一种聚合物电芯老化夹具及其应用该夹具的老化工艺的制作方法

本发明涉及一种锂电池老化技术，尤其是涉及一种聚合物电芯老化夹具及其应用该夹具的老化工艺。

背景技术：

目前聚合物锂离子电芯化成完后，需要将其规整、有序、分层的装入到老化箱体中进行老化。至少老化12小时后；将电芯拉出，进行下道作业。整个老化的作用是将电芯内没有完全反应的副反应，让其反应完全，使电芯内部各种物质处于相对稳定状态，同时尽可能的将电芯内部各副反应产生的气体全部排到气袋中，以便后续作业将其去除。但现有工艺中，电芯不受外力，需要较长的时间老化，降低了生产效率。而且即使延长了老化时间，也无法将电芯中的气体完全排到气袋中，降低了电芯生产质量。

技术实现要素：

本发明主要是针对上述问题，提供一种能够提高老化质量、缩短老化时间、提高生产质量的聚合物电芯老化夹具及其应用该夹具的老化工艺。

本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种聚合物电芯老化夹具，包括若干个竖直排列的用于支撑电芯和气袋的夹板，夹板的边角处均贯穿有支撑轴，相邻两个夹板之间设置有复位弹簧，复位弹簧套设在支撑轴上，位于最上方的夹板的上端设置有压板，压板的上方设置有定位板，定位板的中部贯穿有定位轴，定位轴与定位板螺纹连接，定位轴的下端与压板转动连接。将电芯和气袋放置在夹板上，旋转定位轴，由于定位轴与定位板螺纹连接，定位板不动的情况下，定位轴向下旋转进给，同时，定位轴推动压板向下压紧电芯，从而使夹板向下运动，依次压紧电芯，实现电芯的固定。将整个夹具运送到老化箱体内后，反向旋转定位轴，使压板和夹板依次向上运动，保证电芯周围具有一定空间，进行老化。在老化过程中，旋转定位轴，利用压板和夹板压紧电芯，使电芯承受一定压力，保证电芯内部的气体排出到气袋中。反向旋转定位轴，定位轴带动压板向上运动，复位弹簧推动夹板复位，使电芯周围形成空间。

作为优选，所述的夹板和压板靠近支撑轴处均设置有用于对电芯表面施加压力的刮板机构。夹板和压板靠近支撑轴处均设置有用于对电芯表面施加压力的刮板机构，在夹板和压板下压过程中，利用刮板机构在电芯表面形成旋转压力，使电芯内的气体完全排出。

作为优选，所述的支撑轴为丝杆，刮板机构包括位于夹板或压板内部的驱动齿轮，驱动齿轮套设在支撑轴外侧，驱动齿轮侧面设置有与驱动齿轮啮合的从动齿轮，从动齿轮的轴线处固定连接有驱动轴，驱动轴上设置有刮板。支撑轴为丝杆，驱动齿轮相对于支撑轴上下移动时能够发生轴向旋转，驱动齿轮的轴向旋转带动从动齿轮的轴向旋转，进而带动驱动轴旋转，驱动轴的旋转能够带动刮板旋转，当刮板与电芯表面接触时，旋转的刮板在电芯表面形成旋转压力，使电芯内的气体充分排出。

作为优选，所述的驱动齿轮和从动齿轮的上下两端均设置有转动轴承。驱动齿轮和从动齿轮的上下两端均设置有转动轴承，保证驱动齿轮和从动齿轮在压板或夹板内旋转。

作为优选，所述的刮板与驱动轴呈偏心连接。刮板与驱动轴呈偏心连接，使刮板偏心转动，利用刮板的偏心转动在电芯表面形成旋转下压力。

作为优选，驱动轴的轴线处设置有滑孔，滑孔内滑动连接有滑轴，刮板套设在滑轴上，滑孔断面呈“D”字形，滑轴上套设有缓震弹簧。缓震弹簧推动刮板远离驱动轴，当刮板在电芯上受到压力时，滑轴沿着滑孔朝向驱动轴方向滑动，由于滑孔断面呈“D”字形，保证滑轴能够沿着滑孔滑动的同时，驱动轴能够带动滑轴旋转。

一种如上述的一种聚合物电芯老化夹具的老化工艺，步骤如下：1）将待老化的电芯规整、有序、分层装入夹板上，下压并旋转定位轴，由于定位轴与定位板螺纹连接，定位板不动的情况下使定位轴旋转并向下进给，向下进给的定位轴推动压板向下运动；2）通过压板向下施压，使相邻两个夹板压紧中间的电芯；3）将老化夹具放置到高温房老化箱体中固定，反向旋转定位轴，使定位轴朝向远离夹板的方向进给，复位弹簧推动夹板向上运动并远离电芯，在电芯处形成间隙；4）老化箱体门关闭并在老化箱内形成密闭空间，开始向老化箱体内抽真空，使箱体内真空度≤-90KPa,保持10秒后，自动充入空气泄压到0Pa；保持10秒，再次抽真空，使箱体内真空度≤-90KPa，并且没20分钟重复一次；5）抽真空作业持续2小时后，旋转定位轴，使压板和夹板向下运动，保证电芯承受压力，保持2小时。

作为优选，步骤1）和步骤5）中压板和夹板向下移动过程中，驱动齿轮围绕支撑轴的轴线旋转，旋转的驱动齿轮带动从动齿轮旋转，从动齿轮的轴线处固定连接的驱动轴旋转，驱动轴的旋转带动刮板偏心转动，刮板在电芯表面形成转动和下压力，将电芯内的气体充分排入气袋中。

