CN216435969U - 一种软包锂离子电池化成夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种软包锂离子电池化成夹具，其包括载板，还包括上压板、加压机构和电位夹；载板，用于安装及固定加压机构和电位夹，并对软包锂离子电池的表面进行抵持；上压板，相对于载板间隔且平行设置；用于对软包锂离子电池远离载板一侧的表面进行抵持。该软包锂离子电池化成夹具，通过载板和上压板上的第一绝缘层和第二绝缘层，避免软包锂离子电池在加工过程中导致正负极耳电连接而引发安全事故的情况发生，通过外部气源装置带动加压机构上的保压组件驱动，从而使得上压板相对于载板上下滑动，并对软包锂离子电池进行施压，从而便于快速将软包锂离子电池内部的气体排出，实现软包锂离子电池快速化成的效果。

Description

一种软包锂离子电池化成夹具

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池生产技术领域，尤其涉及一种软包锂离子电池化成夹具。

背景技术

化成是锂电池生产过程中的重要工序，化成时在负极表面形成一层钝化层，即固体电解质界面膜(SEI膜)，SEI膜的好坏直接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性和安全性等电化学性能，满足二次电池密封“免维护”的要求，而不同的化成工艺形成的SEI膜有所不同，对电池的性能影响也存在很大差异，化成过程中伴随着产气现象，致使化成之后的电池厚度和硬度不一致，因此需要一种夹具使电池在压力作用下排挤出电池内部的气体。

中国专利公开号为CN211062800U的一种电池化成夹具开夹器，其具备基本的化成夹持排气功能，但其采用钢夹夹持于电池中部容易导致电池受力不均匀，且在操作过程中容易引发安全事故的情况发生，除此之外，带有钢夹的电池在上机时，由于夹具的影响使得电池无法保持水平状态，电池重心在正负极耳处，易导致极耳弯折，使得电池化成结果不理想，甚至因为夹具过大，正负极耳未在视野范围内，电池在上机时夹到铝塑膜致使电池短路而引发安全事故的情况下发生，此外，化成结束后，电芯需要带上极耳套再卸夹具，极耳套在此过程中容易脱落易导致安全事故的，故而提出一种软包锂离子电池化成夹具来解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种安全性能高、同时对软包锂离子电池进行化成及检测一体化操作的一种软包锂离子电池化成夹具。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种软包锂离子电池化成夹具，其包括载板，还包括上压板、加压机构和电位夹；

载板，水平设置且用于安装及固定加压机构和电位夹，并对软包锂离子电池的表面进行抵持；

上压板，相对于载板间隔且平行设置；用于对软包锂离子电池远离载板一侧的表面进行抵持；

加压机构，设置于载板上；用于调节上压板与载板之间的间距，并带动上压板与载板对软包锂离子电池进行施压；

电位夹，设置于载板上；用于对软包锂离子电池的正负极耳进行夹持，并配合外部检测设备对软包锂离子电池进行检测。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述载板靠近软包锂离子电池一侧的表面设置有第一绝缘层。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述上压板靠近软包锂离子电池一侧的表面设置有第二绝缘层。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述加压机构包括固定轴、连接件和保压组件；固定轴设置于载板上，连接件设置于固定轴上，保压组件设置于连接件远离固定轴的一端，上压板设置于保压组件的靠近载板的一端，保压组件用于调节上压板与载板之间的间距。

更进一步优选的，所述保压组件包括支撑轴、导气管、导套和连接板；支撑轴设置于连接件远离固定轴的一端，导气管设置于支撑轴上，导气管的延伸方向与上压板的水平延伸方向相互垂直，导气管的延伸方向滑动设置有导套，导套的靠近载板的一端设置有连接板，连接板远离导套的一端设置有上压板，导气管远离导套的一端与外部气源装置相连，外部气源装置通过增大导气管和导套内部气压，从而带动连接板和上压板靠近软包锂离子电池，并对软包锂离子电池进行施压。

更进一步优选的，所述导气管上设置有与导套相适配的导轨，导套的内部设置有与导气管相适配的轴封。

更进一步优选的，所述支撑轴的外壁设置有与距离传感器，距离传感器用于检测上压板的升降高度，距离传感器和外部气源装置均与PLC控制器电连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述电位夹包括下夹板、第一上夹板和第二上夹板；下夹板设置于载板上，第一上夹板转动设置于下夹板上，并对软包锂离子电池的正极耳进行夹持，第二上夹板相对于第一上夹板平行且转动设置于下夹板上，并对软包锂离子电池的负极耳进行夹持。

