锂电池开口化成夹具及开口化成装置的制作方法

1.本发明涉及电池化成技术领域，尤其涉及一种锂电池开口化成夹具及开口化成装置。


背景技术：

2.锂离子电池具有能量密度高、环境友好、无记忆效应、循环寿命长、自放电少等突出的优点，是众多电子装置和汽车行业实现小型轻量化的理想高效电源。其中，在锂离子电池的生产中，化成是锂电池生产过程中的重要工序，是锂电池形成电池后的第一次活化充放电过程，化成的效果在很大程度上决定了电池的使用寿命价值。
3.目前，锂电池在开口化成时主要采用的方式是在对电池进行注液后，将铝极耳向电解液弯曲，在进行化成操作时，探针与铝极耳接触，这一设置方式存在一定的风险，即在化成过程中随着气体的产生，电解液随着气泡往上冒出，由于铝极耳呈弯折状，即与之连接的探针与电解液距离较近，从而导致电解液与铝极耳和探针接触，不仅影响化成的效果，还可能引发安全事故。


技术实现要素：

4.本发明提供一种锂电池开口化成夹具及开口化成装置，用以解决现有技术中锂电池开口化成过程中铝极耳存在电解液与探针接触的可能，易影响化成效果和引发安全事故的问题。
5.第一方面，本发明提供一种锂电池开口化成夹具，包括：夹持组件和调节组件，所述调节组件与所述夹持组件连接；
6.所述夹持组件包括连接轴和两个夹持件，两个所述夹持件通过所述连接轴连接，两个所述夹持件均能够相对所述连接轴转动；
7.两个所述夹持件形成有夹持空间，用于夹持锂电池的铝极耳，在所述调节组件的作用下，所述夹持空间能够与不同尺寸的所述铝极耳相适配。
8.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，两个夹持件的结构相同，所述夹持件包括转接部、第一连接部和第二连接部；
9.所述转接部具有相对的第一端和第二端，自所述第一端沿第一方向延伸形成有所述第一连接部，自所述第二端沿第二方向延伸形成有所述第二连接部，所述第一方向和所述第二方向相反；
10.其中，所述连接轴能够依次穿设于两个所述转接部，两个所述转接部均能够相对所述连接轴转动。
11.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，所述第一连接部包括自所述第一端沿所述第一方向延伸形成的第一连接板以及自所述第一连接板弯折延伸形成的第二连接板。
12.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，所述第二连接部包括自所述第二端沿所述第二方向延伸形成的第三连接板以及自所述第三连接板弯折延伸形成的第四连接板。
13.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，所述夹持件还包括夹板，所述夹板连接于所述第四连接板远离所述转接部一端；
14.其中，在两个所述夹持件连接的情况下，两个所述夹板相对设置。
15.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，所述第一连接部、所述第二连接部和所述转接部一体连接。
16.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，两个所述夹持件关于所述连接轴轴对称设置。
17.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，所述调节组件包括连接杆、第一紧固件和第二紧固件，所述第一紧固件和所述第二紧固件与所述连接杆螺纹连接；
18.所述连接杆依次穿设于两个所述夹持件远离所述连接轴的一端，所述第一紧固件和所述第二紧固件相向运动的情况下，能够缩小所述夹持空间。
19.根据本发明提供的锂电池开口化成夹具，所述转接部为圆环状。
20.第二方面，本发明提供一种开口化成装置，包括：容器和根据上任一所述的锂电池开口化成夹具；
21.所述容器内设有容纳腔，所述容纳腔用于收纳电池，两个所述夹持件用于夹持所述电池上的铝极耳。
22.本发明实施例提供的锂电池开口化成夹具，利用两个夹持件通过连接轴连接形成夹持空间，该夹持空间在调节组件的作用下能够与不同尺寸的铝极耳相适配，相较于现有的电池化成装置，其结构简单、易操作。同时，该夹持空间的大小可增大或减小，在需要进行电池化成时，在调节组件的作用下减小夹持空间以夹紧电池的铝极耳，使得铝极耳在化成中始终保持稳定的竖直状态，减小了电池化成中电解液与铝极耳和探针接触的可能性，保障了后续电池化成的稳定性。此外，在完成化成后，在调节组件的作用下增大夹持空间来取下锂电池开口化成夹具以备下次化成使用。本发明实施例提供的锂电池开口化成夹具有效避免了锂电池开口化成过程中铝极耳呈弯折状，使得电解液容易与电极接触而影响化成效果和引发安全事故的问题，保障了化成效果，提高了生产效率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明提供的锂电池开口化成夹具的结构示意图；
25.图2是本发明提供的夹持件的结构示意图；
26.图3是本发明提供的开口化成装置的结构示意图；
27.图4是本发明提供的多个开口化成装置组合的示意图；
28.附图标记：
