專利名稱：：控制方形鋰電池電芯尺寸的方法及夾具的制作方法控制方形鋰電池電芯尺寸的方法及夾具
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其是涉及鋰電池制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：方形鋰電池外形尺寸的一致性是各個(gè)鋰電池生產(chǎn)廠家關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。目前基本上都是采用自動(dòng)化設(shè)備，尤其是自動(dòng)巻繞設(shè)備來(lái)保證鋰電池的外形尺寸。鋰電池成品在裝配好之后，需要對(duì)鋰電池充放電進(jìn)行容量檢測(cè)。鋰電池的負(fù)極材料在充電后會(huì)膨脹，而自動(dòng)巻繞設(shè)備巻繞的張力過(guò)緊，因此此時(shí)負(fù)極會(huì)出現(xiàn)褶皺，使得方形鋰電池的電芯尺寸在充放電后變化過(guò)大，導(dǎo)致成品尺寸超標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種控制方形鋰電池電芯尺寸的方法。此外，還提供了一種控制方形鋰電池電芯尺寸的夾具。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案—種控制方形鋰電池電芯尺寸的方法，包含制成成品方形鋰電池；對(duì)方形鋰電池預(yù)充電；方形鋰電池放置老化；測(cè)試方形鋰電池容量；其中在測(cè)試方形鋰電池容量之前夾緊方形鋰電池并施加夾緊力，并在容量測(cè)試過(guò)程中保持夾緊狀態(tài)。進(jìn)一步地夾緊方形鋰電池是從平行于方形鋰電芯厚度的方向夾緊。進(jìn)一步地所述夾緊力為40kg/L-65kg/L。進(jìn)一步地所述測(cè)試方形鋰電池容量步驟中，放電終止電壓為3.92V。進(jìn)一步地所述夾具包含兩塊平行的夾緊板，以及連接兩個(gè)所述夾緊板側(cè)面的連接板，在所述夾緊板上設(shè)有壓緊裝置，所述夾緊板用于夾緊鋰電池，所述壓緊裝置對(duì)被夾緊的鋰電池施加夾緊力。進(jìn)一步地所述夾緊板之一開(kāi)設(shè)有螺紋孔，所述壓緊裝置包含位于該夾緊板內(nèi)側(cè)的移動(dòng)塊和與所述移動(dòng)塊連接的穿過(guò)所述螺紋孔的螺栓。進(jìn)一步地所述夾緊板之一與所述連接板滑動(dòng)連接，所述壓緊裝置為與該夾緊板連接并驅(qū)動(dòng)該夾緊板滑動(dòng)的氣泵，所述氣泵在達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明具有以下有益效果1.本發(fā)明在方形鋰電池進(jìn)行容量測(cè)試之前，先夾緊方形鋰電池，可以防止方形鋰電池的負(fù)極材料在充電過(guò)程膨脹產(chǎn)生皺褶而影響成品尺寸。2.本發(fā)明是從平行于方形鋰電池的厚度方向，即垂直于寬面的方向進(jìn)行夾緊，受3力面大，方形鋰電池容易保持穩(wěn)定，施加力也比較方便。3.本發(fā)明對(duì)方形鋰電池的夾緊力控制在40kg/L-65kg/L，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)表明在這一范圍內(nèi)的夾緊力對(duì)于成品電芯尺寸控制的效果最好。4.本發(fā)明的夾具采用兩個(gè)平行夾緊板，以固定方形鋰電池，然后再在夾緊板上設(shè)置壓緊裝置，給定位后的方形鋰電池施加夾緊力。5.本發(fā)明的壓緊裝置采用螺栓推動(dòng)的移動(dòng)塊，一方面可以進(jìn)一步壓緊方形鋰電池，另一方面可以使得壓緊力在方形鋰電池的外殼上分布均勻，避免壓力集中損傷電池。圖1本發(fā)明夾緊夾具的結(jié)構(gòu)示意圖其中10-夾具100-夾緊板200-連接塊120-螺紋孔300-壓緊裝置320-移動(dòng)塊340-螺栓下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。具體實(shí)施方式本發(fā)明針對(duì)鋰離子電池的后段生產(chǎn)工藝進(jìn)行改善，在鋰離子電池預(yù)充結(jié)束，并且通過(guò)一段時(shí)間的老化后在方形鋰電池的容量檢測(cè)之前增加一夾緊步驟。實(shí)施例一自動(dòng)巻繞設(shè)備生產(chǎn)的方形鋰電池在裝配為成品電池之后，要對(duì)方形鋰電池進(jìn)行預(yù)充電，然后放置一段時(shí)間待其老化，之后一般是進(jìn)行容量測(cè)試。由于方形鋰電池的負(fù)極材料在充電后會(huì)膨脹，而自動(dòng)巻繞設(shè)備巻繞的張力過(guò)緊，因此在容量測(cè)試過(guò)程中負(fù)極會(huì)出現(xiàn)褶皺，電芯厚度尺寸發(fā)生變化，導(dǎo)致方形鋰電池的成品尺寸超標(biāo)。