一种软包电芯抽气式热压化成机的制作方法

本发明涉及软包电芯生产设备领域，尤其是指一种软包电芯抽气式热压化成机。

背景技术：

电芯制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电芯的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成。在化成的过程中，电芯会产生气体，气体会导致电芯出现鼓气现象，此时就需要抽气式热压化成装置对电芯进行放气和对放气口进行密封处理，传统的抽气式热压化成装置的结构复杂，效率低，而且在对电芯进行放气的过程中，外界的空气有可能会进入电芯内，损坏电芯。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种软包电芯抽气式热压化成机，该软包电芯抽气式热压化成机的抽气式热压化成装置的结构简单，能连贯地完成放气动作和热封动作，提高工作的效率，而且在对电芯进行放气的过程中，弹性件始终对上顶块施加一个预紧力，使上顶块顶紧下封头所承托的电芯，防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯受损坏。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种软包电芯抽气式热压化成机，其包括支架及多个装设于支架的抽气式热压化成装置；支架包括上安装板、下安装板及多个支撑柱，多个支撑柱的两端分别连接于上安装板和下安装板；所述抽气式热压化成装置包括第一驱动装置、刺穿抽气机构、热封口机构和用于夹紧电芯的电芯夹具；刺穿抽气机构包括上顶块、下顶块、刺针和弹性件；热封口机构包括上封头、下封头及用于对上封头或/和下封头加热的第一电加热器；下封头连接于下安装板，上封头连接于第一驱动装置的输出端，第一驱动装置装设于上安装板，第一驱动装置用于驱动上封头移动以使上封头靠近或远离下封头；

所述上封头设有用于容设上顶块的第一通槽，第一通槽贯穿上封头，上顶块滑动设置于第一通槽，刺针连接于上顶块，刺针用于刺穿电芯夹具所夹紧的电芯，弹性件装设于第一通槽内并用于对上顶块复位；上顶块的一端突伸出上封头的表面；

所述下封头设有用于连通外界的放气孔和用于容设下顶块的第二通槽，放气孔与第二通槽交叉设置，第二通槽贯穿下封头，放气孔与第二通槽连通，下顶块固定设置于下封头，下顶块位于第二通槽内，下顶块的一端显露出下封头的表面且与下封头的表面平齐；下顶块设有用于容设刺针的第三通槽，第三通槽贯穿下顶块，第三通槽与第二通槽连通。

进一步地，所述刺穿抽气机构还包括密封圈，密封圈装设于上顶块，密封圈和刺针设于上顶块的同一端，密封圈环绕刺针设置，上顶块位于弹性件与密封圈之间，密封圈用于抵触电芯，密封圈经由弹性件与刺针活动设置。

进一步地，所述密封圈靠近下封头的一端设有环形斜楔面。

进一步地，所述上顶块设有刺针槽、螺钉孔和两个螺钉，刺针槽用于容设刺针；刺针槽与螺钉孔连通且交叉设置，螺钉孔贯穿上顶块，两个螺钉分别螺纹连接于螺钉孔的两端，两个螺钉用于夹紧容设于刺针槽的刺针。

进一步地，所述刺针设有平面，平面用于抵触螺钉。

进一步地，所述上顶块远离刺针的一端设有第一卡块；上封头还设有用于容设第一卡块的第一容置槽，第一容置槽与第一通槽连通，第一容置槽的槽底用于对第一卡块限位。

进一步地，所述下顶块设有第二卡块，第三通槽贯穿第二卡块；下封头还设有用于容设第二卡块的第二容置槽，第二容置槽与第二通槽连通，第二容置槽的槽底用于对第二卡块限位。

进一步地，所述电芯夹具包括上压板、下压板、第二驱动装置及用于对上压板和下压板加热的第二电加热器；下压板装设于下安装板，下压板用于承托电芯；上压板连接于第二驱动装置的输出端，第二驱动装置装设于上安装板，第二驱动装置用于驱动上压板移动以使上压板靠近或远离下压板。

