軟包裝鋰離子電池化成夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非水電解質(zhì)蓄電池構(gòu)造或制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種軟包鋰離子電池化成夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境問題的日益顯現(xiàn)和人們環(huán)保意識(shí)的提升，環(huán)境污染問題受到越來(lái)越多的關(guān)注，各國(guó)陸續(xù)出臺(tái)各種環(huán)境保護(hù)政策。采用電動(dòng)汽車替代傳統(tǒng)的燃油車是解決城市污染的最佳選擇。鋰離子電池具有能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、放電性能穩(wěn)定和工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，因而成為各種便攜式電子產(chǎn)品的理想電源，也成為混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能領(lǐng)域的首選電源。
[0003]常見的鋰離子電池組一般包括電池、電池連接件、保護(hù)板等組件，電池主要包括正極片、負(fù)極片、隔膜和電解液。由于鋰離子電池的特殊性，化成是制程中的一個(gè)關(guān)鍵工序。在化成過程中，電解液在負(fù)極表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一層固體電解質(zhì)膜(SEI)膜，SEI膜可以防止電解液的溶劑分子進(jìn)入負(fù)極造成負(fù)極結(jié)構(gòu)的破壞。因此，化成的效果好壞決定了電池的性能優(yōu)劣。那么如何保證在電池化成后內(nèi)部形成堅(jiān)固耐用的固體電解質(zhì)界面膜(即SEI膜)呢？化成夾具就起到了重要的作用，在化成過程中電池內(nèi)正負(fù)極極片與隔膜需要保持均衡恒定的壓力。另?yè)?jù)實(shí)驗(yàn)證明，SEI膜形成的致密性及穩(wěn)定性與電池化成(活化)的環(huán)境有較大的關(guān)系，特別是受電池正負(fù)極片間的貼合度(外部壓力)的影響?；傻男Ч脡募半姵亻g化成效果的差異，決定了個(gè)體電池的性能優(yōu)劣及成組電池的性能優(yōu)劣。而實(shí)際在生產(chǎn)過程中，會(huì)有多款型號(hào)的電池，電池的長(zhǎng)、寬尺寸不一，電池的壓力中心點(diǎn)也不一樣。鑒于此，有必要提供一種能適應(yīng)多種型號(hào)電池的軟包鋰離子電池化成夾具，提供給電池化成時(shí)穩(wěn)定的環(huán)境，以保障個(gè)體電池化成效果和降低個(gè)體電池間化成效果的差異，提高鋰離子單體電池和成組電池的安全性和使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能適應(yīng)多種型號(hào)的軟包裝鋰離子電池化成夾具，該夾具的壓力中心能根據(jù)電池的型號(hào)尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)，使壓力施加在電池的壓力中心上，保證電池在化成時(shí)受到恒定均衡的壓力，保證了電池的平整性，進(jìn)而保證了電池的正負(fù)極極片在電池的各個(gè)部分保持間隙一致，從而保證化成后的電池極片上形成一層均勻的、堅(jiān)固耐用的固體電解質(zhì)界面膜(即膜SEI)，最終保證了電池性能的一致性、安全性和長(zhǎng)循環(huán)壽命。
[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0006]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，包括施加壓力部分、夾緊電池部分、支撐電池部分，
[0007]所述施加壓力部分包括相互平行的前固定板、壓板，所述壓板能夠相對(duì)于前固定板水平滑動(dòng)；
[0008]所述夾緊電池部分包括與前固定板、壓板平行的前壓板、后固定板以及平行布置在所述前壓板、后固定板之間的若干塊中壓板，所述前壓板與壓板固定連接，所述壓板水平滑動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述前壓板、中壓板整體水平滑動(dòng)；
[0009]所述支撐電池部分包括布置在前壓板、中壓板、后固定板之間的電池托板，電池放置于所述電池托板上，電池的氣囊伸出前壓板、中壓板外；
[0010]所述壓板靠近所述前壓板的一側(cè)裝設(shè)有頂頭，所述頂頭沿水平方向的中心線穿過電池的壓力中心。
[0011]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具通過水平滑動(dòng)進(jìn)行力的傳遞，通過壓板、前壓板、中壓板之間的連帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的夾緊，該種直線傳動(dòng)效果穩(wěn)定可靠、偏差率低，同時(shí)，通過使頂頭沿水平方向的中心線穿過電池的壓力中心這一設(shè)置，有效地保證了化成過程中電芯表面所受的壓力穩(wěn)定并可控，使其各個(gè)電芯的內(nèi)部極片貼合度一致，并使電芯內(nèi)正負(fù)極和隔膜都緊密貼合，保證了電池的化成效果，使鋰離子電池充放容量穩(wěn)定、容量變化趨勢(shì)穩(wěn)定。
[0012]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述頂頭為臺(tái)階軸，所述壓板上設(shè)置有若干固定孔，所述固定孔的中心與電池的壓力中心在一條直線上，所述頂頭一端嵌入相應(yīng)固定孔內(nèi)且與該固定孔間隙配合。
[0013]臺(tái)階軸頂頭便于安裝，間隙配合便于更換頂頭，設(shè)置若干中心與電池的壓力中心在一條直線上的固定孔使該夾具能適用于不同型號(hào)尺寸的電池，大大增強(qiáng)了夾具的實(shí)用性，進(jìn)一步保證了壓力能夠施加在電池的壓力中心上。
