CN105958123A - 64通道聚合物锂离子电池化成夹具机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，包括机架，还包括压力控制装置、64通道层压板、温度控制柜以及电池化成柜；压力控制装置安装在所述的机架上，64通道层压板安装在压力控制装置上；64通道层压板包括加热板、夹具压板、温度传感器、连接链条、硅胶板以及用以对聚合物锂离子电池的极耳进行夹紧的电池极耳接触销，若干夹具压板相互平行布置，并且两两之间夹持聚合物锂离子电池；夹具压板上用于夹持聚合物锂离子电池的表面上贴附有加热板，与设置加热板相反的表面上贴附有硅胶板；夹具压板的内部安装有温度传感器，夹具压板的端部通过连接链条相互连接。本发明把加压，加温，化成集合在一个夹具里面进行，减少工序之间的中转流程。

Description

64通道聚合物锂离子电池化成夹具机

技术领域

本发明涉及一种64通道聚合物锂离子电池化成夹具机采用64通道提升了电池的生产效率，降低了设备的成本；在锂电池自动化生产设备上面有了重大的突破，解决了现有电池生产技术工艺问题，提升了电池生产的效率，减少了人工的劳力输出，解决了自动化生产设备的瓶颈。

背景技术

在原有的电池生产技术上面，加温加压与充放电化成是分开进行的，而且这两个工序所需要的时间周期都是较长的，并且加温加压在高温的情况下进行，环境温度高，对人工操作带来很大的不便。另外人工在搬运电池时直接接触电池本体，导致电池的不良率高；并且人为因素带来的不确定性难以得到有效的控制。在对于这种重复劳动而且在这环境复杂的场合，自动化设备是最好的改进方向。将两道工序结合成为一个工序，并且实现自动化操作，是必需进行推进的。本设备就是针对此工作而专门进行开发的一套自动化64通道聚合物锂离子电池化成夹具机。

发明内容

为了克服现有电池生产技术中加温加压与充放电化成是分开进行的缺陷，本发明提供一种将加温加压与充放电化成这两道工序结合成为一个工序的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机。本发明能够实现一次性投料，只需在一个设备中进行加热，加压，化成，以及不良电池判定等功能；这套***操作简便，节省能源，降低损耗，并且可以提高电池产量，降低生产成本。

本发明采用的技术方案是：

64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，包括机架，其特征在于：还包括压力控制装置、64通道层压板、温度控制柜以及电池化成柜；所述的压力控制装置安装在所述的机架上，所述的64通道层压板安装在所述的压力控制装置上；所述的64通道层压板包括加热板、夹具压板、温度传感器、连接链条、硅胶板以及用以对聚合物锂离子电池的极耳进行夹紧的电池极耳接触销，若干所述的夹具压板相互平行布置，并且两两之间夹持所述的聚合物锂离子电池；所述的夹具压板上用于夹持聚合物锂离子电池的表面上贴附有所述的加热板，与设置加热板相反的表面上贴附有所述的硅胶板；所述的夹具压板的内部安装有所述的温度传感器，所述的夹具压板的端部通过所述的连接链条相互连接。

所述的压力控制装置包括压力检测及自动调整机构和动力传动机构，所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构分别设置在机架的两端，若干所述的夹具压板位于所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构之间；

所述的压力检测及自动调整机构包括弹簧组件、压力支撑板、第一导向杆、与压力支撑板连接的压力检测传感器和用于实时对压力检测传感器进行读取数据并实时进行压力控制调整的检测控制程序，所述的弹簧组件固定在两块所述的压力支撑板之间，所述的压力支撑板通过所述的第一导向杆连接，且所述的压力支撑板可沿所述的第一导向杆的长度方向水平移动；