本發(fā)明在容量測(cè)試之前，先對(duì)方形鋰電池進(jìn)行夾緊(最好沿平行于方形鋰電池的厚度方向夾緊，即夾緊方向垂直于方形鋰電池面積較大的面，使受力面比較大)，然后再將夾緊中的鋰電池在測(cè)試機(jī)柜上進(jìn)行容量測(cè)試，然后在3.92V終止電壓檢測(cè)下柜。在容量檢測(cè)過(guò)程中，負(fù)極材料的膨脹因?yàn)橥饧訅毫Φ淖饔檬艿阶璧K，因此皺褶減少，電芯尺寸變化較小，成品電池的合格率增加。測(cè)試數(shù)據(jù)如下測(cè)試數(shù)據(jù)1-3和對(duì)比例1是針對(duì)型號(hào)為423450的方形鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)對(duì)比例可以看出，未增加夾緊步驟之前，容量檢測(cè)后的電芯厚度尺寸平均增大約2.34%，而增加夾緊步驟之后，容量檢測(cè)后的電芯厚度尺寸平均增大僅為0.21%-0.36%。測(cè)試數(shù)據(jù)1在方形鋰離子電池測(cè)試容量之前，將型號(hào)為423450的方形鋰離子電池以40kg/L(L表示距離)的扭力夾緊，然后在測(cè)試機(jī)柜上進(jìn)行容量檢測(cè)，3.92V電壓下柜后的電芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>測(cè)試數(shù)據(jù)2:在方形鋰離子電池測(cè)試容量之前，采用模具將方形鋰離子電池以50kg/L的扭力夾緊，然后在測(cè)試柜點(diǎn)上進(jìn)行容量檢測(cè)，3.92V電壓下柜后的電芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>測(cè)試數(shù)據(jù)3在方形鋰離子電池測(cè)試容量之前，采用模具將方形鋰離子電池以65kg/L的扭力夾緊，然后在測(cè)試柜上進(jìn)行容量檢測(cè)，3.92V電壓下柜后的電芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>對(duì)比例1:沒(méi)有采用模具夾緊進(jìn)行檢測(cè)的數(shù)據(jù)如下表所示，負(fù)極膨脹產(chǎn)生的皺褶導(dǎo)致了電芯厚度較老化階段增長(zhǎng)較大，電芯厚度的增長(zhǎng)在0.1mm左右不等。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>測(cè)試數(shù)據(jù)4-5和對(duì)比例2是針對(duì)型號(hào)為523450-1lOOmAh的方形鋰離子電池進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)對(duì)比例可以看出，未增加夾緊步驟之前，容量檢測(cè)后的電芯厚度尺寸平均增大約4%，而增加夾緊步驟之后，容量檢測(cè)后的電芯厚度尺寸平均增大僅為0.17%-0.29%。測(cè)試數(shù)據(jù)4:在方形鋰離子電池測(cè)試容量之前，采用模具將鋰電池以40kg/L的扭力夾緊，然后在測(cè)試柜上進(jìn)行容量檢測(cè)，3.92V電壓下柜后的電芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>測(cè)試數(shù)據(jù)5:在方形鋰離子電池測(cè)試容65kg/L的扭力夾緊，然后在測(cè)試柜上進(jìn)行容量檢所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>對(duì)比例2:沒(méi)有采用模具夾緊進(jìn)行檢測(cè)的數(shù)據(jù)如下表所示，電芯厚度的增長(zhǎng)在0.lmm-0.2mm左右不等，拆看電芯發(fā)現(xiàn)負(fù)極膨脹產(chǎn)生的皺褶導(dǎo)致了電芯厚度較老化階段增長(zhǎng)較大。量之前，米用模具將方形鋰離子電池以測(cè)，3.92V電壓下柜后的電芯厚度如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由測(cè)試數(shù)據(jù)和比較例的對(duì)比可以看出，采用40KG/L-65KG/L夾緊力控制下電芯厚度尺寸變化很小，電芯尺寸得到有效控制。實(shí)施例二在采用的上述方法中，需要使用夾具將方形鋰電池夾緊。我們采用如圖1所示的夾具10。夾具10包含兩個(gè)平行的夾緊板100及連接兩個(gè)夾緊板100側(cè)邊的連接塊200。方形鋰電池放置在夾緊板100和連接塊200之間的空間內(nèi)，方形鋰電池的側(cè)面與連接塊200接觸。