[0014]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述施加壓力部分還包括若干個(gè)橡膠墊，所述橡膠墊分別和壓板、前壓板固定連接，若干個(gè)橡膠墊環(huán)繞在頂頭四周，壓板上靠近頂頭的位置處還固設(shè)有小頂頭，所述頂頭、小頂頭可相對(duì)于前壓板做直線運(yùn)動(dòng)。
[0015]夾具使用前，頂頭、小頂頭均不與前壓板接觸，夾具作業(yè)過程中，隨著大螺桿的運(yùn)動(dòng)，壓板逐漸向前壓板壓緊，頂頭四周的橡膠墊有利于平衡壓板對(duì)前壓板的推力，使該推力均勻作用在前壓板上，大螺桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的過程中，頂頭及小頂頭逐漸向前壓板靠攏，直至與其接觸，此時(shí)，在橡膠墊的預(yù)平衡作用下，更能保證頂頭的推力作用在電池的壓力中心上，在此基礎(chǔ)上，小頂頭還可以額外施加平衡推力的作用，上述設(shè)置共同保證了推力能更有效地作用在電池的壓力中心上，因而更有效地保證了電池化成時(shí)穩(wěn)定的受力環(huán)境。
[0016]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述前固定板上裝設(shè)有與其垂直的梯形大螺桿，所述大螺桿的大螺母位于前固定板中心處，所述大螺桿的一端為臺(tái)階狀端頭，所述壓板上固設(shè)有固定盤，所述臺(tái)階狀端頭嵌入固定盤內(nèi)，所述前固定板上環(huán)繞大螺母的外周均布四個(gè)軸線與大螺母的軸線平行的銅套，銅套導(dǎo)柱穿過銅套后一端固定在壓板上，銅套導(dǎo)柱能夠在銅套內(nèi)滑動(dòng)，若干根與所述大螺桿平行的直線軸承導(dǎo)柱將前壓板、中壓板、后固定板串聯(lián)在一起，所述直線軸承導(dǎo)柱的兩端分別固定在前固定板、后固定板上，每個(gè)所述前壓板、中壓板、后固定板底端均裝設(shè)拉動(dòng)片，所述拉動(dòng)片的一端固定在前壓板、中壓板、后固定板上，相鄰拉動(dòng)片首尾相連，拉動(dòng)片中部開設(shè)長(zhǎng)孔，拉動(dòng)片可沿長(zhǎng)孔滑動(dòng)。
[0017]螺桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大、傳動(dòng)平穩(wěn)，和銅套導(dǎo)柱、直線軸承導(dǎo)柱配合后更有利于提高傳動(dòng)的穩(wěn)定性，保證前壓板、中壓板、后固定板始終沿同一直線水平滑動(dòng)，不易偏離滑動(dòng)軌道，保證了力傳遞方向的穩(wěn)定性，拉動(dòng)片聯(lián)動(dòng)的設(shè)置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)動(dòng)效果好、速度快，也有利于推力及時(shí)、穩(wěn)定地傳遞。
[0018]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述前壓板、中壓板、后固定板上固設(shè)有與各自過盈配合的直線軸承，所述直線軸承導(dǎo)柱與直線軸承間隙配合且可沿直線軸承軸向滑動(dòng)，所述前壓板、中壓板、后固定板之間的相鄰面上設(shè)置有位置相對(duì)的盲孔，彈簧的兩端分別固定在相鄰兩個(gè)盲孔內(nèi)。
[0019]裝設(shè)直線軸承有利于避免直線軸承導(dǎo)柱自身在前壓板、中壓板、后固定板內(nèi)發(fā)生徑向位移，保證了直線軸承導(dǎo)柱自身的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證了傳動(dòng)的穩(wěn)定性，同時(shí)，彈簧有利于保證壓板之間受力的平衡，便于保證電池壓力中心受力，進(jìn)而保證了電池化成后厚度一致。
[0020]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述支撐電池部分還包括裝設(shè)在前固定板、后固定板各自的兩側(cè)邊處的小支架板，以及前壓板、中壓板、后固定板底部?jī)蓚?cè)布置的與直線軸承導(dǎo)柱平行的導(dǎo)向板，導(dǎo)向板兩端分別固定在在前壓板、后固定板處的小支架板底端，所述電池托板兩端設(shè)置掛鉤，所述掛鉤掛在導(dǎo)向板上，所述電池托板能夠在導(dǎo)向板滑動(dòng)。
[0021]掛鉤掛在導(dǎo)向板上便于電池托板沿導(dǎo)向板滑動(dòng)，而且掛鉤和導(dǎo)向板接觸面積小，滑動(dòng)無(wú)障礙，也不會(huì)阻礙前壓板、中壓板的滑動(dòng)。
[0022]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述小支架板上設(shè)置有與導(dǎo)向板垂直的長(zhǎng)形孔，所述導(dǎo)向板的位置可沿所述長(zhǎng)形孔調(diào)節(jié)。
[0023]通過沿長(zhǎng)形孔調(diào)節(jié)導(dǎo)向板的高低即可方便地實(shí)現(xiàn)電池放置位置的調(diào)節(jié)，使不同尺寸電池的氣囊均能夠伸出前壓板、中壓板、后固定板外部，因而滿足了多款軟包裝電池尺寸的變化。
[0024]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述電池托板包括鋼質(zhì)板狀部和設(shè)置在板狀部上的采用軟質(zhì)EVA材料制成的支撐塊，所述掛鉤位于板狀部?jī)啥?，所述電池放置于所述支撐塊上。
[0025]該電池托板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，掛鉤掛在導(dǎo)向板上便于電池托板在導(dǎo)向板上滑動(dòng)并使電池做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，EVA材料制成的支撐塊在夾緊電池的過程中被壓縮，在松開電池的過程中又可自行膨脹，能滿足多次夾持需求，不易因多次使用而擠壓損壞。
[0026]本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述直線軸承導(dǎo)柱的兩端設(shè)有螺紋臺(tái)階，所述直線軸承導(dǎo)柱通過螺