更进一步优选的，所述第一上夹板上设置有与软包锂离子电池的正极耳相适配的第一导电片，第二上夹板上设置有与软包锂离子电池的负极耳相适配的第二导电片，第一导电片和第二导电片分别与外部检测设备电连接。

更进一步优选的，所述第一上夹板的表面开设有十字槽，第二上夹板的表面开设有一字槽。

本实用新型的相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过载板和上压板上的第一绝缘层和第二绝缘层，避免软包锂离子电池在加工过程中导致正负极耳电连接而引发安全事故的情况发生，从而提高了该电池化成夹具的加工安全性能；

(2)通过外部气源装置带动加压机构上的保压组件驱动，从而使得上压板相对于载板上下滑动，并对软包锂离子电池进行施压，从而便于快速将软包锂离子电池内部的气体排出，实现软包锂离子电池快速化成的效果；

(3)通过保压组件上导气管的导轨对导套进行导向，使得导套带动连接板对上压板进行驱动的过程中，上压板相对于载板始终保持平行，避免上压板和载板对软包锂离子电池的作用力不一致而导致软包锂离子电池化成效果差的情况发生，同时，导套的内部设置有与导气管相适配的轴封，避免导套和导气管内部气压不稳定而导致上压板对软包锂离子电池的作用力过小而影响软包锂离子电池化成效果的情况发生，进而使得上压板对软包锂离子电池进行施压的过程中受力更加均匀和稳定，进一步提高了该电池化成夹具的化成效果；

(4)通过距离传感器对上压板的升降高度进行检查，并将检测数据反馈给PLC控制器，PLC控制器控制外部气源装置对加压机构上的保压组件进行定量驱动，从而实现检测、反馈及驱动一体化控制，进一步提高了该电池化成夹具的化成效果及加工精度；

(5)通过电位夹配合载板、上压板和加压机构同时使用，从而便于对软包锂离子电池进行化成的过程中同时进行检测，从而大大缩短了加工周期，实现快速高效生产的效果；

(6)通过电位夹采用下夹板、第一上夹板和第二上夹板配合使用，且第一上夹板和第二上夹板相互平行且转动设置于下夹板上，在夹持的过程中便于同时使得第一上夹板和第二上夹板分别与软包锂离子电池的正、负极耳进行夹持，进一步缩短了软包锂离子电池的正、负极耳安装夹持周期，避免采用多个夹具对软包锂离子电池的正负极耳作用力不同造成正负极耳易弯折损坏或电连接而引发安全事故的情况发生，实现省时省力稳定夹持及高安全性能的效果；

(7)通过电位夹对软包锂离子电池的正负极耳进行夹持，同时加压机构带动载板和上压板对对软包锂离子电池进行施压及化成，避免上压板对软包锂离子电池施压的过程中导致正负极耳发生弯折损坏或电连接而引发安全事故的情况发生，通过载板水平设置，且上压板相对于载板平行且间隔设置，从而使得软包锂离子电池在化成过程中软包锂离子电池处于水平状态，进一步避免软包锂离子电池因重心在正负极耳处易导致极耳弯折使得电池化成结果不理想导的情况发生，进一步提高了软包锂离子电池化成质量，使得该电池化成夹具便于推广；

(8)通过第一上夹板和第二上夹板上的十字槽和一字槽便于快速对软包锂离子电池的正负极进行精准夹持，避免电位夹持错误而影响外部检测设备检测数据或引发安全事故的情况发生，进一步提高了该电池化成夹具的化成质量及安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种软包锂离子电池化成夹具的立体图；

图2为本实用新型一种软包锂离子电池化成夹具的正视图；

图3为本实用新型一种软包锂离子电池化成夹具的左视图；

图4为本实用新型一种软包锂离子电池化成夹具的右视图；

图5为本实用新型一种软包锂离子电池化成夹具的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2-5，本实用新型的一种软包锂离子电池化成夹具，其包括上压板2、加压机构3和电位夹4。

载板1，水平设置且用于安装及固定加压机构3和电位夹4，并对软包锂离子电池的表面进行抵持；具体的，载板1水平设置，且载板1靠近软包锂离子电池一侧的表面固定安装有挡板；挡板用于对软包锂离子电池的铝塑膜进行导向，使得软包锂离子电池在化成的过程中铝塑膜内部的气体便于快速排出。

为了提高该电池化成夹具的使用安全性能；具体的，载板1靠近软包锂离子电池一侧的表面设置有第一绝缘层11；第一绝缘层11用于防止软包锂离子电池在加工过程中导致软包锂离子电池的正负极耳电连接而发生安全事故的情况发生。

上压板2，用于配合载板1对软包锂离子电池进行夹持；具体的，上压板2相对于载板1平行且间隔设置；通过上压板2配合载板1对软包锂离子电池的进行夹持，使得软包锂离子电池内部的气体便于快速排出。

