气缸模式热压化成夹具系统的制作方法

本发明涉及一种气缸模式热压化成夹具系统。

背景技术：

在软包锂电池的生产工艺中，化成、热压是电池成型过程中的重要工序。化成是对电池内部活性进行激活以保证其具有良好充放电性能，循环寿命，而热压工序则是保证软包锂电池具有良好性能同时能保持高质量的外观。由于适应各种工厂家的要求，气缸模式属于对压力要求一致性好，并且不需要进行分段调节的一种稳定的驱动方式。

技术实现要素：

本发明的目的针对现有技术的优化，提供一种气缸模式热压化成夹具系统，该机将电池的化成、热压工序集中在同一设备中缩短各工序之间的时间，简化工序，提高软包锂电池性能指标。

本发明所述的气缸模式热压化成夹具系统，其特征在于：包括机架、热压化成夹具、充放电源和系统控制单元，所述热压化成夹具安装在所述机架上的工作区，所述充放电源以及所述系统控制单元装在所述机架内部，所述充放电源的输电端分别与所述热压化成夹具的入电端、所述系统控制单元的入电端电连，所述系统控制单元的控制端与所述热压化成夹具的控制端电连；

所述热压化成夹具包括用于提供直线往复运动驱动力的驱动气缸组件、用于支撑驱动气缸组件的支撑板、用于检测加热压板产生的压力的压力传感器、压力推板、导向轴、多层加热压板和用于调整充放电接触板或接触探针的调节组件，所述驱动气缸组件通过支撑板安装在所述机架上，并保证所述驱动气缸组件驱动端的直线往复运动轨迹沿水平方向布置；所述压力推板与驱动气缸组件的驱动端相连；所述导向轴的两端分别安装在支撑板上，导向轴沿驱动气缸组件驱动端的直线往复运动轨迹方向布置，所述导向轴与沿其轴向排布的所述加热压板滑动连接，所述加热压板彼此平行形成间隙排布的层状结构；所述压力推板安装在导向轴靠近驱动气缸组件一侧的端部，并且所述压力推板与驱动气缸组件的驱动端之间夹装压力传感器；两个相邻的加热压板之间放置有1～2个锂电池；

所述加热压板包括铝压板、带温度传感器的电加热片、极耳连接件和压紧件，所述电加热片贴覆在所述铝压板内表面，所述极耳连接件设置在铝压板的两侧，并且所述极耳连接件压在铝压板的卡槽表面，压紧件卡入铝压板两侧的卡槽内，用于实现探针、极耳和充放电源有紧密接触；

所述调节组件包括调节丝杆、调节螺母、连动连接杆、调节杆以及连动齿轮组，所述连动连接杆通过相应的支撑座装在所述机架上，并且所述连动连接杆与导向轴平行，并且所述连动连接杆分别通过设置在其两端的连动齿轮组与相应的调节丝杆的一端相连，所述调节螺母与所调节丝杆螺接；所述连动连动连接杆的两端各固接一个调节螺母，所述调节螺母与同侧的所述调节丝杆螺接；所述调节丝杆沿其轴向安装若干能与加热压板一一对应的接触探针或充放电接触板；

所述充放电源包括机箱以及设置在机箱内的可变条件的独立的多路通道锂电池循环电源；机箱内设置有单片机电路、化成功率驱动板、功率电源、辅助电源和电源开关，所述化成功率驱动板的输电端通过单片机电路分别与多路通道锂电池循环电源的供电端、功率电源的供电端、辅助电源的供电端电连，并且电源开关设置在单片机电路上，用于控制整个充放电源的通断；

所述系统控制单元设置在机架内，系统控制单元的控制板上设置有plc模块、加热温度控制器模块、烟雾报警模块、安全检测模块、信息采集模块以及控制器，所述信息采集模块的信号输入端分别与每个所述压力传感器的信号输出端、温度传感器的信号输出端电连；所述信息采集模块的信号输出端、所述plc模块的信号输出端、加热温度控制器模块的信号输出端、烟雾报警模块的信号输出端、安全检测模块的信号输出端分别与所述控制器的信号输入端电连；所述控制器的供电端与所述化成功率驱动板的供电端电连。