所述的动力传动机构包括伺服电机、减速机、二级减速箱、滚珠螺母丝杆副、丝杆推动板和第二导向杆，所述的丝杆推动板通过第二导向杆与所述的夹具压板连接并且与夹具压板平行设置，所述的丝杆推动板可沿所述的第二导向杆的长度方向水平移动；所述的伺服电机连接所述的减速机，所述的减速机的两侧对称布置有所述的二级减速箱，并且所述的减速机与所述的二级减速箱传动连接，所述的二级减速箱连接所述的滚珠螺母丝杆副，所述的滚珠螺母丝杆副连接丝杆推动板，所述的滚珠螺母丝杆副在伺服电机的作用下带动丝杆推动板推动夹具压板沿着第二导向杆的长度方向水平移动并对所述的夹具压板加压。

所述的二级减速箱包括与减速机传动连接的主传动齿轮、一级传动齿轮和二级传动齿轮，所述的主传动齿轮与所述的一级传动齿轮相互啮合，所述的一级传动齿轮与所述的二级传动齿轮相互啮合，所述的二级传动齿轮与所述的滚珠螺母丝杆副平键连接。

所述的滚珠螺母丝杆副包括丝杆固定座、滚珠螺母和滚珠丝杆，所述的滚珠螺母套接于所述的滚珠丝杆上，且所述的滚珠丝杆与所述的滚珠螺母可旋转地连接；所述的机架的两端之间设置有滚珠丝杆，所述的滚珠丝杆的一端与所述的二级传动齿轮键连接，另一端通过滚珠丝杆固定座设置在机架上。

所述的电池化成柜包括印制电路板、用于根据电池大小手动调节印制板高度以匹配电池的印制电路板联动调节机构、连接导线、充放电化成箱以及外框架；所述的印制电路板与所述的夹具压板一一对应，并且所述的印制电路板与所述的电池极耳接触销相互配套，当聚合物锂离子电池放入到夹具压板之间进行加压后，电池极耳贴合在所述的印制电路板上；所述的连接导线用以连接所述的印制电路板与所述的充放电化成箱，所述的外框架用以安装所述的充放电化成箱。

所述的印制电路板联动调节机构包括手摇丝杆、滑动块、调节杆、手摇丝杆固定座、锥齿轮以及齿轮联动杆，若干所述的印制电路板通过所述的调节杆连接，所述的手摇丝杆通过手摇丝杆固定座安装在机架的两端上，所述的手摇丝杆上套设有所述的滑动块且所述的滑动块可沿所述的手摇丝杆上下移动，所述的调节杆的两端分别与机架两侧的滑动块固定连接；一端的手摇丝杆的下端安装有锥齿轮，另一端的手摇丝杆通过齿轮联动杆与锥齿轮相啮合。

所述的充放电化成箱包括钣金框架，设置在钣金框架上的化成电路板和通道接口，所述的化成电路板与用于供电的电源连接，所述的化成电路板通过所述的通道接口、连接导线与所述的印制电路板连接。

两两所述的夹具压板之间设置有用于支撑存放聚合物软包电池的电池支撑膜。

所述的夹具压板的顶部设置有用于对聚合物软包电池进行导向扶正作用的导向块。

本发明在生产过程中聚合物锂离子电池会放入在夹具压板之间进行化成，并且一次性可以化成64只聚合物锂离子电池，压力控制装置对64通道层压板进行加压，并自动调整压力达到设定要求，所述温度控制柜，是对每块层压板进行温度控制的操作，所述电池化成柜是在聚合物锂离子电池加压加热后开始对其进行充放电化成的操作。本发明将原本的两个工序整合在这一套***设备中，使电池化成稳定，通过压力控制装置，可以使压力能够自动调整到设定压力要求，每块夹具压板都通过温控仪进行实时的温度调整，可以使温度保证在设定值的±2℃。

与现有的技术相比，本发明的有益效果为：

1.通过自动化的方案，把加压，加温，化成集合在一个夹具里面进行，减少工序之间的中转流程，并且结合原先两个工序为一道工序，提升了生产效率。

2.将电池平压式的热压需要手工单个进行上料的情况，更改为可以整组电池同时进行上下料，可以64个电池同时进行热压化成，在相同的环境条件下每只电池所受的压力的均匀性与热均匀性得到了很好的保证；采用伺服电机及滚珠丝杆来实时调整压力，压力精确度及可靠性得到了有效的提升。

