於於探針與電池之間以及電池與電池之間的間距過窄，外部風扇裝置不易將冷空氣吹入而難以散熱，導致離風扇裝置較近的探針與電池溫度較低，離風扇裝置較遠的探針與電池溫度則較高，進而產生整體溫度不均的現象。
鑒於以上的問題，本發明揭露一種電池化成系統及其針盤，有助於解決電池化成系統中因為離風扇裝置較遠之探針與電池的散熱效率不佳而有溫度不均的問題。
本發明所揭露的電池化成系統包含一基座、一承載件、一針盤以及至少一探針。基座適於承載電池，且承載件位於基座之一側。針盤設置於承載件並具有相連通的一通氣流道以及至少一出氣流道，且通氣流道的延伸方向與出氣流道的延伸方向相交。探針設置於針盤，且探針的測試端與出氣流道的一出氣口位於針盤的同一側。
本發明所揭露的用於電池化成之針盤具有相連通的一通氣流道以及至少一出氣流道。通氣流道的延伸方向與出氣流道的延伸方向相交。通氣流道用以供氣流流通至出氣流道，且出氣流道的一出氣口用以供氣流流出針盤以對待化成之電池進行散熱。
根據本發明所揭露的電池化成系統以及針盤，針盤具有相連通的通氣流道以及出氣流道。可自外部將氣體通入通氣流道內，並且氣體可自出氣流道的出氣口吹出，以對探針與待化成電池進行散熱。藉此，有助於均勻地冷卻探針與待化成電池，有效提升散熱效率。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請同時參照圖1A與圖1B。圖1A為根據本發明第一實施例之電池化成系統的立體示意圖。圖1B為圖1A之電池化成系統的分解示意圖。在本實施例中，電池化成系統1包含一基座11、一承載件12、一針盤13以及多個探針14。探針14的數量並非用以限制本發明。
基座11例如但不限於是一塑膠托盤，其底部具有一承載面111。承載面111形成有多個定位槽(未繪示)，並且待化成電池B可設置於這些定位槽而承載於承載面111上。在本實施例中，待化成電池B為硬殼方罐鋰電池。
承載件12位於基座11之一側。在本實施例中，承載件12為一框架，其包含一框體121以及一導引桿122。框體121設置於基座11，並且框體121具有相互面對的二內側面121a。導引桿122設置於框體121，並且導引桿122自其中一個內側面121a延伸至另一個內側面121a。導引桿122的相對二端分別固定於二內側面121a。
針盤13設置於承載件12並且包含多個連接塊。請併參照圖1C與圖1D。圖1C為圖1B之電池化成系統中針盤的部分分解示意圖。圖1D為圖1A之電池化成系統的剖切示意圖。在本實施例中，針盤13的多個連接塊包含交錯排列的多個通道模塊131以及多個間隔塊132。
通道模塊131的數量可與待化成電池B的數量一致，並且通道模塊131的數量可視待化成電池B數量之增減而改變。導引桿122穿設通道模塊131與間隔塊132，而使通道模塊131與間隔塊132均藉由導引桿122設置於承載件12，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，承載件沒有導引桿，而是承載件之框體於內側壁上形成二滑槽，並且通道模塊與間隔塊的相對二端分別設置於二滑槽內。
每個通道模塊131分別具有相對的二側面131a、一底面131b、多個流道段131c以及多個出氣流道131d。底面131b介於二側面131a之間。每個流道段131c的二通氣口1311分別位於二側面131a，並且每個出氣流道131d的出氣口1312位於底面131b。流道段131c與出氣流道131d的連通處介於二通氣口1311之間。流道段131c與出氣流道131d的數量以及出氣流道131d的位置均非用以限制本發明。
類似地，每個間隔塊132也分別具有相對的二側面132a、一底面132b、多個流道段132c以及多個出氣流道132d。底面132b介於二側面132a之間。每個流道段132c的二通氣口1321分別位於二側面132a，並且每個出氣流道132d的出氣口1322位於底面132b。流道段132c與出氣流道132d的連通處介於二通氣口1321之間。流道段132c與出氣流道132d的數量以及出氣流道132d的位置均非用以限制本發明。