进一步地，所述上封头设有用于抵触电芯的第一齿面，下封头设有用于与第一齿面齿合的第二齿面。

进一步地，所述第一驱动装置的输出端连接有第一拆装块，上封头连接于第一拆装块；所述下安装板连接有第二拆装块，下封头连接于第二拆装块。

本发明的有益效果：实际工作中，软包电芯抽气式热压化成机处在一个负压的工作环境，使得电芯内的气体能更快地排出电芯，加快电芯的放气速度。电芯被送料装置输送至电芯夹具，电芯夹具将电芯夹紧后，化成机就开始对电芯进行化成处理，同时下封头承托着电芯的放气端。然后第一驱动装置驱动上封头靠近下封头移动，往下移动的上封头带动上顶块、刺针和弹性件一起移动，往下移动的刺针刺穿电芯并突伸入第三通槽。当上顶块将下封头所承托的电芯压持于下封头时，第一驱动装置停止工作，同时下封头所承托的电芯会给上顶块一个反作用力，下封头所承托的电芯驱动上顶块沿着第一通槽往上滑动，往上滑动的上顶块会挤压弹性件，同时被挤压的弹性件对上顶块施加一个预紧力，使上顶块顶紧下封头所承托的电芯，防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯受损坏。当电芯在化成处理过程中产生气体时，电芯内的压力就会大于弹性件对上顶块施加的预紧力，电芯内的气体就会顶高上顶块并使得弹性件发生弹性形变，然后电芯内的气体就会经由下刺穿口、第三通槽、第二通槽和放气孔排出外界。当电芯内的气体都排出外界后，电芯内的压力降低，弹性件会释放弹性势能并驱动上顶块继续顶紧下封头所承托的电芯，防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯受损坏。

上封头的内部和下封头的内部均装设有第一电加热器，电芯在化成处理时，第一电加热器就会对上封头和下封头进行加热。电芯化成处理完成后，第一驱动装置继续驱动上封头靠近下封头移动，上封头靠近下封头移动的过程中，电芯顶压着上顶块沿着第一通槽滑动，上顶块缩回第一通槽内，最终上封头和下封头压紧电芯并对电芯的刺穿口进行热封，防止外界的空气进入电芯内。热封完成后，第一驱动装置和电芯夹具复位，取料装置将热封后的电芯取走，送料装置将下一个电芯输送至电芯夹具，如此循环工作。优选的，第一驱动装置为气缸驱动机构。

本申请的抽气式热压化成装置的结构简单，能连贯地完成放气动作和热封动作，提高工作的效率，而且在对电芯进行放气的过程中，弹性件始终对上顶块施加一个预紧力，使上顶块顶紧下封头所承托的电芯，防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯受损坏。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为图1中a处的放大图。

图3为本发明的刺穿抽气机构、热封口机构、第一拆装块和第二拆装块的结构示意图。

图4为本发明的刺穿抽气机构、热封口机构、第一拆装块和第二拆装块的分解示意图。

图5为本发明的上封头的结构示意图。

图6为本发明的上封头的另一视角的结构示意图。

图7为本发明的下封头的结构示意图。

图8为本发明的下封头的另一视角的结构示意图。

图9为本发明的密封圈的结构示意图。

图10为本发明的上顶块的结构示意图。

图11为本发明的刺针的结构示意图。

图12为本发明的下顶块的结构示意图。

附图标记说明：

支架1，上安装板11，下安装板12，第二拆装块121，支撑柱13，抽气式热压化成装置2，第一驱动装置3，第一拆装块31，刺穿抽气机构4，上顶块41，刺针槽411，螺钉孔412，第一卡块413，下顶块42，第三通槽421，第二卡块422，刺针43，平面431，弹性件44，密封圈45，环形斜楔面451，热封口机构5，上封头51，第一通槽511，第一容置槽512，第一齿面513，下封头52，放气孔521，第二通槽522，第二容置槽523，第二齿面524，电芯夹具6，上压板61，下压板62，第二驱动装置63。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1至图8所示，本发明提供的一种软包电芯抽气式热压化成机，其包括支架1及多个装设于支架1的抽气式热压化成装置2；支架1包括上安装板11、下安装板12及多个支撑柱13，多个支撑柱13的两端分别连接于上安装板11和下安装板12；所述抽气式热压化成装置2包括第一驱动装置3、刺穿抽气机构4、热封口机构5和用于夹紧电芯的电芯夹具6；刺穿抽气机构4包括上顶块41、下顶块42、刺针43和弹性件44；热封口机构5包括上封头51、下封头52及用于对上封头51或/和下封头52加热的第一电加热器；下封头52连接于下安装板12，上封头51连接于第一驱动装置3的输出端，第一驱动装置3装设于上安装板11，第一驱动装置3用于驱动上封头51移动以使上封头51靠近或远离下封头52；