3.通过双联动可调式的印制电路板结构，可以使机器适用多种电池的生产，减少客户因为更换电池而更换夹具的费用。

4.使用集成式的电池化成柜，放置在夹具的下部，结构紧凑，节省空间。

5.采用集成式设计，对于电池生产厂家的工艺需求，可以任意进行组建，实现自动的流水线。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的俯视图。

图4是本发明中压力检测装置。

图5夹具加热板组件示意图。

图6是联动印制板调节装置。

图7是本发明中的电池化成柜。

图8是本发明中的电池化成柜示意图。

具体实施方式

参照图1至图8，64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，包括机架1，还包括压力控制装置2、64通道层压板3、温度控制柜以及电池化成柜4；所述的压力控制装置2安装在所述的机架1上，所述的64通道层压板3安装在所述的压力控制装置2上；所述的64通道层压板3包括加热板31、夹具压板32、温度传感器33、连接链条34、硅胶板36以及用以对聚合物锂离子电池的极耳进行夹紧的电池极耳接触销，若干所述的夹具压板32相互平行布置，并且两两之间夹持所述的聚合物锂离子电池；所述的夹具压板32上用于夹持聚合物锂离子电池的表面上贴附有所述的加热板31，与设置加热板31相反的表面上贴附有所述的硅胶板36；所述的夹具压板32的内部安装有所述的温度传感器33，所述的夹具压板32的端部通过所述的连接链条34相互连接。

所述的压力控制装置2包括压力检测及自动调整机构和动力传动机构，所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构分别设置在机架1的两端，若干所述的夹具压板32位于所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构之间；

所述的压力检测及自动调整机构21包括弹簧组件211、压力支撑板212、第一导向杆213、与压力支撑板212连接的压力检测传感器214和用于实时对压力检测传感器进行读取数据并实时进行压力控制调整的检测控制程序，所述的弹簧组件211固定在两块所述的压力支撑板212之间，所述的压力支撑板212通过所述的第一导向杆213连接，且所述的压力支撑板212可沿所述的第一导向杆213的长度方向水平移动；

所述的动力传动机构包括伺服电机221、减速机222、二级减速箱223、滚珠螺母丝杆副224、丝杆推动板225和第二导向杆226，所述的丝杆推动板225通过第二导向杆226与所述的夹具压板32连接并且与夹具压板32平行设置，所述的丝杆推动板225可沿所述的第二导向杆226的长度方向水平移动；所述的伺服电机221连接所述的减速机222，所述的减速机222的两侧对称布置有所述的二级减速箱223，并且所述的减速机222与所述的二级减速箱223传动连接，所述的二级减速箱223连接所述的滚珠螺母丝杆副224，所述的滚珠螺母丝杆副224连接丝杆推动板225，所述的滚珠螺母丝杆副224在伺服电机221的作用下带动丝杆推动板225推动夹具压板32沿着第二导向杆226的长度方向水平移动并对所述的夹具压板32加压。

所述的二级减速箱223包括与减速机传动连接的主传动齿轮、一级传动齿轮和二级传动齿轮，所述的主传动齿轮与所述的一级传动齿轮相互啮合，所述的一级传动齿轮与所述的二级传动齿轮相互啮合，所述的二级传动齿轮与所述的滚珠螺母丝杆副平键连接。

所述的滚珠螺母丝杆副224包括丝杆固定座2241、滚珠螺母2242和滚珠丝杆2243，所述的滚珠螺母2242套接于所述的滚珠丝杆2243上，且所述的滚珠丝杆2243与所述的滚珠螺母2242可旋转地连接；所述的机架1的两端之间设置有滚珠丝杆2243，所述的滚珠丝杆2243的一端与所述的二级传动齿轮键连接，另一端通过滚珠丝杆固定座2241设置在机架1上。

