CN204793085U - 一种热冷压化成机的冷压夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种热冷压化成机的冷压夹具，包括前支座组件、后支座组件，冷压层板组件、压力弹簧座组件和活动压板组件，前支座组件和后支座组件通过梯形丝杆连接，压力弹簧组件与后支座组件连接，活动压板组件通过梯形螺母与梯形丝杆连接，并且活动压板组件可沿着梯形丝杆移动，冷压层板组件设置于压力弹簧座组件和活动压板组件之间。相对于现有技术，本实用新型可以使电芯得到充分的冷却，以提高冷却效果，同时使得电芯得到准确的定型，从而可以保证电芯在冷压后的厚度均匀性，以满足生产要求。

Description

一种热冷压化成机的冷压夹具

技术领域

本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种热冷压化成机的冷压夹具。

背景技术

热冷压化成机是锂电池生产行业中的重要设备，用于软包装锂电池电芯的热压化成与冷压定型。在锂离子电池化成、热冷压过程中，首先由人工或机械自动上料，将电池电芯放入上料模组，再由机械手从备料工装一次性夹取电芯并放入热压化成夹具，夹具对电芯自动加热、加压及化成。热压及化成完成后，再由机械手一次性夹取电芯并放入冷压夹具，冷压夹具对电芯加压冷却和定型，定型完成后，电芯被抓取至备料工装，人工或机械从备料工装下料。

由此可见，对电芯的冷压定型是电芯下料前的最后一道工序，该工序直接影响到电芯的充放电性能和厚度尺寸。为了提高设备的产能，冷压夹具需要能够同时夹持多组电芯，并实现对电芯的冷压定型。

但是，现有技术中的热冷压化成机的冷压夹具并不能使得所有的电芯在热压化成完成后能够得到充分的冷却及准确的定型，因此，冷却效果不佳而且厚度不均，无法满足生产需求。

有鉴于此，确有必要提供一种热冷压化成机的冷压夹具，其能够使得电芯在热压化成完成后得到充分的冷却以及准确的定型，以提高冷却效果，保证电芯在冷压后的厚度均匀性，以满足生产要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种热冷压化成机的冷压夹具，其能够使得电芯在热压化成完成后得到充分的冷却以及准确的定型，以提高冷却效果，保证电芯在冷压后的厚度均匀性，以满足生产要求。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

热冷压化成机的冷压夹具，包括前支座组件、后支座组件，冷压层板组件、压力弹簧座组件和活动压板组件，所述前支座组件和所述后支座组件通过梯形丝杆连接，所述压力弹簧组件与所述后支座组件连接，所述活动压板组件通过梯形螺母与所述梯形丝杆连接，并且所述活动压板组件可沿着所述梯形丝杆移动，所述冷压层板组件设置于所述压力弹簧座组件和所述活动压板组件之间。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述前支座组件包括伺服电机、减速机、齿轮组、前支座支撑板和电机固定板，所述齿轮组包括若干个啮合传动的齿轮，所述伺服电机的输出轴与所述减速机连接，所述减速机的输出轴与所述齿轮组中的一个齿轮连接，所述伺服电机安装于所述电机固定板上，所述减速机的输出轴穿过所述电机固定板，所述齿轮组设置于所述前支座支撑板上。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述齿轮组包括中间齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮和第四小齿轮，所述减速机的输出轴与所述中间齿轮连接，所述中间齿轮分别与所述第一大齿轮和所述第二大齿轮啮合，所述第一大齿轮还与所述第一小齿轮和所述第二小齿轮啮合，所述第二大齿轮还与所述第三小齿轮和第四小齿轮啮合，所述第一小齿轮、所述第二小齿轮、所述第三小齿轮和所述第四小齿轮分别连接一根所述梯形丝杆。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述后支座组件包括拉杆、后支座支撑板和后支座加强筋板，所述拉杆的一端与所述后支座支撑板连接，所述拉杆的另一端与所述前支座支撑板连接，所述后支座加强筋板设置于所述后支座支撑板的外侧。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述冷压层板组件包括若干个等间距平行排列的冷压层板，所述冷压层板包括层板主体、导向装置、冷却水通道、硅胶片和链条卡，所述导向装置设置于所述层板主体的顶部，所述冷却水通道设置于所述层板主体内部，所述硅胶片设置于所述层板主体的面积最大的表面上，所述链条卡设置于所述层板主体的两侧。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述层板主体的两侧分别设置有两个所述链条卡，相邻的两个所述链条卡之间设置有链条；所述冷却水通道的入口和出口均设置于所述层板主体的下表面，并且所述入口和所述出口分别位于所述层板主体的下表面的两端。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述压力弹簧座组件包括弹簧安装板、压力传感器安装板、压力传感器、滚珠衬套组件和压力弹簧，所述压力弹簧设置于所述弹簧安装板和所述压力传感器安装板之间，所述滚珠衬套组件穿过所述弹簧安装板和所述压力传感器安装板，所述压力传感器设置于所述压力传感器安装板的外侧，并且所述压力传感器靠近所述后支座支撑板设置，所述滚珠衬套组件还嵌入所述后支座支撑板内。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述前支座支撑板和所述后支座支撑板之间连接有铝型材，所述铝型材设置有前极位光电感应器和后极位光电感应器，所述活动压板组件的一侧设置有感应片。