如圖1C和圖1D所示，當通道模塊131與間隔塊132設置於承載件12時，流道段131c與132c藉由通氣口1311與1321相互連通，並且所有的流道段131c、132c相連通而共同形成針盤13的一通氣流道133。通氣流道133的延伸方向A1(即流道段131c、132c的延伸方向)與出氣流道131d、132d的延伸方向A2相交。在本實施例中，其中二個間隔塊132分別最靠近框體121的二內側面121a，並且這二個間隔塊132各自的其中一個通氣口1321作為針盤13之通氣流道133的進氣口。在其他實施例中，係通道模塊131最靠近框體121的內側面121a，在此情況下，則是通道模塊131的其中一個通氣口1311作為針盤13之通氣流道133的進氣口。此外，在本實施例中，每個通道模塊131都具有出氣流道131d，並且每個間隔塊132也都具有出氣流道132d，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，係部分的通道模塊與部分的間隔塊分別具有出氣流道。或者，在其他實施例中，係只有通道模塊具有出氣流道，或是只有間隔塊具有出氣流道。
探針14例如但不限於是電極探針或是偵溫探針，其分別設置於針盤13的這些通道模塊131。詳細來說，這些探針14分別具有一測試端141，並且測試端141與出氣流道131d、132d的出氣口1312、1322位於針盤13的同一側。探針14穿設通道模塊131而使測試端141接觸到待化成電池B的正負電極或是偵溫金屬墊片。
如圖1D所示，在本實施例中，可自外部經由通氣流道133的進氣口(即最左側與最右側之間隔塊132的其中一個通氣口1321)將空氣或氮氣等冷卻氣體通入通氣流道133內，並且氣體可自出氣流道131d的出氣口1312或是出氣流道132d的出氣口1322吹出。經由出氣流道131d與132d吹出的氣體能對探針14以及待化成電池B進行散熱。進一步來說，藉由在針盤13上開設通氣流道133與出氣流道131d、132d，並且出氣流道131d、132d之出氣口1312、1322的位置對應到探針14的測試端141、待化成電池B的正負電極或是相鄰之二個待化成電池B之間的間隙，外部氣體可通入通氣流道133並自出氣口1312、1322流出，而有助於均勻地冷卻探針14與待化成電池B，有效提升散熱效率。
此外，如圖1C所示，為了防止相鄰之通道模塊131與間隔塊132的連接處產生縫隙而導致氣體逸散，本實施例的電池化成系統1更包含多個密封環15。針盤13之每個間隔塊132更具有二環形溝槽132e，並且二環形溝槽132e分別位於二通氣口1321周圍。這些密封環15分別設置於這些環形溝槽132e內，且通道模塊131與間隔塊132組裝於承載件12後壓縮這些密封環15。
第一實施例中藉由將密封環15設置於間隔塊132的環形溝槽132e內以防止氣體逸散，但本發明並不以此為限。請參照圖2，為根據本發明第二實施例之針盤的部分分解示意圖。由於第二實施例和第一實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。
在本實施例中，電池化成系統不包含密封環並且針盤13的間隔塊132不具有環形溝槽，而是每個間隔塊132具有分別自二側面132a延伸出的二突出部132f。對於其中一個間隔塊132以及與此間隔塊132相鄰的二通道模塊131而言，此間隔塊132的二突出部132f分別插設於此二通道模塊131的流道段131c內。藉此，間隔塊132的突出部132f有助於防止相鄰之通道模塊131與間隔塊132的連接處產生縫隙，而使通氣流道133內的氣體不會逸散。
第一實施例揭露的電池化成系統適用於硬殼電池，但本發明的電池化成系統也能適用於軟包電池。請同時參照圖3A與圖3B。圖3A為根據本發明第三實施例之電池化成系統的立體示意圖。圖3B為圖3A之電池化成系統的分解示意圖。在本實施例中，電池化成系統2包含一基座21、一承載件22、一針盤23以及多個探針24。探針24的數量並非用以限制本發明。
基座21例如但不限於是一塑膠架，並且待化成電池B”可設置於基座21。在本實施例中，待化成電池B”為軟包鋰電池。
承載件22位於基座21之一側。在本實施例中，承載件22包含相分離的二支撐板221以及二導引桿222。導引桿222設置於二支撐板221之間，並且導引桿222的相對二端分別固定於二支撐板221。
針盤23設置於承載件22。請併參照圖3C與圖3D。圖3C為圖3B之電池化成系統中針盤的部分分解示意圖。圖3D為圖3A之電池化成系統的剖切示意圖。在本實施例中，針盤23包含多個連接塊231，並且導引桿222穿設這些連接塊231，而使連接塊231設置於承載件22的二支撐板221之間。
每個連接塊231分別具有相對的二側面231a、一底面231b、一流道段231c以及一出氣流道231d。底面231b介於二側面231a之間。流道段231c的二通氣口2311分別位於二側面231a，並且出氣流道231d的出氣口2312位於底面231b。流道段231c與出氣流道231d的連通處介於二通氣口2311之間。出氣流道231d的數量以及位置均非用以限制本發明。
