雙側極耳聚合物軟包動力電池化成夾具機的製作方法

2023-12-03 19:13:51 3

本發明涉及一種雙側極耳聚合物軟包動力電池化成夾具機。

背景技術：

在原有的電池生產技術上面，只是針對單側極耳的電池夾具機，現在對於雙側極耳的電池無法進行適應，所以針對性開發了這一套專門解決雙側極耳的夾具化成設備，解決雙側極耳的批量化生產的問題。設備的加溫加壓與充放電化成是分開進行了，而且這兩個工序所需要的時間周期都是較長的，並且加溫加壓在高溫的情況下進行的，環境溫度高，對人工操作帶來很大的不便，另外人工在搬運電池時直接接觸電池本體，導致電池的不良率高。並且人為因素帶來的不確定性難以得到有效的控制。在對於這種重複勞動而且在這環境複雜的場合，自動化設備是最好的改進方向。將兩道工序結合成為一個工序，並且實現自動化操作，是必需進行推進的。

技術實現要素：

為了解決上述的問題，本發明提出了一種雙側極耳聚合物軟包動力電池化成夾具機，能夠實現針對雙側極耳聚合物軟所動力電池的化成問題，一次性投料，只需在一個設備中進行加熱，加壓，化成，以及不良電池判定等功能。這套系統操作簡便，節省能源，降低損耗，並且可以提高電池產量，降低生產成本。

本發明所述的雙側極耳聚合物軟包動力電池化成夾具機，其特徵在於：包括機架、壓力控制組件、加熱控制組件、充放電裝置以及控制器，所述壓力控制組件、加熱控制組件以及所述充放電裝置均設置在機架上，所述壓力控制組、所述加熱控制組件均與所述充放電裝置的供電端相連，其中所述壓力控制組件設置在機架的工作檯面上，所述加熱控制組件設置在所述壓力控制組件上；所述壓力控制組件的控制端、加熱控制組件的控制端、充放電裝置的控制端分別與所述控制器的相應控制引腳電連；

所述壓力控制組件包括用於提供驅動力的伺服電機、對伺服電機的驅動力進行比例調整的減速電機、將轉動轉換為水平方向移動的滾珠絲杆副、對所述層壓板水平支撐的導向杆、若干塊對電池進行隔斷與加壓的層壓板、用於對所述層壓板進行加壓緩衝的彈簧緩衝模組及對伺服電機所驅動的層板產生的壓力進行計量壓力傳感器，所述伺服電機的輸出軸與所述減速電機的輸入軸軸接，所述減速電機的輸出軸通過齒輪箱與滾珠絲杆副的滾珠螺母固接；所述層壓板套在所述導向杆上，並且所述層壓板與所述導向杆間隙配合，實現所述層壓板沿導向杆軸向滑移；所述彈簧緩衝模組夾在所述層壓板與滾珠絲杆副之間，其中所述彈簧緩衝模組一端與同側最外端的層壓板相連，另一端與滾珠絲杆副的擋板相連；所述壓力傳感器設置在所述擋板與同側的滾珠螺母之間；

所述充放電裝置包括用於對聚合物軟包電池通電的充放電驅動板、連接導線、電源以及安裝框架，所述充放電驅動板和電源安裝在所述安裝框架上，其中所述充放電驅動板的供電端通過所述連接導線、所述接觸探針與聚合物軟包電池的極耳電連；所述電源的供電端與所述充放電驅動板的充電端電連，實現對電池進行充放電的供電模塊；

所述控制器包括信號採集器、溫度控制器、壓力控制器以及充放電控制器，所述壓力傳感器的信號輸出端、所述加熱控制組件信號輸出端分別與所述信號採集器的相應信號輸入端電連，所述信號採集器的第一信號輸出端與所述壓力控制器的信號輸入端電連，所述信號採集器的第二信號輸出端與所述溫度控制器的信號輸入端電連，所述壓力控制器的信號輸出端與所述伺服電機的控制端電連，所述溫度控制器的信號輸出端與所述充放電控制器的信號輸入端電連，所述充放電控制器的信號輸出端與所述充放電驅動板的控制端電連。

所述層壓板包括夾具壓板、連接鏈條和用於支撐存放聚合物軟包電池的電池支撐膜，所述夾具壓板套接在所述導向杆上，保證夾具壓板彼此平行布置，所述夾具壓板通過所述連接鏈條依次相互連接；所述電池支撐膜置於兩塊所述夾具壓板之間間隙內。

所述加熱控制組件包括電加熱板和溫度傳感器，所述電加熱板貼附在所述層壓板的夾具板表面，其中一塊電加熱板的外表面貼附所述矽膠板；所述溫度傳感器安裝在所述夾具壓板內部，所述溫度傳感器的信號輸出端與所述信號採集器的相應信號輸入端電連。