所述的电池化成柜4包括印制电路板41、用于根据电池大小手动调节印制板高度以匹配电池的印制电路板联动调节机构42、连接导线、充放电化成箱5以及外框架；所述的印制电路板41与所述的夹具压板32一一对应，并且所述的印制电路板41与所述的电池极耳接触销43相互配套，当聚合物锂离子电池放入到夹具压板32之间进行加压后，电池极耳贴合在所述的印制电路板41上；所述的连接导线用以连接所述的印制电路板41与所述的充放电化成箱5，所述的外框架用以安装所述的充放电化成箱5。

所述的印制电路板联动调节机构42包括手摇丝杆421、滑动块422、调节杆423、手摇丝杆固定座424、锥齿轮425以及齿轮联动杆426，若干所述的印制电路板41通过所述的调节杆423连接，所述的手摇丝杆421通过手摇丝杆固定座424安装在机架1的两端上，所述的手摇丝杆421上套设有所述的滑动块422且所述的滑动块422可沿所述的手摇丝杆421上下移动，所述的调节杆423的两端分别与机架1两侧的滑动块422固定连接；一端的手摇丝杆421的下端安装有锥齿轮425，另一端的手摇丝杆421通过齿轮联动杆426与锥齿轮425相啮合。

所述的充放电化成箱5包括钣金框架51，设置在钣金框架上的化成电路板53和通道接口54，所述的化成电路板与用于供电的电源52连接，所述的化成电路板53通过所述的通道接口54、连接导线与所述的印制电路板53连接。

两两所述的夹具压板32之间设置有用于支撑存放聚合物软包电池的电池支撑膜。

所述的夹具压板32的顶部设置有用于对聚合物软包电池进行导向扶正作用的导向块35。

本发明在生产过程中聚合物锂离子电池会放入在夹具压板之间进行化成，并且一次性可以化成64只聚合物锂离子电池，压力控制装置对64通道层压板进行加压，并自动调整压力达到设定要求，所述温度控制柜，是对每块层压板进行温度控制的操作，所述电池化成柜是在聚合物锂离子电池加压加热后开始对其进行充放电化成的操作。本发明将原本的两个工序整合在这一套***设备中，使电池化成稳定，通过压力控制装置，可以使压力能够自动调整到设定压力要求，每块夹具压板都通过温控仪进行实时的温度调整，可以使温度保证在设定值的±2℃。

在使用此夹具时，确定电池的生产工艺后，对设备进行调整设定技术参数，设备初始化完成后，64通道层压板3开始按照设定要求对铝板进行加温，夹具进入初始位置，手动将印制电路板联动调节机构42调整到对应生产电池的要求位置后，开始进行上料，电池放入到压力控制装置2所带动的64通道层压板3之间，电池放入完成后压力控制装置2开始对电池进行加压操作，当压力达到所设定的要求范围内之后开始对电池进行充放电化成工作。当所有条件满足后，设备自动打开，取出电池。如此为一个循环。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，包括机架，其特征在于：还包括压力控制装置、64通道层压板、温度控制柜以及电池化成柜；所述的压力控制装置安装在所述的机架上，所述的64通道层压板安装在所述的压力控制装置上；所述的64通道层压板包括加热板、夹具压板、温度传感器、连接链条、硅胶板以及用以对聚合物锂离子电池的极耳进行夹紧的电池极耳接触销，若干所述的夹具压板相互平行布置，并且两两之间夹持所述的聚合物锂离子电池；所述的夹具压板上用于夹持聚合物锂离子电池的表面上贴附有所述的加热板，与设置加热板相反的表面上贴附有所述的硅胶板；所述的夹具压板的内部安装有所述的温度传感器，所述的夹具压板的端部通过所述的连接链条相互连接。

2.如权利要求1所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：所述的压力控制装置包括压力检测及自动调整机构和动力传动机构，所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构分别设置在机架的两端，若干所述的夹具压板位于所述的压力检测及自动调整机构和动力传动机构之间；