所述接触探针包括第一电流板、第一电压板、保护档板和安装座，所述第一电压板、第一电流板分别通过安装底座安装在所述的加热压板两侧，并且所述第一电压板、第一电流板一端与聚合物软包电池的相应的极耳接触，所述第一电压板、第一电流板的另一端分别通过连接导线与化成功率驱动板供电端相应引脚电连；所述保护档板罩在聚合物软包电池的相应的极耳处。

所述充放电接触板包括板体、第二电流板、第二电压板和弹簧压板，所述板体沿调节杆轴向垂直安装在所述调节杆上，所述第二电流板和所述第二电压板分别粘附在所述板体侧面，所述第二电压板、第二电流板分别通过连接导线与化成功率驱动板供电端相应引脚电连；所述弹簧压板安装在板体表面。

所述压紧件为压紧弹簧或压块。

所述连动齿轮组包括第一斜齿轮和第二斜齿轮，所述第一斜齿轮与所述连动连接杆的端部，所述第二斜齿轮安装在调节丝杠的底部，并且所述第一斜齿轮与所述第二斜齿轮垂直啮合。

在使用此设备时，确定电池的生产工艺后，对设备进行调整设定技术参数，设备初始化完成后，层压板开始按照设定要求对夹具铝板进行加温，夹具进入初始位置，开始手工进行上料，电池放入到热压化成夹具所带动的层压板之间，电池放入完成后热压化成夹具开始对电池进行加压操作，当压力达到所设定的要求范围内之后开始对电池进行充放电化成工作。当所有条件满足后，设备自动打开，取出电池。如此为一个循环。

本发明的有益效果为：

1、通过这套方案，把原先的化成方式与高温干燥烤箱工艺，转换成为加压，加温，化成，数据采集集合在一套系统里面进行，提升了生产效率，保证电池的一致性。

2、采用集成式设计，对于电池生产厂家的工艺需求，热夹具的数量可以任意进行组建，可以实现自动的流水线。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图2是本发明的主视图。

图3是本发明的侧视图。

图4是本发明的热压化成夹具结构图。

图5是本发明的热压化成夹具的主视图。

图6是本发明的热压化成夹具的俯视图。

图7是本发明的热压化成夹具的侧视图。

图8是本发明的调节组件结构图。

图9是本发明的调节组件的主视图。

图10是本发明的调节组件的侧视图。

图11是本发明的加热压板的结构图。

图12是本发明的加热压板的主视图。

图13是本发明的充放电源结构图。

图14是本发明的接触探针结构图。

图15是本发明的接触探针的主视图。

图16是本发明的接触探针的侧视图。

图17是本发明的接触探针的俯视图。

图18是本发明的充放电接触板的结构图。

图19是本发明的充放电接触板的侧视图。

图20是充放电接触板的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

实施例1本发明所述的气缸模式热压化成夹具系统，包括机架1、热压化成夹具2、充放电源3和系统控制单元4，所述热压化成夹具2安装在所述机架1上的工作区，所述充放电源3以及所述系统控制单元4装在所述机架1内部，所述充放电源3的输电端分别与所述热压化成夹具2的入电端、所述系统控制单元4的入电端电连，所述系统控制单元4的控制端与所述热压化成夹具2的控制端电连；

所述热压化成夹具2包括用于提供直线往复运动驱动力的驱动气缸组件21、用于支撑驱动气缸组件的支撑板22、用于检测加热压板产生的压力的压力传感器23、压力推板24、导向轴25、多层加热压板26和用于调整充放电接触板或接触探针的调节组件27，所述驱动气缸组件21通过支撑板22安装在所述机架1上，并保证所述驱动气缸组件21驱动端的直线往复运动轨迹沿水平方向布置；所述压力推板24与驱动气缸组件21的驱动端相连；所述导向轴25的两端分别安装在支撑板22上，导向轴25沿驱动气缸组件21驱动端的直线往复运动轨迹方向布置，所述导向轴25与沿其轴向排布的所述加热压板26滑动连接，所述加热压板26彼此平行形成间隙排布的层状结构；所述压力推板24安装在导向轴25靠近驱动气缸组件21一侧的端部，并且所述压力推板24与驱动气缸组件21的驱动端之间夹装压力传感器23；两个相邻的加热压板26之间放置有1～2个锂电池；

