软包装锂离子电池化成夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及非水电解质蓄电池构造或制造技术领域，特别是涉及一种软包锂离子电池化成夹具。
【背景技术】
[0002]随着环境问题的日益显现和人们环保意识的提升，环境污染问题受到越来越多的关注，各国陆续出台各种环境保护政策。采用电动汽车替代传统的燃油车是解决城市污染的最佳选择。锂离子电池具有能量高、循环寿命长、放电性能稳定和工作温度范围宽等优点，因而成为各种便携式电子产品的理想电源，也成为混合动力汽车、纯电动汽车和储能领域的首选电源。
[0003]常见的锂离子电池组一般包括电池、电池连接件、保护板等组件，电池主要包括正极片、负极片、隔膜和电解液。由于锂离子电池的特殊性，化成是制程中的一个关键工序。在化成过程中，电解液在负极表面发生化学反应，形成一层固体电解质膜(SEI)膜，SEI膜可以防止电解液的溶剂分子进入负极造成负极结构的破坏。因此，化成的效果好坏决定了电池的性能优劣。那么如何保证在电池化成后内部形成坚固耐用的固体电解质界面膜(即SEI膜)呢？化成夹具就起到了重要的作用，在化成过程中电池内正负极极片与隔膜需要保持均衡恒定的压力。另据实验证明，SEI膜形成的致密性及稳定性与电池化成(活化)的环境有较大的关系，特别是受电池正负极片间的贴合度(外部压力)的影响。化成的效果好坏及电池间化成效果的差异，决定了个体电池的性能优劣及成组电池的性能优劣。而实际在生产过程中，会有多款型号的电池，电池的长、宽尺寸不一，电池的压力中心点也不一样。鉴于此，有必要提供一种能适应多种型号电池的软包锂离子电池化成夹具，提供给电池化成时稳定的环境，以保障个体电池化成效果和降低个体电池间化成效果的差异，提高锂离子单体电池和成组电池的安全性和使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能适应多种型号的软包装锂离子电池化成夹具，该夹具的压力中心能根据电池的型号尺寸进行调节，使压力施加在电池的压力中心上，保证电池在化成时受到恒定均衡的压力，保证了电池的平整性，进而保证了电池的正负极极片在电池的各个部分保持间隙一致，从而保证化成后的电池极片上形成一层均匀的、坚固耐用的固体电解质界面膜(即膜SEI)，最终保证了电池性能的一致性、安全性和长循环寿命。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案:
[0006]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，包括施加压力部分、夹紧电池部分、支撑电池部分，
[0007]所述施加压力部分包括相互平行的前固定板、压板，所述压板能够相对于前固定板水平滑动；
[0008]所述夹紧电池部分包括与前固定板、压板平行的前压板、后固定板以及平行布置在所述前压板、后固定板之间的若干块中压板，所述前压板与压板固定连接，所述压板水平滑动时带动所述前压板、中压板整体水平滑动；
[0009]所述支撑电池部分包括布置在前压板、中压板、后固定板之间的电池托板，电池放置于所述电池托板上，电池的气囊伸出前压板、中压板外；
[0010]所述压板靠近所述前压板的一侧装设有顶头，所述顶头沿水平方向的中心线穿过电池的压力中心。
[0011]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具通过水平滑动进行力的传递，通过压板、前压板、中压板之间的连带传动实现对电池的夹紧，该种直线传动效果稳定可靠、偏差率低，同时，通过使顶头沿水平方向的中心线穿过电池的压力中心这一设置，有效地保证了化成过程中电芯表面所受的压力稳定并可控，使其各个电芯的内部极片贴合度一致，并使电芯内正负极和隔膜都紧密贴合，保证了电池的化成效果，使锂离子电池充放容量稳定、容量变化趋势稳定。
[0012]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述顶头为台阶轴，所述压板上设置有若干固定孔，所述固定孔的中心与电池的压力中心在一条直线上，所述顶头一端嵌入相应固定孔内且与该固定孔间隙配合。
[0013]台阶轴顶头便于安装，间隙配合便于更换顶头，设置若干中心与电池的压力中心在一条直线上的固定孔使该夹具能适用于不同型号尺寸的电池，大大增强了夹具的实用性，进一步保证了压力能够施加在电池的压力中心上。
