电芯热压装置及电芯生产系统的制作方法

1.本实用新型涉动力电池及技术领域，特别涉及一种电芯热压装置。本实用新型还涉及一种具有该电芯热压装置的电芯生产系统。


背景技术：

2.在动力电池的电芯加工的过程中，需要使用叠片设备将正极片、负极片以及隔膜进行叠片。完成叠片的电芯经由热压设备进行挤压加热，之后在通过检测设备，例如x-ray射线检测设备进行电芯质量的检测。
3.目前，热压设备通常邻近于叠片机布置，以便于机械手能够将完成叠片的电芯进行热压。而热压设备上的上加热板和下加热板是实现对电芯挤压加热的关键结构。而为了提高电芯的热压效果，通常需要移动完成热压的电芯，使电芯和下加热板分离，从而防止对电芯的过渡加热。
4.但现有技术中，由于对电芯和下加热板进行分离的结构设计不合理，导致使用效果差，进而影响热压设备的使用效果。
5.另外，由于现有的生产线的布置并不合理，使得叠片、热压和检测工序的用时长，从而影响电芯的生产效率。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电芯热压装置，以提高电芯的热压效果。
7.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
8.一种电芯热压装置，用于热压叠片后的电芯，所述电芯热压装置包括基座、加热单元以及举升单元，其中，
9.所述加热单元包括设于所述基座上的下加热板，设于所述下加热板上的导热支撑部，以及可移动地设于所述基座上的上加热板，所述上加热板被驱使地能够靠近或远离所述下加热板，而使所述电芯和所述导热支撑部被挤压于所述上加热板和所述下加热板之间；
10.所述举升单元与所述导热支撑部相连，并能够于所述上加热板与所述电芯分离后，驱使所述导热支撑部将所述电芯举升，而使所述电芯和所述下加热板分离。
11.进一步的，所述导热支撑部包括铺设于所述下加热板上的支撑膜；所述举升单元包括设于所述基座上的多个驱动部，以及设于所述驱动部的动力输出端的夹持部，所述夹持部用于夹持所述支撑膜，以张紧所述支撑膜。
12.进一步的，所述支撑膜采用铁氟龙制成。
13.进一步的，所述夹持部包括设于所述驱动部的动力输出端的两个夹持板，所述支撑膜被夹持于两所述夹持板之间。
14.进一步的，所述基座上设有承接外力而往复滑动的隔热板，所述隔热板能够置于被举升的所述导热支撑部和所述下加热板之间。
15.进一步的，所述上加热板上设有压力传感器，所述压力传感器用于检测施加至所述电芯上的挤压力。
16.进一步的，所述基座上设有气液增压缸，所述气液增压缸的动力输出端与所述上加热板相连，用于驱使所述上加热板靠近或远离所述下加热板。
17.进一步的，所述电芯热压装置还包括控制单元和计时单元，所述控制单元分别与所述上加热板、所述下加热板以及所述计时单元电连接；所述计时器用于记录所述上加热板和所述下加热板加热所述电芯的时长。
18.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
19.本实用新型所述的电芯热压装置，通过驱使上加热板靠近下加热板，能够挤压并加热电芯，并在上加热板与电芯分离后，通过举升单元和导热支撑部能够将电芯举升，而使电芯和下加热板分离，从而利于防止上加热板和下加热板对电芯的过度加热，而能够提高对电芯的热压效果。
20.本实用新型的另一目的在于提出一种电芯生产系统，包括叠片设备和检测设备，以及设于所述叠片设备和所述检测设备之间往复传动的输送单元，所述电芯生产系统还包括如上所述的电芯热压装置，所述电芯热压装置能够经由所述输送单元于所述叠片设备和所述检测设备之间往复移动。
21.进一步的，所述输送单元包括输送带，所述电芯热压装置经由所述输送带的上层向所述检测设备的方向输送，并经由所述输送带的上层向所述叠片设备的方向输送。