为了进一步提高该电池化成夹具的使用安全性能；具体的，上压板2靠近软包锂离子电池一侧的表面设置有第二绝缘层21，第二绝缘层21用于防止软包锂离子电池在加工过程中导致软包锂离子电池的正负极耳电连接而引发安全事故的情况发生。

加压机构3，用于带动上压板2相对于载板1相互靠近或相互远离，并对软包锂离子电池进行施压；具体的，加压机构3包括固定轴31、连接件32和保压组件33，固定轴31固定安装于载板1上，连接件32固定安装于固定轴31上，保压组件33固定安装于连接件32远离固定轴31的一端，上压板2固定安装于保压组件33靠近软包锂离子电池的一端；通过保压组件33带动上压板2相对于载板1相互靠近或相互远离，从而对软包锂离子电池进行施压，实现软包锂离子电池的化成处理。

为了提高该电池化成夹具的化成效率；具体的，保压组件33包括支撑轴331、导气管332、导套333和连接板334，支撑轴331固定安装于连接件32上，导气管332固定安装与支撑轴331的内部，导气管332的延伸方向与上压板2的水平延伸方向相互垂直，导套333沿导气管332的延伸方向滑动安装于导气管332的外壁，连接板334固定安装于导套333靠近载板1的一端，连接板334靠近载板1的一端固定安装有上压板2，导气管332远离导套333的一端与外部气源装置相连；外部气源装置通过增大导气管332和导套333内部气压，从而调节上压板2与载板1上之间的间距，进而对软包锂离子电池进行快速施压，实现软包锂离子电池的快速化成处理。

为了进一步提高该电池化成夹具的化成质量；具体的，导气管332上固定安装有与导套333相适配的导轨，导套333的内部开设有与导轨相适配的导向槽，导套333上设置有与导气管332相适配的轴封；通过导轨对导套333进行导向，避免保压组件33在驱动上压板2的过程中发生歪斜而导致软包锂离子电池受力不均的情况发生，同时通过导套333上的轴封对导套333和导气管332进行密封，避免外部气源装置在对导气管332和导套333增压的过程中，导气管332和导套333内部气压泄漏而导致上压板2和载板1对软包锂离子电池的作用力过小而影响电池化成质量的情况发生，进而提高了该电池化成夹具的化成质量。

为了更进一步提高该电池化成夹具的化成质量；具体的，支撑轴331的外壁固定安装有距离传感器，距离传感器用于检测上压板2的升降高度，距离传感器和外部气源装置均与PLC控制器电连接；通过距离传感器实时监测上压板2的升降高度，并将检测数据传递给PLC控制器，PLC控制器控制外部气源装置启动，从而控制导气管332和导套333内部气压大小，进而精准控制上压板2对软包锂离子电池的作用力，避免上压板2对软包锂离子电池的作用力过大或过小而造成安全事故的情况发生，并提高了该电池化成夹具的化成质量。

电位夹4，用于对软包锂离子电池的正负极耳进行夹持，并配合外部检测设备对软包锂离子电池进行检测；具体的，电位夹4包括下夹板41、第一上夹板42和第二上夹板43，下夹板41固定安装于载板1上，第一上夹板42转动安装于下夹板41上，第二上夹板43转动安装于下夹板41上，且第一上夹板42与第二上夹板43间隔且平行设置；通过第一上夹板42和第二上夹板43配合下夹板41对软包锂离子电池的正负极耳进行夹持，避免软包锂离子电池在受力过程中正负极耳发生弯折损坏或电连接而引发安全事故的情况发生，从而提高了该电池化成夹具的使用安全性能。

为了进一步提高该电池化成夹具的生产效率；具体的，第一上夹板42上固定安装有与软包锂离子电池的正极耳相适配的第一导电片，第二上夹板43上固定安装有与软包锂离子电池的负极耳相适配的第二导电片，第一导电片和第二导电片分别与外部检测设备电连接；即通过电位夹4上的第一上夹板42和第二上夹板43分别带动第一导电片和第二导电片与软包锂离子电池的正极耳和负极耳进行电连接，使得该电池化成夹具在对软包锂离子电池进行施压化成的过程中同时对该软包锂离子电池进行检查，实现软包锂离子电池的化成及检查同步进行，进而提高了该电池化成夹具的生产效率。

为了更进一步提高该电池化成夹具的化成质量及安全性能；具体的，第一上夹板42的表面开设有十字槽，第二上夹板43的表面开设有一字槽；即通过十字槽和一字槽便于快速区分第一导电片和第二导电片的电极，避免电位夹4在对软包锂离子电池的正负极耳进行夹持的过程中发生错位而影响外部检测设备的检测数据或引发安全事故的情况发生。

