专利名称：：控制方形锂电池电芯尺寸的方法及夹具的制作方法控制方形锂电池电芯尺寸的方法及夹具
技术领域：
：本发明涉及电池领域，尤其是涉及锂电池制造领域。
背景技术：
：方形锂电池外形尺寸的一致性是各个锂电池生产厂家关注的一个重点。目前基本上都是采用自动化设备，尤其是自动巻绕设备来保证锂电池的外形尺寸。锂电池成品在装配好之后，需要对锂电池充放电进行容量检测。锂电池的负极材料在充电后会膨胀，而自动巻绕设备巻绕的张力过紧，因此此时负极会出现褶皱，使得方形锂电池的电芯尺寸在充放电后变化过大，导致成品尺寸超标。
发明内容本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种控制方形锂电池电芯尺寸的方法。此外，还提供了一种控制方形锂电池电芯尺寸的夹具。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案—种控制方形锂电池电芯尺寸的方法，包含制成成品方形锂电池；对方形锂电池预充电；方形锂电池放置老化；测试方形锂电池容量；其中在测试方形锂电池容量之前夹紧方形锂电池并施加夹紧力，并在容量测试过程中保持夹紧状态。进一步地夹紧方形锂电池是从平行于方形锂电芯厚度的方向夹紧。进一步地所述夹紧力为40kg/L-65kg/L。进一步地所述测试方形锂电池容量步骤中，放电终止电压为3.92V。进一步地所述夹具包含两块平行的夹紧板，以及连接两个所述夹紧板侧面的连接板，在所述夹紧板上设有压紧装置，所述夹紧板用于夹紧锂电池，所述压紧装置对被夹紧的锂电池施加夹紧力。进一步地所述夹紧板之一开设有螺纹孔，所述压紧装置包含位于该夹紧板内侧的移动块和与所述移动块连接的穿过所述螺纹孔的螺栓。进一步地所述夹紧板之一与所述连接板滑动连接，所述压紧装置为与该夹紧板连接并驱动该夹紧板滑动的气泵，所述气泵在达到设定值时停止驱动。本发明具有以下有益效果1.本发明在方形锂电池进行容量测试之前，先夹紧方形锂电池，可以防止方形锂电池的负极材料在充电过程膨胀产生皱褶而影响成品尺寸。2.本发明是从平行于方形锂电池的厚度方向，即垂直于宽面的方向进行夹紧，受3力面大，方形锂电池容易保持稳定，施加力也比较方便。3.本发明对方形锂电池的夹紧力控制在40kg/L-65kg/L，实现数据表明在这一范围内的夹紧力对于成品电芯尺寸控制的效果最好。4.本发明的夹具采用两个平行夹紧板，以固定方形锂电池，然后再在夹紧板上设置压紧装置，给定位后的方形锂电池施加夹紧力。5.本发明的压紧装置采用螺栓推动的移动块，一方面可以进一步压紧方形锂电池，另一方面可以使得压紧力在方形锂电池的外壳上分布均匀，避免压力集中损伤电池。图1本发明夹紧夹具的结构示意图其中10-夹具100-夹紧板200-连接块120-螺纹孔300-压紧装置320-移动块340-螺栓下面结合附图对本发明进行进一步的说明。具体实施方式本发明针对锂离子电池的后段生产工艺进行改善，在锂离子电池预充结束，并且通过一段时间的老化后在方形锂电池的容量检测之前增加一夹紧步骤。实施例一自动巻绕设备生产的方形锂电池在装配为成品电池之后，要对方形锂电池进行预充电，然后放置一段时间待其老化，之后一般是进行容量测试。由于方形锂电池的负极材料在充电后会膨胀，而自动巻绕设备巻绕的张力过紧，因此在容量测试过程中负极会出现褶皱，电芯厚度尺寸发生变化，导致方形锂电池的成品尺寸超标。本发明在容量测试之前，先对方形锂电池进行夹紧(最好沿平行于方形锂电池的厚度方向夹紧，即夹紧方向垂直于方形锂电池面积较大的面，使受力面比较大)，然后再将夹紧中的锂电池在测试机柜上进行容量测试，然后在3.92V终止电压检测下柜。在容量检测过程中，负极材料的膨胀因为外加压力的作用受到阻碍，因此皱褶减少，电芯尺寸变化较小，成品电池的合格率增加。测试数据如下测试数据1-3和对比例1是针对型号为423450的方形锂离子电池进行测试，通过对比例可以看出，未增加夹紧步骤之前，容量检测后的电芯厚度尺寸平均增大约2.34%，而增加夹紧步骤之后，容量检测后的电芯厚度尺寸平均增大仅为0.21%-0.36%。测试数据1在方形锂离子电池测试容量之前，将型号为423450的方形锂离子电池以40kg/L(L表示距离)的扭力夹紧，然后在测试机柜上进行容量检测，3.92V电压下柜后的电芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>测试数据2:在方形锂离子电池测试容量之前，采用模具将方形锂离子电池以50kg/L的扭力夹紧，然后在测试柜点上进行容量检测，3.92V电压下柜后的电芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>测试数据3在方形锂离子电池测试容量之前，采用模具将方形锂离子电池以65kg/L的扭力夹紧，然后在测试柜上进行容量检测，3.92V电压下柜后的电芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>对比例1:没有采用模具夹紧进行检测的数据如下表所示，负极膨胀产生的皱褶导致了电芯厚度较老化阶段增长较大，电芯厚度的增长在0.1mm左右不等。