作为本实用新型热冷压化成机的冷压夹具的一种改进，所述前支座支撑板上设置有第一对射光电感应器，所述弹簧安装板上设置有第二对射光电感应器。

相对于现有技术，本实用新型提供的热冷压化成机的冷压夹具，包括前支座组件、后支座组件、冷压层板组件、压力弹簧座组件和活动压板组件，所述前支座组件和所述后支座组件通过梯形丝杆连接，所述压力弹簧组件与所述后支座组件连接，所述活动压板组件通过梯形螺母与所述梯形丝杆连接，并且所述活动压板组件可沿着所述梯形丝杆移动，所述冷压层板组件设置于所述压力弹簧座组件和所述活动压板组件之间。使用时，活动压板组件沿梯形丝杆的轴线做匀速平移的同时，推动与其相邻的第一块冷压层板，第一块冷压层板随后推动第二块层板，依次动作，直至所有冷压层板之间均施加恒定的压力，在此过程中，冷压层板对电芯进行冷压，带走电芯的残余热量，使电芯得到充分的冷却，以提高冷却效果，同时使得电芯得到准确的定型，从而可以保证电芯在冷压后的厚度均匀性，以满足生产要求。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型中前支座组件的立体结构示意图。

图3为本实用新型中冷压层板的立体结构示意图。

图4为本实用新型中压力弹簧座组件的立体结构示意图。

其中：

1-前支座组件；

11-伺服电机，12-减速机，13-齿轮组，131-中间齿轮，132-第一大齿轮，133-第二大齿轮，134-第一小齿轮，135-第二小齿轮，136-第三小齿轮，137-第四小齿轮，14-前支座支撑板，15-电机固定板；

2-后支座组件；

21-拉杆，22-后支座支撑板，23-后支座加强筋板；

3-冷压层板组件；

31-层板主体，32-导向装置，33-硅胶片，34-链条卡，35-入口，36-出口；

4-压力弹簧座组件；

41-弹簧安装板，42-压力传感器安装板，43-压力传感器，44-滚珠衬套组件，45-压力弹簧；

5-活动压板组件；

6-梯形丝杆；

7-铝型材；

8-前极位光电感应器；

9-后极位光电感应器；

10-感应片；

20-第一对射光电感应器；

30-第二对射光电感应器。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型提供的热冷压化成机的冷压夹具，包括前支座组件1、后支座组件2，冷压层板组件3、压力弹簧座组件4和活动压板组件5，前支座组件1和后支座组件2通过梯形丝杆6连接，压力弹簧组件4与后支座组件2相邻并与后支座组件2连接，活动压板组件5通过梯形螺母与梯形丝杆6连接，并且活动压板组件5可沿着梯形丝杆6的轴线平移，冷压层板组件3设置于压力弹簧座组件4和活动压板组件5之间。

前支座组件1包括伺服电机11、减速机12、齿轮组13、前支座支撑板14和电机固定板15，齿轮组13包括若干个啮合传动的齿轮，伺服电机11的输出轴与减速机12连接，减速机12的输出轴与齿轮组13中的一个齿轮连接，伺服电机11安装于电机固定板15上，减速机12的输出轴穿过电机固定板15，齿轮组13设置于前支座支撑板14上。

齿轮组13包括中间齿轮131、第一大齿轮132、第二大齿轮133、第一小齿轮134、第二小齿轮135、第三小齿轮136和第四小齿轮137，减速机12的输出轴与中间齿轮131连接，中间齿轮131分别与第一大齿轮132和第二大齿轮133啮合，第一大齿轮132还与第一小齿轮134和第二小齿轮135啮合，第二大齿轮133还与第三小齿轮135和第四小齿轮136啮合，第一小齿轮134、第二小齿轮135、第三小齿轮136和第四小齿轮137分别连接一根梯形丝杆6。伺服电机11输出的动力经减速机12减速增扭传递给两个大齿轮（第一大齿轮132、第二大齿轮133），两个大齿轮又将动力分别传递给四个小齿轮（第一小齿轮134、第二小齿轮135、第三小齿轮136和第四小齿轮137）。由于四个小齿轮分别安装于一根梯形丝杆6的一端，在大小齿轮的传动作用下，四根梯形丝杆6沿相同的方向回转，带动活动压板组件5匀速平移。