[0014]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述施加压力部分还包括若干个橡胶垫，所述橡胶垫分别和压板、前压板固定连接，若干个橡胶垫环绕在顶头四周，压板上靠近顶头的位置处还固设有小顶头，所述顶头、小顶头可相对于前压板做直线运动。
[0015]夹具使用前，顶头、小顶头均不与前压板接触，夹具作业过程中，随着大螺杆的运动，压板逐渐向前压板压紧，顶头四周的橡胶垫有利于平衡压板对前压板的推力，使该推力均匀作用在前压板上，大螺杆继续运动的过程中，顶头及小顶头逐渐向前压板靠拢，直至与其接触，此时，在橡胶垫的预平衡作用下，更能保证顶头的推力作用在电池的压力中心上，在此基础上，小顶头还可以额外施加平衡推力的作用，上述设置共同保证了推力能更有效地作用在电池的压力中心上，因而更有效地保证了电池化成时稳定的受力环境。
[0016]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述前固定板上装设有与其垂直的梯形大螺杆，所述大螺杆的大螺母位于前固定板中心处，所述大螺杆的一端为台阶状端头，所述压板上固设有固定盘，所述台阶状端头嵌入固定盘内，所述前固定板上环绕大螺母的外周均布四个轴线与大螺母的轴线平行的铜套，铜套导柱穿过铜套后一端固定在压板上，铜套导柱能够在铜套内滑动，若干根与所述大螺杆平行的直线轴承导柱将前压板、中压板、后固定板串联在一起，所述直线轴承导柱的两端分别固定在前固定板、后固定板上，每个所述前压板、中压板、后固定板底端均装设拉动片，所述拉动片的一端固定在前压板、中压板、后固定板上，相邻拉动片首尾相连，拉动片中部开设长孔，拉动片可沿长孔滑动。
[0017]螺杆传动的传动比大、传动平稳，和铜套导柱、直线轴承导柱配合后更有利于提高传动的稳定性，保证前压板、中压板、后固定板始终沿同一直线水平滑动，不易偏离滑动轨道，保证了力传递方向的稳定性，拉动片联动的设置结构简单，联动效果好、速度快，也有利于推力及时、稳定地传递。
[0018]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述前压板、中压板、后固定板上固设有与各自过盈配合的直线轴承，所述直线轴承导柱与直线轴承间隙配合且可沿直线轴承轴向滑动，所述前压板、中压板、后固定板之间的相邻面上设置有位置相对的盲孔，弹簧的两端分别固定在相邻两个盲孔内。
[0019]装设直线轴承有利于避免直线轴承导柱自身在前压板、中压板、后固定板内发生径向位移，保证了直线轴承导柱自身的稳定性，进而保证了传动的稳定性，同时，弹簧有利于保证压板之间受力的平衡，便于保证电池压力中心受力，进而保证了电池化成后厚度一致。
[0020]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述支撑电池部分还包括装设在前固定板、后固定板各自的两侧边处的小支架板，以及前压板、中压板、后固定板底部两侧布置的与直线轴承导柱平行的导向板，导向板两端分别固定在在前压板、后固定板处的小支架板底端，所述电池托板两端设置挂钩，所述挂钩挂在导向板上，所述电池托板能够在导向板滑动。
[0021]挂钩挂在导向板上便于电池托板沿导向板滑动，而且挂钩和导向板接触面积小，滑动无障碍，也不会阻碍前压板、中压板的滑动。
[0022]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述小支架板上设置有与导向板垂直的长形孔，所述导向板的位置可沿所述长形孔调节。
[0023]通过沿长形孔调节导向板的高低即可方便地实现电池放置位置的调节，使不同尺寸电池的气囊均能够伸出前压板、中压板、后固定板外部，因而满足了多款软包装电池尺寸的变化。
[0024]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述电池托板包括钢质板状部和设置在板状部上的采用软质EVA材料制成的支撑块，所述挂钩位于板状部两端，所述电池放置于所述支撑块上。
[0025]该电池托板结构简单，使用方便，挂钩挂在导向板上便于电池托板在导向板上滑动并使电池做相应的运动，EVA材料制成的支撑块在夹紧电池的过程中被压缩，在松开电池的过程中又可自行膨胀，能满足多次夹持需求，不易因多次使用而挤压损坏。
[0026]本实用新型软包装锂离子电池化成夹具，其中所述直线轴承导柱的两端设有螺纹台阶，所述直线轴承导柱通过螺