29.1：锂电池开口化成夹具；11：夹持组件；111：连接轴；112：夹持件；1121：转接部；1122：第一连接部；1123：第二连接部；1124：第二连接板；1125:第一连接板；1126：第三连接板；1127：第四连接板；1128:夹板；12:调节组件；121：连接杆；122：第一紧固件；123：第二紧
固件；2:容器；3：电池；31：铝极耳。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“连接”、“设于”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.下面结合图1至图4描述本发明的锂电池开口化成夹具及开口化成装置。
35.第一方面，本发明实施例提供一种锂电池开口化成夹具1，包括：夹持组件11和调节组件12，调节组件12与夹持组件11连接。
36.夹持组件11包括连接轴111和两个夹持件112，两个夹持件112通过连接轴111连接，两个夹持件112均能够绕连接轴111转动。
37.两个夹持件111形成有夹持空间，用于夹持锂电池的铝极耳，在调节组件12的作用下，夹持空间能够与不同尺寸的铝极耳相适配。
38.具体地，如图1所示，锂电池开口化成夹具1由夹持组件11和调节组件12组成，其中，夹持组件11由连接轴111和两个夹持件112组成，两个夹持件112通过连接轴111呈交叉连接，形成剪刀状结构。
39.调节组件12设置于夹持组件11的顶部，水平穿设于两个夹持件112的上端部，调节组件12能够对两个夹持件112施加一定的压力，促使两个夹持件112相互靠近，实际使用中，夹持组件11有两种状态，第一种，当需要进行电池化成时，通过调节组件12减小两个夹持件112形成的夹持空间以夹紧电池的铝极耳，夹持组件11呈夹紧状态，使铝极耳呈稳定的竖直状态，从而保障后续电池化成的稳定性，第二种，在完成化成后，通过调节组件12增大夹持空间来取下锂电池开口化成夹具以备下次化成使用，此时，夹持组件11呈打开状态。
40.出于安全问题的考虑，夹持组件11和调节组件12应当选择非金属材质制作，例如聚乙烯材料，具备一定硬度的非金属材质均落入保护范围中，选择非金属材料的原因是：若是使用金属材料制备的话，在夹具的使用过程中，由于摩擦可能会产生金属粉，金属颗粒一旦掉入到电解液里，极易引发爆炸。
41.本发明实施例提供的锂电池开口化成夹具，利用两个夹持件112通过连接轴111连
接形成夹持空间，该夹持空间在调节组件12的作用下能够与不同尺寸的铝极耳相适配，相较于现有的电池化成装置，其结构简单、易操作。同时，该夹持空间的大小可增大或减小，在需要进行电池化成时，在调节组件12的作用下减小夹持空间以夹紧电池的铝极耳，使得铝极耳在化成中始终保持稳定的竖直状态，减小了电池化成中电解液与铝极耳和探针接触的可能性，保障了后续电池化成的稳定性。此外，在完成化成后，在调节组件12的作用下增大夹持空间来取下锂电池开口化成夹具以备下次化成使用。本发明实施例提供的锂电池开口化成夹具有效避免了锂电池开口化成过程中铝极耳呈弯折状，使得电解液容易与电极接触而影响化成效果和引发安全事故的问题，保障了化成效果，提高了生产效率。
42.在可选的实施例中，两个夹持件112的结构相同，夹持件112包括转接部1121、第一连接部1122和第二连接部1123；
43.转接部1121具有相对的第一端和第二端，自第一端沿第一方向延伸形成有第一连接部1122，自第二端沿第二方向延伸形成有第二连接部1123，第一方向和第二方向相反；
44.其中，连接轴111能够依次穿设于两个转接部1121，两个转接部1121均能够相对连接轴111转动。
45.具体地，为了保障夹持的稳定性、提高可替换性以及增加操作的便捷性，两个夹持件111的结构相同。
46.如图2所示，夹持件112由转接部1121、转接部1121的第一端沿第一方向延伸形成的第一连接部1122和转接部1121的第二端沿第二方向延伸形成的第二连接部1123组成，第一连接部1122与第二连接部1123的延伸方向相反，如图2所示，两者之间形成有夹角，即两者的延伸处于非同一直线上，此处仅为举例，也可以将第一连接部1122与第二连接部1123设置于在同一直线上反向延伸。也就是说，两者能够形成反向延伸的结构均落入本发明实施例的保护范围之中。
47.两个夹持件112相装配的情况下，连接轴111依次穿设于两个转接部1121，两个转接部1121均能够相对连接轴111转动，从而带动两个夹持件112相对转动，进而增大或者减小两个夹持件112之间容置空间的大小。
48.在可选的实施例中，第一连接部1122包括自第一侧沿第一方向延伸形成的第一连接板1125以及自第一连接板1125弯折延伸形成的第二连接板1124。
49.具体地，如图2所示，第一连接部1122由第一连接板1125和第二连接板1124两部分组成，其中，第一连接板1125是由转接部1121朝向第一方向延伸的板状结构，在第一连接板1125的上端竖直延伸形成有第二连接板1124，第一连接板1125和第二连接板1124之间形成有夹角，夹角的大小不作限定，具体尺寸依据实际情况进行设置即可，设置第一连接板1125和第二连接板1124的目的，一方面是构成夹持件112，另一方面是为调节组件12提供连接位置。