后支座组件2包括拉杆21、后支座支撑板22和后支座加强筋板23，拉杆21的一端与后支座支撑板22连接，拉杆21的另一端与前支座支撑板14连接，后支座加强筋板23设置于后支座支撑板22的外侧。拉杆21的设置可保证后支座支撑板22和前支座支撑板14的平行度。

冷压层板组件3包括若干个等间距平行排列的冷压层板，冷压层板的个数可根据化成机的产能而确定，活动压板组件5沿梯形丝杆6的轴线做匀速平移的同时，推动与其相邻的第一块冷压层板，第一块冷压层板随后推动第二块冷压层板，依次动作，直至所有冷压层板之间均施加恒定的压力，伺服电机11停止转动。

冷压层板包括层板主体31、导向装置32、冷却水通道、硅胶片33和链条卡34，导向装置32设置于层板主体31的顶部，冷却水通道设置于层板主体31内部，硅胶片33设置于层板主体31的面积最大的表面上，链条卡34设置于层板主体31的两侧。硅胶片33具有弹性，在对电芯加压过程中，可使电芯在冷压定型时受压面压力大小不变并在一定程度上减小压应力，从而降低电芯被压坏的概率，对电芯起到一定的保护作用。

该导向装置32由于形似火箭头，因此俗称“火箭头”。从热压夹具上下来的锂电池电芯气袋受热膨胀。在电芯放入冷压夹具后，相邻两冷压层板上的火箭头对电芯起到一定的导向和夹紧作用。

层板主体31的两侧分别设置有两个链条卡34，相邻的两个链条卡34之间设置有链条，该链条同时串在螺钉上。电芯冷压完成后，链条拉动冷压层板相互远离，并限制相互之间的最大间距。冷却水通道的入口35和出口36均设置于层板主体31的下表面，并且入口35和出口36分别位于层板主体31的下表面的两端。冷却水从入口35流入冷却水通道，吸收冷压夹具和电芯的热量，再从出口36流出，带走电芯热压完成后的残余热量，使得整个冷压夹具以及电芯得到有效充分的冷却。

压力弹簧座组件4包括弹簧安装板41、压力传感器安装板42、压力传感器43、滚珠衬套组件44和压力弹簧45，压力弹簧45设置于弹簧安装板41和压力传感器安装板42之间，滚珠衬套组件44穿过弹簧安装板41和压力传感器安装板42，压力传感器43设置于压力传感器安装板42的外侧，并且压力传感器43靠近后支座支撑板22设置，滚珠衬套组件44还嵌入后支座支撑板22内。压力传感器43实时感受并记录冷压夹具的压力的大小，并反馈给伺服电机11，从而调整伺服电机11的动作，使压力稳定于设定范围。在压力弹簧座组件4受压时压力弹簧45被压缩，可防止因短时过载造成的电芯压坏事故。压力弹簧45使得整个冷压夹具压紧工作时保持一定的柔性，弹簧安装板41可以在小范围内相对压力传感器安装板42浮动，滚珠衬套组件44为其浮动提供导向作用。

前支座支撑板14和后支座支撑板22之间连接有铝型材7，铝型材7设置有前极位光电感应器8和后极位光电感应器9，位置可调，活动压板组件5的一侧设置有感应片10，当活动压板组件5移动至前后极位时，感应片10遮挡住极位光电感应器8和后极位光电感应器9，伺服电机11停止转动。

前支座支撑板14上设置有第一对射光电感应器20，弹簧安装板41上设置有第二对射光电感应器30。第一对射光电感应器20和第二对射光电感应器30相对设置，第一对射光电感应器20和第二对射光电感应器30构成感应原件对，当机械手从冷压夹具中漏夹电芯或夹取电芯过程中发生落料时会触发对射光电感应器，化成机发出相应警报。具体而言，机械手夹走物料后，若冷压夹具内有漏夹物料，第一对射光电感应器20和第二对射光电感应器30发出开关量信号给控制***（该控制***与冷压夹具连接），此时化成机发出警报提醒，从而可以有效地防止漏夹料。