每塊夾具壓板沿長度方向兩側裝有用於與聚合物軟包電池的極耳接觸的接觸探針，所述接觸探針包括電壓片、電流片、安裝底座以及探針保護套，所述電壓片、電流片分別通過安裝底座安裝在所述的夾具壓板兩側，並且所述電壓片、電流片一端與聚合物軟包電池的相應的極耳接觸，所述電壓片、電流片的另一端分別通過連接導線與所述充放電驅動板供電端相應引腳電連；所述探針保護套罩在聚合物軟包電池的相應的極耳處。

所述滾珠絲杆副包括滾珠絲杆、滾珠螺母、絲杆固定座、支撐軸承以及擋板，所述滾珠螺母與齒輪箱的輸出軸鍵連接；所述滾珠絲杆水平布置，並且所述滾輪絲杆與所述滾珠螺母螺接；所述絲杆的兩端通過支撐軸承與所述絲杆固定座轉動連接，所述絲杆固定座安裝在所述機架的工作檯面上。

所述齒輪箱包括主傳動齒輪、兩個一級傳動齒輪和四個二級傳動齒輪，所述主傳動齒輪與所述減速機的輸出軸相連，兩個一級傳動齒輪分別與所述主傳動齒輪、所述二級傳動齒輪嚙合，所述二級傳動齒輪與所述滾珠絲杆副的滾珠螺母鍵連接，實現動力的逐級傳動。

所述充放電裝置增設散熱風扇，其中所述散熱風扇裝在安裝框架上，並且散熱風扇的出風口對準充放電驅動板。

在使用此夾具時，確定聚合物軟包電池的生產工藝後，對設備進行調整設定技術參數，設備初始化完成後，層壓板開始按照設定要求對夾具壓板(夾具壓板為鋁板)進行加溫，夾具進入初始位置，開始進行上料，聚合物軟包電池放入到壓力控制組件所帶動的層壓板之間，聚合物軟包電池放入完成後壓力控制組件開始對聚合物軟包電池進行加壓操作，當壓力達到所設定的要求範圍內之後開始對聚合物軟包電池進行充放電化成工作。當所有條件滿足後，設備自動打開，取出聚合物軟包電池。如此為一個循環。

本發明的有益效果為：

1.解決雙側出極耳的電池的批量夾具化成問題。

2.通過自動化的方案，把加壓，加溫，化成集合在一個夾具裡面進行，減少工序之間的中轉流程，並且結合原先兩個工序為一道工序，提升了生產效率。

3.將電池平壓式的熱壓需要手工單個進行上料的情況，更改為可以整組電池同時進行上下料，可以多個電池同時進行熱壓化成，在相同的環境條件下每隻電池的所受的壓力的均勻性與熱均勻性得到了很好的保證。採用伺服電機及滾珠絲杆來實時調整壓力，壓力精確度及可靠性得到了有效的提升。

4.採用集成式設計，對於電池生產廠家的工藝需求，可以任意進行組建，實現自動的流水線。

附圖說明

圖1是本發明的結構圖。

圖2是本發明的主視圖。

圖3是本發明的右側視圖。

圖4是本發明的俯視圖。

圖5是本發明的壓力控制組件結構圖。

圖6是本發明的壓力控制組件主視圖。

圖7是本發明的壓力控制組件右側視圖。

圖8是本發明的壓力控制組件俯視圖。

圖9是本發明的彈簧緩衝模組的結構圖。

圖10是本發明的層壓板的結構圖。

圖11是本發明的層壓板的主視圖。

圖12是本發明的層壓板的俯視圖。

圖13是本發明的層壓板的側視圖。

圖14是本發明的接觸探針的結構圖。

圖15是本發明的接觸探針的主視圖。

圖16是本發明的接觸探針的右側視圖。

圖17是本發明的接觸探針的俯視圖。

圖18是本發明的充放電裝置的結構圖。

圖19是本發明的充放電裝置的側視圖。

圖20是本發明的充放電裝置的主視圖。

圖21是本發明的充放電裝置的俯視圖。

圖22是本發明的充放電裝置部分結構圖(省去散熱風扇)。

圖23是本發明的充放電裝置結構圖(含連接導線)。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明

參照附圖：

實施例1本發明所述的雙側極耳聚合物軟包動力電池化成夾具機，包括機架1、壓力控制組件2、加熱控制組件3、充放電裝置5以及控制器，所述壓力控制組件2、加熱控制組件3以及所述充放電裝置5均設置在機架1上，所述壓力控制組件2、所述加熱控制組件33均與所述充放電裝置5的供電端相連，其中所述壓力控制組件2設置在機架1的工作檯面上，所述加熱控制組件3設置在所述壓力控制組件2上；所述壓力控制組件2的控制端、加熱控制組件3的控制端、充放電裝置5的控制端分別與所述控制器的相應控制引腳電連；