因此，本发明的一种聚合物电芯老化夹具及其应用该夹具的老化工艺具备下述优点：将电芯和气袋放置在夹板上，旋转定位轴，由于定位轴与定位板螺纹连接，定位板不动的情况下，定位轴向下旋转进给，同时，定位轴推动压板向下压紧电芯，从而使夹板向下运动，依次压紧电芯，实现电芯的固定。将整个夹具运送到老化箱体内后，反向旋转定位轴，使压板和夹板依次向上运动，保证电芯周围具有一定空间，进行老化。在老化过程中，旋转定位轴，利用压板和夹板压紧电芯，使电芯承受一定压力，保证电芯内部的气体排出到气袋中。

附图说明

附图1是本发明在实施例1中的一种结构示意图；

附图2是本发明在实施例2中的一种结构示意图；

附图3是实施例2中刮板机构处的剖视图。

图示说明：1-定位板，2-压板，3-夹板，4-定位轴，5-支撑轴，6-复位弹簧，7-电芯，8-气袋，9-驱动齿轮，10-从动齿轮，11-转动轴承，12-驱动轴，13-滑孔，14-滑轴，15-缓震弹簧，16-刮板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1所示，一种聚合物电芯老化夹具，包括若干个竖直排列的用于支撑电芯7和气袋8的夹板3，夹板的边角处均贯穿有支撑轴5，相邻两个夹板之间设置有复位弹簧6，复位弹簧套设在支撑轴上，位于最上方的夹板的上端设置有压板2，压板的上方设置有定位板1，定位板的中部贯穿有定位轴4，定位轴与定位板螺纹连接，定位轴的下端与压板转动连接。

一种如上述的一种聚合物电芯老化夹具的老化工艺，步骤如下：1）将待老化的电芯规整、有序、分层装入夹板上，下压并旋转定位轴，由于定位轴与定位板螺纹连接，定位板不动的情况下使定位轴旋转并向下进给，向下进给的定位轴推动压板向下运动；2）通过压板向下施压，使相邻两个夹板压紧中间的电芯；3）将老化夹具放置到高温房老化箱体中固定，反向旋转定位轴，使定位轴朝向远离夹板的方向进给，复位弹簧推动夹板向上运动并远离电芯，在电芯处形成间隙；4）老化箱体门关闭并在老化箱内形成密闭空间，开始向老化箱体内抽真空，使箱体内真空度≤-90KPa,保持10秒后，自动充入空气泄压到0Pa；保持10秒，再次抽真空，使箱体内真空度≤-90KPa，并且没20分钟重复一次；5）抽真空作业持续2小时后，旋转定位轴，使压板和夹板向下运动，保证电芯承受压力，保持2小时。

将电芯和气袋放置在夹板上，旋转定位轴，由于定位轴与定位板螺纹连接，定位板不动的情况下，定位轴向下旋转进给，同时，定位轴推动压板向下压紧电芯，从而使夹板向下运动，依次压紧电芯，实现电芯的固定。将整个夹具运送到老化箱体内后，反向旋转定位轴，使压板和夹板依次向上运动，保证电芯周围具有一定空间，进行老化。在老化过程中，旋转定位轴，利用压板和夹板压紧电芯，使电芯承受一定压力，保证电芯内部的气体排出到气袋中。反向旋转定位轴，定位轴带动压板向上运动，复位弹簧推动夹板复位，使电芯周围形成空间。

实施例2：本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于，如图2、3所示，夹板和压板靠近支撑轴处均设置有用于对电芯表面施加压力的刮板机构。支撑轴为丝杆，刮板机构包括位于夹板或压板内部的驱动齿轮9，驱动齿轮套设在支撑轴外侧，驱动齿轮侧面设置有与驱动齿轮啮合的从动齿轮10，从动齿轮的轴线处固定连接有驱动轴12，驱动轴上设置有刮板。驱动齿轮和从动齿轮的上下两端均设置有转动轴承11。刮板与驱动轴呈偏心连接。驱动轴的轴线处设置有滑孔13，滑孔内滑动连接有滑轴14，刮板16套设在滑轴上，滑孔断面呈“D”字形，滑轴上套设有缓震弹簧15。

夹板和压板靠近支撑轴处均设置有用于对电芯表面施加压力的刮板机构，在夹板和压板下压过程中，利用刮板机构在电芯表面形成旋转压力，使电芯内的气体完全排出。支撑轴为丝杆，驱动齿轮相对于支撑轴上下移动时能够发生轴向旋转，驱动齿轮的轴向旋转带动从动齿轮的轴向旋转，进而带动驱动轴旋转，驱动轴的旋转能够带动刮板旋转，当刮板与电芯表面接触时，旋转的刮板在电芯表面形成旋转压力，使电芯内的气体充分排出。驱动齿轮和从动齿轮的上下两端均设置有转动轴承，保证驱动齿轮和从动齿轮在压板或夹板内旋转。刮板与驱动轴呈偏心连接，使刮板偏心转动，利用刮板的偏心转动在电芯表面形成旋转下压力。缓震弹簧推动刮板远离驱动轴，当刮板在电芯上受到压力时，滑轴沿着滑孔朝向驱动轴方向滑动，由于滑孔断面呈“D”字形，保证滑轴能够沿着滑孔滑动的同时，驱动轴能够带动滑轴旋转。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。