在夾緊板100上設(shè)有壓緊裝置300以對(duì)鋰電池施加壓緊力。如圖1示，在其中一個(gè)夾緊板100上開(kāi)設(shè)有螺紋孔120，壓緊裝置300包含設(shè)置在兩個(gè)夾緊板100之間的移動(dòng)塊320，以及與移動(dòng)塊320連接的螺栓340。螺栓340穿過(guò)螺紋孔120與移動(dòng)塊320相連。在放置鋰電池時(shí)，移動(dòng)塊320是緊靠設(shè)有螺紋孔120的夾緊板100的。鋰電池先放進(jìn)移動(dòng)塊320與另一夾緊板100之間的空間內(nèi)，然后旋動(dòng)螺栓340就可以調(diào)節(jié)移動(dòng)塊320慢慢壓緊鋰電池。可以使用帶扭矩顯示的扳手來(lái)擰緊螺栓340，當(dāng)顯示的扭矩?cái)?shù)字達(dá)到40KG/L-65KG/L時(shí)即可。移動(dòng)塊320的大小與夾緊板100的大小一致，大于或等于方形鋰電池面積較大的面的尺寸。螺紋孔120最好開(kāi)設(shè)在夾緊板200的中部，這樣，施加的壓緊力能夠均勻分布在鋰電池的寬面，鋰電池負(fù)極材料受力均勻，而且能夠均勻阻擋負(fù)極材料的膨脹。如果移動(dòng)塊320與鋰電池接觸的面積很小，或者說(shuō)取消移動(dòng)塊320，僅使用螺栓，鋰電池的受力面積非常集中，不僅容易對(duì)鋰電池內(nèi)部造成損傷，也不能均勻阻擋負(fù)極材料的膨脹，還是難以控制成品的尺寸。壓緊裝置300還可以采用其他的結(jié)構(gòu)，如取消移動(dòng)塊320，直接將其中一個(gè)夾緊板100設(shè)置為可沿連接塊200滑動(dòng)，夾緊板100由氣泵驅(qū)動(dòng)，當(dāng)氣泵壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，夾緊板100定位。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。權(quán)利要求一種控制方形鋰電池電芯尺寸的方法，包含制成成品方形鋰電池；對(duì)方形鋰電池預(yù)充電；方形鋰電池放置老化；測(cè)試方形鋰電池容量；其特征在于在測(cè)試方形鋰電池容量之前夾緊方形鋰電池并施加夾緊力，并在容量測(cè)試過(guò)程中保持夾緊狀態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的控制方形鋰電池電芯尺寸的方法，其特征在于夾緊方形鋰電池是從平行于方形鋰電芯厚度的方向夾緊。3.如權(quán)利要求2所述的控制方形鋰電池電芯尺寸的方法，其特征在于所述夾緊力為40kg/L-65kg/L。4.如權(quán)利要求1所述的控制方形鋰電池電芯尺寸的方法，其特征在于所述測(cè)試方形鋰電池容量步驟中，放電終止電壓為3.92V。5.—種控制鋰電池外的夾具，其特征在于所述夾具包含兩塊平行的夾緊板，以及連接兩個(gè)所述夾緊板側(cè)面的連接板，在所述夾緊板上設(shè)有壓緊裝置，所述夾緊板用于夾緊鋰電池，所述壓緊裝置對(duì)被夾緊的鋰電池施加夾緊力。6.如權(quán)利要求5所述的夾具，其特征在于所述夾緊板之一開(kāi)設(shè)有螺紋孔，所述壓緊裝置包含位于該夾緊板內(nèi)側(cè)的移動(dòng)塊和與所述移動(dòng)塊連接的穿過(guò)所述螺紋孔的螺栓。7.如權(quán)利要求5所述的夾具，其特征在于所述夾緊板之一與所述連接板滑動(dòng)連接，所述壓緊裝置為與該夾緊板連接并驅(qū)動(dòng)該夾緊板滑動(dòng)的氣泵，所述氣泵在達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止驅(qū)動(dòng)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種控制方形鋰電池電芯尺寸的方法以及相應(yīng)的夾具，主要是在鋰電池生產(chǎn)后段工藝進(jìn)行改變，在鋰電池放置一端時(shí)間老化后，進(jìn)行容量檢測(cè)之前，夾緊鋰電池，并在后續(xù)的容量檢測(cè)中保持這種夾緊。采用這種方法，能夠有效阻止電池負(fù)極材料在容量檢測(cè)中因?yàn)槌潆娕蛎浂a(chǎn)生皺褶導(dǎo)致的電芯尺寸變形。文檔編號(hào)B25J15/00GK101740820SQ200810217548公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2008年11月7日優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日發(fā)明者何偉,何名,滕鑫申請(qǐng)人:深圳市比克電池有限公司