所述的压力检测及自动调整机构包括弹簧组件、压力支撑板、第一导向杆、与压力支撑板连接的压力检测传感器和用于实时对压力检测传感器进行读取数据并实时进行压力控制调整的检测控制程序，所述的弹簧组件固定在两块所述的压力支撑板之间，所述的压力支撑板通过所述的第一导向杆连接，且所述的压力支撑板可沿所述的第一导向杆的长度方向水平移动；

所述的动力传动机构包括伺服电机、减速机、二级减速箱、滚珠螺母丝杆副、丝杆推动板和第二导向杆，所述的丝杆推动板通过第二导向杆与所述的夹具压板连接并且与夹具压板平行设置，所述的丝杆推动板可沿所述的第二导向杆的长度方向水平移动；所述的伺服电机连接所述的减速机，所述的减速机的两侧对称布置有所述的二级减速箱，并且所述的减速机与所述的二级减速箱传动连接，所述的二级减速箱连接所述的滚珠螺母丝杆副，所述的滚珠螺母丝杆副连接丝杆推动板，所述的滚珠螺母丝杆副在伺服电机的作用下带动丝杆推动板推动夹具压板沿着第二导向杆的长度方向水平移动并对所述的夹具压板加压。

3.如权利要求2所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：所述的二级减速箱包括与减速机传动连接的主传动齿轮、一级传动齿轮和二级传动齿轮，所述的主传动齿轮与所述的一级传动齿轮相互啮合，所述的一级传动齿轮与所述的二级传动齿轮相互啮合，所述的二级传动齿轮与所述的滚珠螺母丝杆副平键连接。

4.如权利要求2或3所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：所述的滚珠螺母丝杆副包括丝杆固定座、滚珠螺母和滚珠丝杆，所述的滚珠螺母套接于所述的滚珠丝杆上，且所述的滚珠丝杆与所述的滚珠螺母可旋转地连接；所述的机架的两端之间设置有滚珠丝杆，所述的滚珠丝杆的一端与所述的二级传动齿轮键连接，另一端通过滚珠丝杆固定座设置在机架上。

5.如权利要求4所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：所述的电池化成柜包括印制电路板、用于根据电池大小手动调节印制板高度以匹配电池的印制电路板联动调节机构、连接导线、充放电化成箱以及外框架；所述的印制电路板与所述的夹具压板一一对应，并且所述的印制电路板与所述的电池极耳接触销相互配套，当聚合物锂离子电池放入到夹具压板之间进行加压后，电池极耳贴合在所述的印制电路板上；所述的连接导线用以连接所述的印制电路板与所述的充放电化成箱，所述的外框架用以安装所述的充放电化成箱。

6.如权利要求5所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：所述的印制电路板联动调节机构包括手摇丝杆、滑动块、调节杆、手摇丝杆固定座、锥齿轮以及齿轮联动杆，若干所述的印制电路板通过所述的调节杆连接，所述的手摇丝杆通过手摇丝杆固定座安装在机架的两端上，所述的手摇丝杆上套设有所述的滑动块且所述的滑动块可沿所述的手摇丝杆上下移动，所述的调节杆的两端分别与机架两侧的滑动块固定连接；一端的手摇丝杆的下端安装有锥齿轮，另一端的手摇丝杆通过齿轮联动杆与锥齿轮相啮合。

7.如权利要求6所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：所述的充放电化成箱包括钣金框架，设置在钣金框架上的化成电路板和通道接口，所述的化成电路板与用于供电的电源连接，所述的化成电路板通过所述的通道接口、连接导线与所述的印制电路板连接。

8.如权利要求7所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：两两所述的夹具压板之间设置有用于支撑存放聚合物软包电池的电池支撑膜。

9.如权利要求8所述的64通道聚合物锂离子电池化成夹具机，其特征在于：所述的夹具压板的顶部设置有用于对聚合物软包电池进行导向扶正作用的导向块。