22.本实用新型所述的电芯生产系统，通过电芯热压装置经由输送单元于叠片设备和检测设备之间往复移动，能够在电芯输送的同时对电芯进行热压，而利于提高对电芯的生产效率。
附图说明
23.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
24.图1为本实用新型实施例一所述的电芯热压装置在其一视角下的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例一所述的电芯热压装置在另一视角下的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例一所述的举升单元的结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例二所述的电芯生产系统的结构示意图；
28.附图标记说明：
29.1、基座；2、下加热板；3、上加热板；4、电芯；5、支撑膜；6、第一气缸；7、气液增压缸；8、隔热板；9、叠片设备；10、提升机；11、检测设备；
30.100、电芯热压装置；
31.101、上固定板；102、连接柱；103、下固定板；1031、滑轨；1032、第二气缸；
32.601、第一夹持板；602、第二夹持板；603、紧固钉；604、凸起；605、凹槽；
33.701、储气罐。
具体实施方式
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
37.实施例一
38.本实施例涉及一种电芯热压装置，用于热压叠片后的电芯4，该电芯热压装置包括基座1、加热单元以及举升单元。
39.其中，加热单元包括设于基座1上的下加热板2，设于下加热板2上的导热支撑部，以及可移动地设于基座1上的上加热板3。上加热板3被驱使地能够靠近或远离下加热板2，而使电芯4和导热支撑部被挤压于上加热板3和下加热板2之间。
40.举升单元与导热支撑部相连，并能够于上加热板3与电芯4分离后，驱使导热支撑部将电芯4举升，而使电芯4和下加热板2分离。
41.基于如上整体介绍，本实施中所述的电芯热压装置的一种示例性结构如图1和图2中所示。基座1作为承载基体，其包括上下平行且间隔布置的上固定板101和下固定板103。上固定板101和下固定板103的四角之间分别连接有连接柱102，以将上固定板101和下固定板103进行连接。此处，上固定板101、下固定板103以及连接柱102的结构简单，便于布置实施。
42.继续参照图1和图2中所示，本实施例中的下加热板2设于下固定板103上，在下加热板2和下固定板103之间形成有下腔体，用于加热下加热板2的加热管布置于下腔体内，以在通电的状态下产生热量，从而加热下加热板2。本实施例中的上加热板3滑动设于上固定板101的下方，该上加热板3内形成有上腔体，用于加热上加热板3的加热管布置于该上腔体内，以在通电的状态下产生热量，从而加热上加热板3。
43.为驱使上加热板3上下滑动，本实施例中，如图1和图2中所示，在基座1的上固定板101上设有气液增压缸7，气液增压缸7的动力输出端与上加热板3相连，用于驱使上加热板3靠近或远离下加热板2。此处，气液增压缸7的产品成熟，对于上加热板3的驱动效果好。在上固定板101上还设有与气液增压缸7相连的储气罐701。当然，除了采用气液增压缸7外，还可采用现有技术中的气缸来驱使上加热板3移动。
44.本实施例中的导热支撑部包括铺设于下加热板2上的支撑膜5，举升单元包括设于基座1上的多个驱动部，以及设于驱动部的动力输出端的夹持部，夹持部用于夹持支撑膜5，以张紧支撑膜5。
45.具体来讲，参照图1和图2中所示，驱动部为分设在下加热板2的长度方向的两端的第一气缸6。其产品成熟，便于布置实施。而夹持部包括设于驱动部的动力输出端的两个夹持板，支撑膜5被夹持于两夹持板之间。夹持部的结构如图3中所示，两个夹持板中包括固连于第一气缸6动力输出端的第一夹持板601，以及经由两端的紧固钉603连接在第一夹持板