如圖3C和圖3D所示，當連接塊231設置於承載件12時，流道段231c藉由通氣口2311相互連通，並且所有的流道段231c相連通而共同形成針盤23的一通氣流道233。通氣流道233的延伸方向(即流道段231c的延伸方向)與出氣流道231d的延伸方向相交。在本實施例中，係分別最靠近二支撐板221之其中二個連接塊231各自的其中一個通氣口2311作為針盤23之通氣流道233的進氣口。此外，在本實施例中，每個連接塊231都具有出氣流道231d，但本發明並不以此為限。在其他實施例中，係只有部分的連接塊具有出氣流道。
探針24例如但不限於是夾爪式探針，其樞設於針盤23的連接塊231。這些探針24分別具有一測試端241，並且測試端241與出氣流道231d的出氣口2312皆位於針盤23的同一側。探針24可相對連接塊231轉動而使測試端241夾住待化成電池B”的正負電極或是偵溫金屬墊片。
如圖3C和圖3D所示，在本實施例中，可自外部經由通氣流道233的進氣口(即最左側與最右側之連接塊231的其中一個通氣口2311)將空氣或氮氣等氣體通入通氣流道233內，並且氣體可自出氣流道231d的出氣口2312吹出。經由出氣流道231d吹出的氣體能對探針24以及待化成電池B”進行散熱。進一步來說，藉由在針盤23上開設通氣流道233與出氣流道231d，並且出氣流道231d之出氣口2312的位置對應到探針14的測試端241、待化成電池B”的正負電極或是二個相鄰之待化成電池B”之間的間隙，外部氣體可通入通氣流道233並自出氣口2312流出，而有助於均勻地冷卻探針24與待化成電池B”，有效提升散熱效率。
此外，為了防止相鄰之二個連接塊231彼此之間產生縫隙而導致氣體逸散，本實施例的電池化成系統2更包含多個密封環25。針盤23的每個連接塊231更具有位於其中一個通氣口2311之周圍的一環形溝槽231e。這些密封環25分別設置於這些環形溝槽231e內，且連接塊231組裝於承載件12後壓縮這些密封環25。
請參照圖4，為根據本發明第四實施例之針盤的部分分解示意圖。由於第四實施例和第三實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。
在本實施例中，電池化成系統不包含密封環並且針盤23的連接塊231不具有環形溝槽，而是每個連接塊231具有自二側面231a其中之一延伸出的一突出部231f。對於相鄰的二個連接塊231而言，其中一個連接塊231的突出部231f插設於另一個連接塊231的流道段231c內。藉此，連接塊231的突出部231f有助於防止相鄰之二個連接塊231彼此之間產生縫隙而導致氣體逸散。
第一至第四實施例中的針盤都包含有多個可組裝在一起的接塊，但本發明並不以此為限。請參照圖5，為根據本發明第五實施例之電池化成系統的剖切示意圖。由於第五實施例和第一與第三實施例相似，故以下僅就相異處進行說明。
在本實施例中，針盤33係為一體成型之平板，並且具有相連通的一通氣流道331以及多個出氣流道332。通氣流道331的二進氣口3311分別位於針盤33的相異二側。
綜上所述，本發明所揭露的電池化成系統以及針盤中，針盤具有相連通的通氣流道以及出氣流道。可自外部將氣體通入通氣流道內，並且氣體可自出氣流道的出氣口吹出，以對探針與待化成電池進行散熱。藉此，有助於均勻地冷卻探針與待化成電池，有效提升散熱效率。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
B、B”‧‧‧待化成電池
1、2‧‧‧電池化成系統
11、21‧‧‧基座
111‧‧‧承載面
12、22‧‧‧承載件
121‧‧‧框體
121a‧‧‧內側面
122、222‧‧‧導引桿
221‧‧‧支撐板
13、23、33‧‧‧針盤
131‧‧‧通道模塊
132‧‧‧間隔塊
231‧‧‧連接塊
131a、132a、231a‧‧‧側面
131b、132b、231b‧‧‧底面
131c、132c、231c‧‧‧流道段
1311、1321、2311‧‧‧通氣口
131d、132d、231d‧‧‧出氣流道
1312、1322、2312‧‧‧出氣口
132e、231e‧‧‧環形溝槽
132f、231f‧‧‧突出部
133、233‧‧‧通氣流道
331‧‧‧通氣流道
3311‧‧‧進氣口
332‧‧‧出氣流道
14、24‧‧‧探針
141、241‧‧‧測試端