所述上封头51设有用于容设上顶块41的第一通槽511，第一通槽511贯穿上封头51，上顶块41滑动设置于第一通槽511，刺针43连接于上顶块41，刺针43用于刺穿电芯夹具6所夹紧的电芯，弹性件44装设于第一通槽511内并用于对上顶块41复位；上顶块41的一端突伸出上封头51的表面；

所述下封头52设有用于连通外界的放气孔521和用于容设下顶块42的第二通槽522，放气孔521与第二通槽522交叉设置，第二通槽522贯穿下封头52，放气孔521与第二通槽522连通，下顶块42固定设置于下封头52，下顶块42位于第二通槽522内，下顶块42的一端显露出下封头52的表面且与下封头52的表面平齐；下顶块42设有用于容设刺针43的第三通槽421，第三通槽421贯穿下顶块42，第三通槽421与第二通槽522连通。

实际工作中，软包电芯抽气式热压化成机处在一个负压的工作环境，使得电芯内的气体能更快地排出电芯，加快电芯的放气速度。电芯被送料装置输送至电芯夹具6，电芯夹具6将电芯夹紧后，化成机就开始对电芯进行化成处理，同时下封头52承托着电芯的放气端。然后第一驱动装置3驱动上封头51靠近下封头52移动，往下移动的上封头51带动上顶块41、刺针43和弹性件44一起移动，往下移动的刺针43刺穿电芯并突伸入第三通槽421。当上顶块41将下封头52所承托的电芯压持于下封头52时，第一驱动装置3停止工作，同时下封头52所承托的电芯会给上顶块41一个反作用力，下封头52所承托的电芯驱动上顶块41沿着第一通槽511往上滑动，往上滑动的上顶块41会挤压弹性件44，同时被挤压的弹性件44对上顶块41施加一个预紧力，使上顶块41顶紧下封头52所承托的电芯，防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯损坏。当电芯在化成处理过程中产生气体时，电芯内的压力就会大于弹性件44对上顶块41施加的预紧力，电芯内的气体就会顶高上顶块41并使得弹性件44发生弹性形变，然后电芯内的气体就会经由下刺穿口、第三通槽421、第二通槽522和放气孔521排出外界。当电芯内的气体都排出外界后，电芯内的压力降低，弹性件44会释放弹性势能并驱动上顶块41继续顶紧下封头52所承托的电芯，防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯受损坏。

上封头51的内部和下封头52的内部均装设有第一电加热器，电芯在化成处理时，第一电加热器就会对上封头51和下封头52进行加热。电芯化成处理完成后，第一驱动装置3继续驱动上封头51靠近下封头52移动，上封头51靠近下封头52移动的过程中，电芯顶压着上顶块41沿着第一通槽511滑动，上顶块41缩回第一通槽511内，最终上封头51和下封头52压紧电芯并对电芯的刺穿口进行热封，防止外界的空气进入电芯内。热封完成后，第一驱动装置3和电芯夹具6复位，取料装置将热封后的电芯取走，送料装置将下一个电芯输送至电芯夹具6，如此循环工作。优选的，第一驱动装置3为气缸驱动机构。

本申请的抽气式热压化成装置2的结构简单，能连贯地完成放气动作和热封动作，提高工作的效率，而且在对电芯进行放气的过程中，弹性件44始终对上顶块41施加一个预紧力，使上顶块41顶紧下封头52所承托的电芯，防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯受损坏。

如图4所示，本实施例中，所述刺穿抽气机构4还包括密封圈45，密封圈45装设于上顶块41，密封圈45和刺针43设于上顶块41的同一端，密封圈45环绕刺针43设置，上顶块41位于弹性件44与密封圈45之间，密封圈45用于抵触电芯，密封圈45经由弹性件44与刺针43活动设置。