所述壓力控制組件2包括用於提供驅動力的伺服電機21、對伺服電機的驅動力進行比例調整的減速電機22、將轉動轉換為水平方向移動的滾珠絲杆副24、對所述層壓板水平支撐的導向杆25、若干塊對電池進行隔斷與加壓的層壓板26、用於對所述層壓板進行加壓緩衝的彈簧緩衝模組27及對伺服電機所驅動的層板產生的壓力進行計量壓力傳感器28，所述伺服電機21的輸出軸與所述減速電機22的輸入軸軸接，所述減速電機22的輸出軸通過齒輪箱23與滾珠絲杆副24的滾珠螺母固接；所述層壓板26套在所述導向杆25上，並且所述層壓板26與所述導向杆25間隙配合，實現所述層壓板26沿導向杆25軸向滑移；所述彈簧緩衝模組27夾在所述層壓板26與滾珠絲杆副24之間，其中所述彈簧緩衝模組27一端與同側最外端的層壓板26相連，另一端與滾珠絲杆副24的擋板相連；所述壓力傳感器28設置在所述擋板與同側的滾珠螺母之間；

所述充放電裝置5包括用於對聚合物軟包電池通電的充放電驅動板52、連接導線51、電源53以及安裝框架54，所述充放電驅動板52和電源53安裝在所述安裝框架54上，其中所述充放電驅動板52的供電端通過所述連接導線51、接觸探針4與聚合物軟包電池267的極耳電連；所述電源53的供電端與所述充放電驅動板52的充電端電連，實現對聚合物軟包電池267進行充放電的供電模塊；

所述控制器包括信號採集器、溫度控制器、壓力控制器以及充放電控制器，所述壓力傳感器的信號輸出端、所述加熱控制組件信號輸出端分別與所述信號採集器的相應信號輸入端電連，所述信號採集器的第一信號輸出端與所述壓力控制器的信號輸入端電連，所述信號採集器的第二信號輸出端與所述溫度控制器的信號輸入端電連，所述壓力控制器的信號輸出端與所述伺服電機的控制端電連，所述溫度控制器的信號輸出端與所述加熱控制組件的控制端電連，所述充放電控制器的信號輸出端與所述充放電驅動板的控制端電連。

所述層壓板26包括夾具壓板261、連接鏈條262和用於支撐存放聚合物軟包電池263的電池支撐膜，所述夾具壓板261套接在所述導向杆25上，保證夾具壓261板彼此平行布置，所述夾具壓板261通過所述連接鏈條262依次相互連接；所述電池支撐膜置於兩塊所述夾具壓板261之間間隙內。

所述加熱控制組件3包括電加熱板31、溫度傳感器32和操作板33，所述電加熱板31貼附在所述層壓板26的夾具壓板261表面，其中一塊電加熱板31的外表面貼附所述矽膠板34；所述溫度傳感器32安裝在所述夾具壓板261內部，所述溫度傳感器32的信號輸出端與所述信號採集器的相應信號輸入端電連；所述操作板33的控制端與所述溫度控制器的信號輸出端電連。

每塊夾具壓板261沿長度方向兩側裝有用於與聚合物軟包電池263的極耳接觸的接觸探針4，所述接觸探針4包括電壓片41、電流片42、安裝底座43以及探針保護套44，所述電壓片41、電流片42分別通過安裝底座43安裝在所述的夾具壓板261兩側，並且所述電壓片41、電流片42一端與聚合物軟包電池263的相應的極耳接觸，所述電壓片41、電流片42的另一端分別通過連接導線51與所述充放電驅動板52供電端相應引腳電連；所述探針保護套44罩在聚合物軟包電池263的相應的極耳處。

所述滾珠絲杆副24包括滾珠絲杆241、滾珠螺母242、絲杆固定座243、支撐軸承244以及擋板245，所述滾珠螺母242與齒輪箱23的輸出軸鍵連接；所述滾珠絲杆241水平布置，並且所述滾輪絲杆241與所述滾珠螺母242螺接；所述滾輪絲杆241的兩端通過支撐軸承244與所述絲杆固定座243轉動連接，所述絲杆固定座243安裝在所述機架1的工作檯面上。

所述齒輪箱23包括主傳動齒輪、兩個一級傳動齒輪和四個二級傳動齒輪，所述主傳動齒輪與所述減速機的輸出軸相連，兩個一級傳動齒輪分別與所述主傳動齒輪、所述二級傳動齒輪嚙合，所述二級傳動齒輪與所述滾珠絲杆副的滾珠螺母鍵連接，實現動力的逐級傳動。

所述充放電裝置5增設散熱風扇55，其中所述散熱風扇55裝在安裝框架54上，並且散熱風扇55的出風口對準充放電驅動板52。

在使用此夾具時，確定聚合物軟包電池263的生產工藝後，對設備進行調整設定技術參數，設備初始化完成後，層壓板26開始按照設定要求對夾具壓板(夾具壓板為鋁板)進行加溫，夾具進入初始位置，開始進行上料，聚合物軟包電池263放入到壓力控制組件2所帶動的層壓板26之間，聚合物軟包電池263放入完成後壓力控制組件2開始對聚合物軟包電池263進行加壓操作，當壓力達到所設定的要求範圍內之後開始對聚合物軟包電池263進行充放電化成工作。當所有條件滿足後，設備自動打開，取出聚合物軟包電池263。如此為一個循環。

本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也包括本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。