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>测试数据4-5和对比例2是针对型号为523450-1lOOmAh的方形锂离子电池进行测试。通过对比例可以看出，未增加夹紧步骤之前，容量检测后的电芯厚度尺寸平均增大约4%，而增加夹紧步骤之后，容量检测后的电芯厚度尺寸平均增大仅为0.17%-0.29%。测试数据4:在方形锂离子电池测试容量之前，采用模具将锂电池以40kg/L的扭力夹紧，然后在测试柜上进行容量检测，3.92V电压下柜后的电芯厚度如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>测试数据5:在方形锂离子电池测试容65kg/L的扭力夹紧，然后在测试柜上进行容量检所示<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>对比例2:没有采用模具夹紧进行检测的数据如下表所示，电芯厚度的增长在0.lmm-0.2mm左右不等，拆看电芯发现负极膨胀产生的皱褶导致了电芯厚度较老化阶段增长较大。量之前，米用模具将方形锂离子电池以测，3.92V电压下柜后的电芯厚度如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由测试数据和比较例的对比可以看出，采用40KG/L-65KG/L夹紧力控制下电芯厚度尺寸变化很小，电芯尺寸得到有效控制。实施例二在采用的上述方法中，需要使用夹具将方形锂电池夹紧。我们采用如图1所示的夹具10。夹具10包含两个平行的夹紧板100及连接两个夹紧板100侧边的连接块200。方形锂电池放置在夹紧板100和连接块200之间的空间内，方形锂电池的侧面与连接块200接触。在夹紧板100上设有压紧装置300以对锂电池施加压紧力。如图1示，在其中一个夹紧板100上开设有螺纹孔120，压紧装置300包含设置在两个夹紧板100之间的移动块320，以及与移动块320连接的螺栓340。螺栓340穿过螺纹孔120与移动块320相连。在放置锂电池时，移动块320是紧靠设有螺纹孔120的夹紧板100的。锂电池先放进移动块320与另一夹紧板100之间的空间内，然后旋动螺栓340就可以调节移动块320慢慢压紧锂电池。可以使用带扭矩显示的扳手来拧紧螺栓340，当显示的扭矩数字达到40KG/L-65KG/L时即可。移动块320的大小与夹紧板100的大小一致，大于或等于方形锂电池面积较大的面的尺寸。螺纹孔120最好开设在夹紧板200的中部，这样，施加的压紧力能够均匀分布在锂电池的宽面，锂电池负极材料受力均匀，而且能够均匀阻挡负极材料的膨胀。如果移动块320与锂电池接触的面积很小，或者说取消移动块320，仅使用螺栓，锂电池的受力面积非常集中，不仅容易对锂电池内部造成损伤，也不能均匀阻挡负极材料的膨胀，还是难以控制成品的尺寸。压紧装置300还可以采用其他的结构，如取消移动块320，直接将其中一个夹紧板100设置为可沿连接块200滑动，夹紧板100由气泵驱动，当气泵压力达到设定值时，夹紧板100定位。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。权利要求一种控制方形锂电池电芯尺寸的方法，包含制成成品方形锂电池；对方形锂电池预充电；方形锂电池放置老化；测试方形锂电池容量；其特征在于在测试方形锂电池容量之前夹紧方形锂电池并施加夹紧力，并在容量测试过程中保持夹紧状态。2.如权利要求1所述的控制方形锂电池电芯尺寸的方法，其特征在于夹紧方形锂电池是从平行于方形锂电芯厚度的方向夹紧。3.如权利要求2所述的控制方形锂电池电芯尺寸的方法，其特征在于所述夹紧力为40kg/L-65kg/L。4.如权利要求1所述的控制方形锂电池电芯尺寸的方法，其特征在于所述测试方形锂电池容量步骤中，放电终止电压为3.92V。5.—种控制锂电池外的夹具，其特征在于所述夹具包含两块平行的夹紧板，以及连接两个所述夹紧板侧面的连接板，在所述夹紧板上设有压紧装置，所述夹紧板用于夹紧锂电池，所述压紧装置对被夹紧的锂电池施加夹紧力。6.如权利要求5所述的夹具，其特征在于所述夹紧板之一开设有螺纹孔，所述压紧装置包含位于该夹紧板内侧的移动块和与所述移动块连接的穿过所述螺纹孔的螺栓。7.如权利要求5所述的夹具，其特征在于所述夹紧板之一与所述连接板滑动连接，所述压紧装置为与该夹紧板连接并驱动该夹紧板滑动的气泵，所述气泵在达到设定值时停止驱动。全文摘要本发明公开了一种控制方形锂电池电芯尺寸的方法以及相应的夹具，主要是在锂电池生产后段工艺进行改变，在锂电池放置一端时间老化后，进行容量检测之前，夹紧锂电池，并在后续的容量检测中保持这种夹紧。采用这种方法，能够有效阻止电池负极材料在容量检测中因为充电膨胀而产生皱褶导致的电芯尺寸变形。文档编号B25J15/00GK101740820SQ200810217548公开日2010年6月16日申请日期2008年11月7日优先权日2008年11月7日发明者何伟,何名,滕鑫申请人:深圳市比克电池有限公司