601两端的第二夹持板602。
46.为提高第一夹持板601和第二夹持板602对支撑膜5的夹持和张紧效果，在第一夹持板601的上表面设有多个沿自身长度方向延伸设置的凹槽605，在第二夹持板602的下表面设有多个能够嵌设于对应凹槽605内的凸起604。放置于第一夹持板601上的支撑膜5的两端因第二夹持板602于第一夹持板601上的紧固，以及凸起604在对应凹槽605内的嵌入，而能够被紧固的夹紧于第一夹持板601和第二夹持板602之间。且处于夹持状态下的支撑膜5的两端被对应的夹持部夹持并张紧，支撑膜5的下表面抵紧在下加热板2上。
47.作为优选的一种实施方式，本实施例中的支撑膜5采用铁氟龙制成，以具有较好的导热和耐磨性能。当然，支撑膜5除了采用铁氟龙制成外，还可采用现有技术中具有导热功能的其他材质制成，只要能够被张紧，且能够将电芯4举起即可。
48.本实施例中，为进一步防止分离状态下的下加热板2影响电芯4，在基座1上设有承接外力而往复滑动的隔热板8，隔热板8能够置于被举升的导热支撑部和下加热板2之间。其中，此处的隔热板8采用现有技术中导热效果差的材料制成，以减少下加热板2上的余热传递至电芯4上。
49.具体结构上参照图2中所示，隔热板8滑动设于下加热板2宽度方向的一侧，其可以沿着正交于下加热板2长度的方向滑动。为提高隔热板8在滑动中的稳定性，在下固定板103上设有间隔布置的两个滑轨1031，在隔热板8的下表面设有对应于各滑轨1031设置的滑座。通过滑座在对应滑轨1031上的导向滑动，从而提高隔热板8在使用中的稳定性。
50.另外，在下固定板103上还设有用于驱使隔热板8往复滑动的第二气缸1032，该第二气缸1032的动力输出端与隔热板8的中部相连，以提高隔热板8在往复滑动中的效果。
51.本实施例中，在上加热板3上设有压力传感器，该压力传感器用于检测施加至电芯4上的挤压力。具体实施时，该压力传感器布置在上加热板3的用于挤压电芯4的表面上，以便于检测挤压力。此处压力传感器的结构简单，便于对挤压力进行检测。
52.为进一步提高电芯热压装置的使用效果，该电芯热压装置还包括控制单元和计时单元。控制单元分别与上加热板3、下加热板2以及计时单元电连接。计时器用于记录上加热板3和下加热板2加热电芯4的时长。
53.详细来讲，该控制单元可采用现有技术中的plc控制器，其能够与气液增压缸7、第一气缸6、第二气缸1032以及压力传感器相连，从而控制气液增压缸7、第一气缸6和第二气缸1032的启停，并获取压力传感器所检测到的挤压力。为提高对电芯4的热压效果，当上加热板3和下加热板2挤压电芯4的挤压力达到预设压力值后，再对电芯4进行加热并计时，以使电芯4被加热到预设的时长。
54.本实施例中所述的电芯热压装置在初始状态时，上加热板3和下加热板2分离，支撑膜5在张紧状态下铺设于下加热板2上，而隔热板8回缩至下加热板2的一侧。当需要对电芯4进行热压操作时，将完成叠片的电芯4放置在支撑膜5上，然后控制单元控制气液增压缸7启动，上加热板3向下移动并挤压电芯4，压力传感器检测挤压力并传送至控制单元，控制单元将接收的挤压力与预设的挤压力进行比较，直至两者相等时，控制单元控制加热管启动加热，同时启动计时单元进行计时。
55.直至，计时的时长达到预设时长时，计时单元向控制单元发出信号，控制单元接收信号，而使气液增压缸7带动上加热板3上移，并使加热管停止加热，直至上加热板3与电芯4
分离。
56.接着控制单元向第一气缸6发送启动信号，驱使夹持部夹持支撑膜5向上举升电芯4，直至电芯4和下加热板2分离。此时，控制器向第二气缸1032发送启动信号，驱使隔热板8向下加热板2的上方滑动，直至隔热板8横置于支撑膜5和下加热板2之间。最后将电芯4取出，在通过控制单元控制第一气缸6和第二气缸1032复位。