本技术方案的工作原理：

首先，通过按压并打开电位夹4上的第一上夹板42和第二上夹板43，并将待加工的软包锂离子电池放置于载板1上，使得软包锂离子电池的正负极耳分别***第一上夹板42和第二上夹板43上的第一导电片和第二导电片上，并缓慢松开电位夹4上的第一上夹板42和第二上夹板43，使得软包锂离子电池在化成的过程中同时进行检测；

接着，通过外部气源装置增大加压机构3上保压组件33的内部气压，保压组件33上的导套333在气压的作用下通过连接板334带动上压板2对软包锂离子电池进行施压；同时通过支撑轴331上的距离传感器对上压板2的升降距离进行检测，并将检测数据反馈给PLC控制器，PLC控制器控制外部气源装置对加压机构3上保压组件33的内部进行定量增压，从而精准控制上压板2与载板1对软包锂离子电池的作用力；

最后，当软包锂离子电池化成及检测完成时，则外部气源装置切断对压机构3上保压组件33的内部气压作用，通过手动向上抬起上压板2脱离软包锂离子电池并复位，等待下一个电池循环加工。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包锂离子电池化成夹具，其包括载板(1)，其特征在于：还包括上压板(2)、加压机构(3)和电位夹(4)；

载板(1)，水平设置且用于安装及固定加压机构(3)和电位夹(4)，并对软包锂离子电池的表面进行抵持；

上压板(2)，相对于载板(1)间隔且平行设置；用于对软包锂离子电池远离载板(1)一侧的表面进行抵持；

加压机构(3)，设置于载板(1)上；用于调节上压板(2)与载板(1)之间的间距，并带动上压板(2)与载板(1)对软包锂离子电池进行施压；

电位夹(4)，设置于载板(1)上；用于对软包锂离子电池的正负极耳进行夹持，并配合外部检测设备对软包锂离子电池进行检测。

2.如权利要求1所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述载板(1)靠近软包锂离子电池一侧的表面设置有第一绝缘层(11)。

3.如权利要求1所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述上压板(2)靠近软包锂离子电池一侧的表面设置有第二绝缘层(21)。

4.如权利要求1所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述加压机构(3)包括固定轴(31)、连接件(32)和保压组件(33)；固定轴(31)设置于载板(1)上，连接件(32)设置于固定轴(31)上，保压组件(33)设置于连接件(32)远离固定轴(31)的一端，上压板(2)设置于保压组件(33)的靠近载板(1)的一端，保压组件(33)用于调节上压板(2)与载板(1)之间的间距。

5.如权利要求4所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述保压组件(33)包括支撑轴(331)、导气管(332)、导套(333)和连接板(334)；支撑轴(331)设置于连接件(32)远离固定轴(31)的一端，导气管(332)设置于支撑轴(331)上，导气管(332)的延伸方向与上压板(2)的水平延伸方向相互垂直，导气管(332)的延伸方向滑动设置有导套(333)，连接板(334)设置于导套(333)的靠近载板(1)的一端，上压板(2)设置于连接板(334)远离导套(333)的一端，导气管(332)远离导套(333)的一端与外部气源装置相连，外部气源装置通过增大导气管(332)和导套(333)内部气压，从而带动连接板(334)和上压板(2)靠近软包锂离子电池，并对软包锂离子电池进行施压。

6.如权利要求5所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述导气管(332)上设置有与导套(333)相适配的导轨，导套(333)的内部设置有与导气管(332)相适配的轴封。

7.如权利要求5所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述支撑轴(331)的外壁设置有与距离传感器，距离传感器用于检测上压板(2)的升降高度，距离传感器和外部气源装置均与PLC控制器电连接。

8.如权利要求1所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述电位夹(4)包括下夹板(41)、第一上夹板(42)和第二上夹板(43)；下夹板(41)设置于载板(1)上，第一上夹板(42)转动设置于下夹板(41)上，并对软包锂离子电池的正极耳进行夹持，第二上夹板(43)相对于第一上夹板(42)平行且转动设置于下夹板(41)上，并对软包锂离子电池的负极耳进行夹持。

9.如权利要求8所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述第一上夹板(42)上设置有与软包锂离子电池的正极耳相适配的第一导电片，第二上夹板(43)上设置有与软包锂离子电池的负极耳相适配的第二导电片，第一导电片和第二导电片分别与外部检测设备电连接。

10.如权利要求9所述的一种软包锂离子电池化成夹具，其特征在于：所述第一上夹板(42)的表面开设有十字槽，第二上夹板(43)的表面开设有一字槽。

Images