实际工作中，上顶块41经由密封圈45与电芯接触，密封圈45与电芯的接触会更加紧密，更有效地防止外界的空气从上刺穿口进入电芯内而导致电芯受损。优选的，密封圈45为高温密封圈，高温密封圈的耐热性能强。

如图9所示，本实施例中，所述密封圈45靠近下封头52的一端设有环形斜楔面451。

实际工作中，环形斜楔面451的底部与电芯接触，环形斜楔面451与电芯是属于线面密封，与面面密封相比，线面密封会提高密封圈45与电芯的密封效果。

如图10和图11所示，本实施例中，所述上顶块41设有刺针槽411、螺钉孔412和两个螺钉，刺针槽411用于容设刺针43；刺针槽411与螺钉孔412连通且交叉设置，螺钉孔412贯穿上顶块41，两个螺钉分别螺纹连接于螺钉孔412的两端，两个螺钉用于夹紧容设于刺针槽411的刺针43。所述刺针43设有平面431，平面431用于抵触挡止螺钉的端面。

实际工作中，刺针43可拆卸地连接于上顶块41，方便刺针43的安装和更换。具体的，先将刺针43插入刺针槽411，再用两个螺钉(图中未标示)分别螺纹连接于螺钉孔412的两端，两个螺钉最终将容设于刺针槽411的刺针43夹紧，同时两个螺钉要完全拧入螺钉孔412内，防止两个螺钉阻碍上顶块41的滑动。具体的，刺针43设有用于与螺钉抵触的平面431，让两个螺钉能更紧固地夹紧刺针43。

如图6和图10所示，本实施例中，所述上顶块41远离刺针43的一端设有第一卡块413；上封头51还设有用于容设第一卡块413的第一容置槽512，第一容置槽512与第一通槽511连通，第一容置槽512的槽底用于对第一卡块413限位。

实际工作中，第一容置槽512的槽底用于对第一卡块413进行限位，防止上顶块41滑出第一通槽511。

如图8和图12所示，本实施例中，所述下顶块42设有第二卡块422，第三通槽421贯穿第二卡块422；下封头52还设有用于容设第二卡块422的第二容置槽523，第二容置槽523与第二通槽522连通，第二容置槽523的槽底用于对第二卡块422限位。

实际工作中，下顶块42的一端显露出下封头52的表面且与下封头52的表面平齐，在将下顶块42装入下封头52的过程中，当第二卡块422抵触到第二容置槽523的槽底时，说明了下顶块42已经安装到位，保证了下顶块42的位置准确性。

如图1所示，本实施例中，所述电芯夹具6包括上压板61、下压板62、第二驱动装置63及用于对上压板61和下压板62加热的第二电加热器；下压板62装设于下安装板12，下压板62用于承托电芯；上压板61连接于第二驱动装置63的输出端，第二驱动装置63装设于上安装板11，第二驱动装置63用于驱动上压板61移动以使上压板61靠近或远离下压板62。

实际工作中，送料装置将电芯输送至下压板62，然后第二驱动装置63驱动上压板61靠近下压板62移动，当上压板61将下压板62所承托的电芯压紧于下压板62时，第二驱动装置63停止工作。同时，第二电加热器对上压板61和下压板62进行加热，加热后的上压板61和下压板62对电芯进行热压整形，同时加热后的上压板61和下压板62会增加电芯内的化学物质的活性，减短电芯化成的时间，提高效率。具体的，上压板61的内部和下压板62的内部均装设有第二电加热器。

如图5和图7所示，本实施例中，所述上封头51设有用于抵触电芯的第一齿面513，下封头52设有用于与第一齿面513齿合的第二齿面524。

上封头51和下封头52对电芯进行热封时，第一齿面513与第二齿面524齿合并对电芯进行咬合热封，使得电芯的热封接合面大致呈“波浪形”，确保咬合热封后的电芯的密封效果好，可以防止外界的空气进入电芯内。

如图2所示，本实施例中，所述第一驱动装置3的输出端连接有第一拆装块31，上封头51连接于第一拆装块31；所述下安装板12连接有第二拆装块121，下封头52连接于第二拆装块121。方便上封头51和下封头52的安装和更换。

本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行自由组合。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。