所述加热压板26包括铝压板261、电加热片262、极耳连接件263和压紧件264，温度传感器265，所述电加热片262贴覆在所述铝压板261内表面，所述极耳连接件263设置在铝压板261的两侧，并且所述极耳连接件263压在铝压板261的卡槽表面，压紧件264卡入铝压板261两侧的卡槽内，用于实现探针、极耳和充放电源有紧密接触；

所述调节组件27包括调节丝杆271、调节螺母272、连动连接杆273、调节杆274以及连动齿轮组275，所述连动连接杆通过相应的支撑座装在所述机架上，并且所述连动连接杆与导向轴平行，并且所述连动连接杆分别通过设置在其两端的连动齿轮组与相应的调节丝杆的一端相连，所述调节螺母与所调节丝杆螺接；所述连动连动连接杆的两端各固接一个调节螺母，所述调节螺母与同侧的所述调节丝杆螺接；所述调节丝杆沿其轴向安装若干能与加热压板一一对应的接触探针或充放电接触板；

所述充放电源3包括机箱34以及设置在机箱内的可变条件的独立的多路通道锂电池循环电源33；机箱34内设置有单片机电路32、化成功率驱动板31、功率电源35、辅助电源36和电源开关37，所述化成功率驱动板31的输入电端通过单片机电路32分别与多路通道锂电池循环电源33的供电端采用导线连接、功率电源36的供电端、辅助电源37的供电端导线连接，并且电源开关37设置在单片机电路32上，用于控制整个充放电源3的通断；

所述系统控制单元4设置在机架1内，系统控制单元的控制板41上设置有plc模块42、加热温度控制器模块43、plc模块42包含烟雾报警功能、安全检测功能、信息采集功能通过plc的cpu控制器进行处理，所述信息采集功能的信号输入端分别与每个所述压力传感器23的信号输出端，温度传感器265的信号输出端电连；所述信息采集功能的信号输出端，所述plc模块的信号输出端、加热温度控制器模块43的信号输出端，烟雾报警功能的信号输出端，安全检测功能的信号输出端分别与所述plc的cpu控制器的信号输入端电连；所述控制器的供电端与所述化成功率驱动板31的供电端电连。通过各单元的传感器对设备的信息数据进行监控并保存数据日志。

所述接触探针5包括第一电流板51、第一电压板52、保护档板53和安装座54，所述第一电压板52、第一电流板51分别通过安装底座54安装在所述的加热压板26两侧，并且所述第一电压板52、第一电流板51一端与聚合物软包电池的相应的极耳接触，所述第一电压板52、第一电流板51的另一端分别通过连接导线与化成功率驱动板供电端相应引脚电连；所述保护档板罩在聚合物软包电池的相应的极耳处。

所述充放电接触板6包括板体61、第二电流板62、第二电压板63和弹簧压板64，所述板体61沿调节杆轴向垂直安装在所述调节杆上，所述第二电流板51和所述第二电压板分别粘附在所述板体侧面，所述第二电压板、第二电流板分别通过连接导线与化成功率驱动板供电端相应引脚电连；所述弹簧压板安装在板体表面。

所述压紧件为压紧弹簧或压块。

所述连动齿轮组275包括第一斜齿轮和第二斜齿轮，所述第一斜齿轮与所述连动连接杆的端部，所述第二斜齿轮安装在调节丝杠的底部，并且所述第一斜齿轮与所述第二斜齿轮垂直啮合。

在使用此设备时，确定电池的生产工艺后，对设备进行调整设定技术参数，设备初始化完成后，层压板开始按照设定要求对夹具铝板进行加温，夹具进入初始位置，开始手工进行上料，电池放入到热压化成夹具所带动的层压板之间，电池放入完成后热压化成夹具开始对电池进行加压操作，当压力达到所设定的要求范围内之后开始对电池进行充放电化成工作。当所有条件满足后，设备自动打开，取出电池。如此为一个循环。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。