本实用新型的工作原理为：

前支座组件1的伺服电机11提供驱动力，减速机12使伺服电机11输出的扭矩增加，速度降低，通过减速机12的输出轴将该驱动力传递给中间齿轮131，通过中间齿轮131和两个大齿轮（第一大齿轮132、第二大齿轮133）的传递作用，将传动扭矩平均分配给四个小齿轮（第一小齿轮134、第二小齿轮135、第三小齿轮136和第四小齿轮137），并使四个小齿轮旋转方向相同，从而使四根梯形丝杆6同方向等速转动，从而前支座组件1通过齿轮传动将转动力矩传递给梯形丝杆6，使活动压板组件5沿梯形丝杆6的轴线做匀速平行移动，当向冷压夹具放入物料后，活动压板组件5推动与其相邻的第一块冷压层板，第一块冷压层板随后推动第二块层板，依次动作，活动压板组件5推动冷压层板平行移动使之相互压紧，直至所有冷压层板之间均施加恒定的压力，使得电芯得到准确的定型，从而可以保证电芯在冷压后的厚度均匀性，以满足生产要求，此时，冷却水从入口35流入冷却水通道，吸收冷压夹具和电芯的热量，再从出口36流出，带走电芯热压完成后的残余热量，使得整个冷压夹具以及电芯得到有效充分的冷却。当冷压完成后，活动压板组件5反向平移，平移过程中链条拉动冷压层板使相邻的冷压层板相互远离，再用机械手取出冷压定型后的电芯即可。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (9)

1.热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：包括前支座组件、后支座组件，冷压层板组件、压力弹簧座组件和活动压板组件，所述前支座组件和所述后支座组件通过梯形丝杆连接，所述压力弹簧组件与所述后支座组件连接，所述活动压板组件通过梯形螺母与所述梯形丝杆连接，并且所述活动压板组件可沿着所述梯形丝杆移动，所述冷压层板组件设置于所述压力弹簧座组件和所述活动压板组件之间。

2.根据权利要求1所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述前支座组件包括伺服电机、减速机、齿轮组、前支座支撑板和电机固定板，所述齿轮组包括若干个啮合传动的齿轮，所述伺服电机的输出轴与所述减速机连接，所述减速机的输出轴与所述齿轮组中的一个齿轮连接，所述伺服电机安装于所述电机固定板上，所述减速机的输出轴穿过所述电机固定板，所述齿轮组设置于所述前支座支撑板上。

3.根据权利要求2所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述齿轮组包括中间齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮和第四小齿轮，所述减速机的输出轴与所述中间齿轮连接，所述中间齿轮分别与所述第一大齿轮和所述第二大齿轮啮合，所述第一大齿轮还与所述第一小齿轮和所述第二小齿轮啮合，所述第二大齿轮还与所述第三小齿轮和第四小齿轮啮合，所述第一小齿轮、所述第二小齿轮、所述第三小齿轮和所述第四小齿轮分别连接一根所述梯形丝杆。

4.根据权利要求2所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述后支座组件包括拉杆、后支座支撑板和后支座加强筋板，所述拉杆的一端与所述后支座支撑板连接，所述拉杆的另一端与所述前支座支撑板连接，所述后支座加强筋板设置于所述后支座支撑板的外侧。

5.根据权利要求1所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述冷压层板组件包括若干个等间距平行排列的冷压层板，所述冷压层板包括层板主体、导向装置、冷却水通道、硅胶片和链条卡，所述导向装置设置于所述层板主体的顶部，所述冷却水通道设置于所述层板主体内部，所述硅胶片设置于所述层板主体的面积最大的表面上，所述链条卡设置于所述层板主体的两侧。

6.根据权利要求5所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述层板主体的两侧分别设置有两个所述链条卡，相邻的两个所述链条卡之间设置有链条；所述冷却水通道的入口和出口均设置于所述层板主体的下表面，并且所述入口和所述出口分别位于所述层板主体的下表面的两端。

7.根据权利要求4所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述压力弹簧座组件包括弹簧安装板、压力传感器安装板、压力传感器、滚珠衬套组件和压力弹簧，所述压力弹簧设置于所述弹簧安装板和所述压力传感器安装板之间，所述滚珠衬套组件穿过所述弹簧安装板和所述压力传感器安装板，所述压力传感器设置于所述压力传感器安装板的外侧，并且所述压力传感器靠近所述后支座支撑板设置，所述滚珠衬套组件还嵌入所述后支座支撑板内。

8.根据权利要求4所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述前支座支撑板和所述后支座支撑板之间连接有铝型材，所述铝型材设置有前极位光电感应器和后极位光电感应器，所述活动压板组件的一侧设置有感应片。

9.根据权利要求7所述的热冷压化成机的冷压夹具，其特征在于：所述前支座支撑板上设置有第一对射光电感应器，所述弹簧安装板上设置有第二对射光电感应器。