50.在可选的实施例中，第二连接部1123包括自第二侧沿第二方向延伸形成的第三连接板1126以及自第三连接板1126弯折延伸形成的第四连接板1127。
51.具体地，如图2所示，第二连接部1123由第三连接板1126和第四连接板1127两部分组成，其中，第三连接板1126是由转接部1121朝向第二方向延伸的板状结构，在第一连接板1125的下端弯折延伸形成有第四连接板1127，第三连接板1126和第四连接板1127之间形成有夹角，夹角的大小不作限定，具体尺寸依据实际情况进行设置即可，设置第三连接板1126
和第四连接板1127的目的，一方面是构成夹持件112，另一方面是夹持电池顶部的铝极耳。
52.在可选的实施例中，夹持件112还包括夹板1128，夹板1128连接于第四连接板1127远离转接部1121一端。
53.其中，在两个夹持件112连接的情况下，两个夹板1128相对设置。
54.具体地，如图1所示，在第四连接板1127的下端连接有夹板1128，为了与铝极耳相匹配，形成夹持状态，夹板1128呈竖直状态设置，夹板1128可以直接连接于第四连接板1127，也可以如图2所示，通过连接件连接于第四连接板1127的下端。
55.如图1所示，两个夹板1128呈相对平行布置，在两个夹持件112连接的情况下，两个夹板1128之间的间隙用于夹持铝极耳。
56.在可选的实施例中，第一连接部1122、第二连接部1123和转接部1121一体连接。
57.具体地，考虑到增强整体结构的稳定性和牢固性，可以采取一体连接的加工方式、一体化制作第一连接部1122、第二连接部1123和转接部1121构成夹持件112。
58.在可选的实施例中，两个夹持件112关于连接轴111轴对称设置。
59.具体地，如图1所示，两个夹持件112通过连接轴111连接，形成夹角，整体呈“x”状结构，考虑到操作的便捷性，以及进一步保障锂电池开口化成夹具1稳定夹持铝极耳，两个夹持件112可以设置为关于连接轴111轴对称设置，以保证锂电池开口化成夹具1在使用中的稳定性，保障化成时电流的稳定性，从而提高电池化成的质量和效率。
60.在可选的实施例中，调节组件12包括连接杆121、第一紧固件122和第二紧固件123，第一紧固件122和第二紧固件123均与连接杆121螺纹连接。
61.连接杆121依次穿设于两个夹持件112远离连接轴111的一端，第一紧固件122和第二紧固件123相向运动的情况下，能够缩小夹持空间。
62.具体地，如图1所示，调节组件12由连接杆121、第一紧固件122和第二紧固件123三部分组成，其中第一紧固件122和第二紧固件123可以相同，也可以不同。在连接杆121穿设于两个夹持件112的上端，也就是穿设于第二连接板1124之后，在连接杆121的两端分别设有第一紧固件122和第二紧固件123，第一紧固件122和第二紧固件123均设有内螺纹，连接杆121设有外螺纹，第一紧固件122和第二紧固件123与连接杆121螺纹连接。
63.通过调节第一紧固件122和第二紧固件123在连接杆121两端的位置，来调节两个夹持件112之间的间距，进而调节两个夹板1128之间的间隙。其中，可以选择螺母作为紧固件，其他具有紧固作用的零件亦可。
64.在可选的实施例中，转接部1121为圆环状。
65.具体地，如图2所示，转接部1121为圆环状结构，将转接部1121设置为圆环状，其作用是可以更好的与连接轴111相适配，实现两个夹持件112的同轴心铰接，保障夹持组件11的灵活使用。
66.第二方面，本发明提供一种开口化成装置，该开口化成装置包括：容器2及如第一方面任一实施例所述的锂电池开口化成夹具1。
67.容器2内设有容纳腔，容纳腔用于收纳电池3，两个夹持件112用于夹持电池3上的铝极耳31。
68.具体地，由于开口化成装置包括上述实施例所示的锂电池开口化成夹具1，该锂电池开口化成夹具1的具体结构参照上述实施例，由于该开口化成装置采用了上述实施例的
技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
69.需要说明的是，目前圆柱钢壳锂电池化成过程中都是在电池已密封情况的下进行化成的，然而，在化成过程中会产生气体，气体无法排出，一直留在电池中，在后续电性能和安全测试过程中，这些气体会影响化成的效果，严重的话会造成电池失效的情况，而且，随着测试过程中电池内部产生气体内部越来越多，会对装置造成一定的损坏，如电流切断装置翻转、防爆阀破裂等。而在本发明实施例中，如图3可以看出，一方面，开口化成装置采用的是开口化成的方式进行电池化成，能够避免气泡对化成的影响，并在电池3的底部外围设置有容器2，容器2内设有容纳腔，容纳腔的直径略大于电池的直径，其尺寸能够保证电池3灵活的放置于容纳腔中即可，这一设置能够对电池3起到很好的固定作用，进一步保障极化过程的稳定性。
70.此外，本发明实施例提供的开口化成装置可用于量化产电池化成操作，如图4所示，可以设置多个开口化成装置，同时多个电池进行开口化成，为了防止装置倾倒造成碰撞引发安全事故，可以在任意两个开口化成装置之间设有隔离板。
71.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。