57.本实施例所述的电芯热压装置，通过驱使上加热板3靠近下加热板2，能够挤压并加热电芯4，并在上加热板3与电芯4分离后，通过举升单元和导热支撑部能够将电芯4举升，而使电芯4和下加热板2分离，从而利于防止上加热板3和下加热板2对电芯4的过度加热，而能够提高对电芯4的热压效果。
58.实施例二
59.本实施例涉及一种电芯生产系统，包括叠片设备9和检测设备11，以及设于叠片设备9和检测设备11之间往复传动的输送单元。电芯生产系统还包括如上的电芯热压装置100，电芯热压装置100能够经由输送单元于叠片设备9和检测设备11之间往复移动。
60.本实施例中的输送单元包括输送带12，电芯热压装置100经由输送带12的上层向检测设备11的方向输送，并经由输送带12的上层向叠片设备9的方向输送。
61.具体结构上参照图4中所示，输送带12可采用现有技术中用于输送电芯4的环状输送带12，其经由转辊转动设置，且呈闭环状。例如采用滚筒支撑的滚筒式输送带12等。而输送带12的上层是指在输送的过程中始终处于上层的部分输送带12，而输送带12的下层是指输送过程中始终处于下层的部分输送带12。考虑到电芯热压装置100具有一定的重量，其通过基座1放置在输送带12上进行输送的方案经试验是可行的。其中，当连接柱102的底端伸出下固定板103时，应当确保各连接柱102均位于输送带12外。
62.为提高生产效果，在输送带12的一侧设有多个叠片设备9，在输送带12的末端设有检测设备11。其中，本实施例中的叠片设备9和检测设备11均可采用现有技术中的成熟产品，例如，叠片设备9采用叠片机，检测设备11采用x-ray射线检测设备11等。
63.为便于每个叠片设备9完成叠片的电芯4均经由实施例一中所述的电芯热压装置100进行输送，本实施中，对应于各叠片设备9的出料位置设有一个电芯热压装置100，以及一个举升机构。并在检测设备11的入料位置设有一个举升机构。其中，举升机构可采用现有技术中的提升机10，其能够将电芯热压装置100由地面和输送带12的上层之间的放置和取下，以及地面和输送带12下层的取放。
64.各叠片设备9生产的电芯4经由机械手放置于对应电芯热压装置100上的支撑膜5上，并经由对应的提升机10移动至输送带12的上层，从而以图4中所示基准，由左向右输送至检测设备11处，在该输送过程中完成对电芯4的热压。
65.当电芯热压装置100输送至检测设备11处时，经由检测设备11处的提升机10由输送带12的上层取下，再通过机械手将完成热压的电芯4取下并放入检测设备11的工作台进行检测。接着，提升机10再将被取出电芯4的电芯热压装置100放在输送带12的下层，并以图4中所示基准，由右向左输送至对应的叠片设备9处，再由叠片设备9处的提升机10取下重复上述的过程。
66.需要注意的是，考虑到电芯4在热压中有时长的需求，作为优选的，应当使得电芯热压装置100由最靠近检测设备11的叠片设备9向检测设备11输送的时长不短于电芯4热压
的预设时长，以确保电池完成热压。而因输送所用时长大于预设热压时长的电芯4，因隔热板8的设置，也能够起到较好的热压效果。
67.当然，即使电芯热压装置100由最靠近检测设备11的叠片设备9向检测设备11输送的时长短于电芯4热压的预设时长时，也是可行的，只不过此时需要在输送路径中再设置提升机10，以将输送中的电芯热压装置100取下，以延长热压时长，之后再通过提升机10将该电芯热压装置100放回输送带12的上层即可。
68.本实施例所述的电芯生产系统，通过电芯热压装置100经由输送单元于叠片设备9和检测设备11之间往复移动，能够在电芯4输送的同时对电芯4进行热压，而利于提高对电芯4的生产效率。
69.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。