15、25‧‧‧密封環
A1、A2‧‧‧延伸方向
圖1A為根據本發明第一實施例之電池化成系統的立體示意圖。 圖1B為圖1A之電池化成系統的分解示意圖。 圖1C為圖1B之電池化成系統中針盤的部分分解示意圖。 圖1D為圖1A之電池化成系統的剖切示意圖。 圖2為根據本發明第二實施例之針盤的部分分解示意圖。 圖3A為根據本發明第三實施例之電池化成系統的立體示意圖。 圖3B為圖3A之電池化成系統的分解示意圖。 圖3C為圖3B之電池化成系統中針盤的部分分解示意圖。 圖3D為圖3A之電池化成系統的剖切示意圖。 圖4為根據本發明第四實施例之針盤的部分分解示意圖。 圖5為根據本發明第五實施例之電池化成系統的剖切示意圖。

Claims (10)

  1. 一種電池化成系統，包含：一基座，適於承載電池；一承載件，位於該基座之一側；一針盤，設置於該承載件，該針盤具有相連通的一通氣流道以及至少一出氣流道，且該通氣流道的延伸方向與該至少一出氣流道的延伸方向相交；以及至少一探針，設置於該針盤，且該至少一探針的測試端與該至少一出氣流道的一出氣口位於該針盤的同一側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電池化成系統，其中該至少一出氣流道的數量為多個，該針盤包含相組裝的多個連接塊，該些連接塊分別具有一流道段，該些流道段相連通而共同形成該通氣流道，且至少部分該些連接塊分別具有該些出氣流道。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電池化成系統，其中每一該些連接塊更具有相對的二側面以及介於該二側面之間的一底面，每一該些連接塊之該流道段的二通氣口分別位於該二側面，每一該些連接塊之該出氣流道的該出氣口位於該底面，每一該些連接塊之該流道段與該出氣流道的連通處介於該二通氣口之間，且該些流道段藉由該些通氣口相互連通。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電池化成系統，更包含多個密封環，其中相鄰之其中二該連接塊之間設置有其中一該密封環，且該些連接塊壓縮該些密封環。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之電池化成系統，其中每一該些連接塊更具有自該二側面其中之一延伸出的一突出部，且其中一該連接塊的該突出部插設於相鄰之另一個該連接塊的該流道段內。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之電池化成系統，更包含多個密封環，其中該針盤之該些連接塊包含交錯排列的多個通道模塊以及多個間隔塊，該至少一探針的數量為多個，該些探針分別設置於該些通道模塊，相鄰之其中一該通道模塊與其中一該間隔塊之間設置有其中一該密封環，且該些通道模塊與該些間隔塊壓縮該些密封環。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之電池化成系統，其中該些連接塊包含交錯排列的多個通道模塊以及多個間隔塊，該至少一探針的數量為多個，該些探針分別設置於該些通道模塊，每一該些間隔塊更具有分別自該二側面延伸出的二突出部，且其中一該間隔塊的該二突出部分別插設於與其相鄰之其中二該通道模塊的該流道段內。
  8. 一種用於電池化成之針盤，具有相連通的一通氣流道以及至少一出氣流道，該通氣流道的延伸方向與該至少一出氣流道的延伸方向相交，該通氣流道用以供氣體流通至該至少一出氣流道，且該至少一出氣流道的一出氣口用以供氣體流出該針盤以對待化成之電池進行散熱。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之針盤，包含相組裝的多個連接塊，其中該至少一出氣流道的數量為多個，該些連接塊分別具有一流道段，該些流道段相連通而共同形成該通氣流道，且至少部分該些連接塊分別具有該些出氣流道。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之針盤，其中每一該些連接塊更具有相對的二側面以及介於該二側面之間的一底面，每一該些連接塊之該流道段的二通氣口分別位於該二側面，每一該些連接塊之該出氣流道的該出氣口位於該底面，每一該些連接塊之該流道段與該出氣流道的連通處介於該二通氣口之間，且該些流道段藉由該些通氣口相互連通。
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