一种电池的多层热压机构的制作方法

1.本实用新型涉及电池生产热压设备技术领域，特别涉及一种电池的多层热压机构。


背景技术：

2.2021年电网测储能、风电市场对锂电池需求达到40gwh,到2025年达到300gwh，各单位逐步把单体容量、模组及系统电压、电量做为准入门槛，为适应市场需求，提高市场竞争力，需进一步增大单体电芯容量，电芯尺寸必然增大，因此需要根据大尺寸的电芯，研究相应的生产设备及工艺方法。
3.热压设备主要用于对卷绕后的电芯进行整形，其原理是通过对电芯加热，使之达到一定温度，与此同时，对电芯施加一定的压力，将松散的电芯压成型。热压设备中最关键的部件为热压机构，该机构的结构直接影响到电芯整形的效果和成功率。
4.热压整形的温度，压力值，时长与电芯尺寸的数值成正比，生产效率将大大降低，为了确保生产效率与产品质量，需要在保证电芯成型效果的前提下，增加单体设备的产能。在实际生产过程中需要增加电芯热压工位，增大压力值。
5.现有热压机构存在以下3个问题。第一，为增加热压工位，通常设计为4层工位，多层结构的热压机构，由于是叠加施压时压板的自重，每层电芯受到的压力不相同，对电芯产品的一致性有很大影响。第二，多层热压机构的电缸行程较大，在工作时空载运行行程大，效率低，且设备高度较高，设备成本较高。第三，电芯在热压过程中，电芯表面材料会与防粘板粘连，在电芯抓取过程中容易损坏电芯表面的薄膜，而且防粘板表面的涂层容易被破坏。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种电池的多层热压机构，检测并控制热压工位压力值，使热压机构实现多层均匀热压，提高电芯热压工序的效率以及热压质量。
7.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
8.一种电池的多层热压机构，其特征在于，包括电缸、顶板、导向立柱以及热压模块，所述导向立柱顶部分别通过锁紧螺母固定安装于顶板下方四角处，所述电缸固定设置于顶板上，所述电缸输出端贯穿顶板连接有一热压推板，所述热压推板通过四组导杆连接有一热压顶层板，所述导杆顶部贯穿顶板顶部，所述热压顶层板底部设置有多组热压安装板，所述热压顶层板与多组热压安装板相对热压面上均固定安装有热压模块，所述所述热压顶层板与多组热压安装板相对热压面之间于热压模块两侧均设置热压气缸，下层所述热压气缸的输出端控制上层热压安装板或者热压顶层板的运动，所述热压顶层板上一端突出顶板与导向立柱还设置有推力延长组件。
9.优选的，热压模块包括加热板、压式传感器、隔热板以及热压板，所述压式传感器一端与热压安装板、热压顶层板的热压面固定连接，所述压式传感器一端与隔热板内侧连接，所述隔热板外侧则与加热板内侧连接，所述加热板外侧则安装有热压板，所述热压板四
角处通过四组蝶形螺母和螺柱与热压安装板、热压顶层板固定安装。
10.优选的，热压板表面还固定安装有一涂覆有特氟龙涂层的吹气板，所述吹气板表面覆盖有一层特氟龙多孔防粘布。
11.优选的，热压安装板与热压顶层板两侧均设置有限位滑块，所述导向立柱内侧设置有一限位滑杆，所述热压安装板与热压顶层板两侧通过限位滑块滑动设置于限位滑杆上实现上下滑动。
12.优选的，热压安装板与热压顶层板一端均通过拖链安装板连接有热压拖链，所述热压拖链内设置有电缆与空压管。
13.优选的，热压气缸输出端与热压安装板、热压顶层板连接处设置有可调节连接接头，所述连接接头可调节通过调节螺纹改变相邻热压安装板、热压顶层板之间的高度。
14.优选的，推力延长组件包括推力延长杆、线轨以及推力气缸，所述线轨共设置有两组分别平行设置于热压顶层板上方，所述推力延长杆底部固定设置有四组滑块，所述滑块沿线轨平移滑动，所述推力气缸固定安装于热压顶层板上方且设置方向与线轨平行，所述推力气缸输出端与推力延长杆连接。
15.优选的，推力延长杆底部与滑块连接处设置有滑块座，所述滑块座前端固定连接有一连接板，所述连接板前端与推力气缸输出端通过推力气缸连接头连接，所述滑块座上方与推力延长杆之间通过弹簧连接。
16.优选的，电缸输出端安装有压力传感器，所述热压气缸的气源处均设置有精密调压阀。
17.优选的，最下方所述热压安装板底部两侧均安装有热压气缸。
18.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
19.1.本实用新型通过在热压安装板、热压顶层板之间每层的热压工位内均设置有热压气缸，在电缸实现输出压力达到设定值后，每层气缸热压同时顶出，抵消每层热压安装板、热压顶层板的自重，由于从上往下，每层的热压安装板都在依次叠加，每层电芯受到的热压顶层板自重的压力也是等差相加的，通过在每层热压气缸的气源处装有精密调压阀，通过精密调压阀调节每层气缸的气压，从而调节热压气缸顶出的输出推力，使每层热压气缸的推力均可抵消上层板的自重，实现每层电芯的均匀施压。
20.2.本实用新型在所有热压工位都下压时，推力延长组件通过推力气缸将推力延长杆移动到电缸正下方，然后电缸伸出，推动推力延长杆作用在热压顶层板上，这样可将电缸的行程减小75%，可快速实现下压动作，设备高度也可降低300~400mm，同时弹簧的推力使推力延长杆与热压顶层板分离，避免移动过程中与热压顶层板摩擦。
21.3.本实用新型在热压板表面固定安装有一涂覆有特氟龙涂层的吹气板，吹气板表面覆盖有一层特氟龙多孔防粘布，特氟龙多孔防粘布需定期进行更换，实现电芯的防粘功能，吹气板可连接压缩空气，在热压完成后，吹气板向电芯表面吹气，使电芯表面的陶瓷隔膜不再因为真空吸附在特氟龙多孔防粘布上。
附图说明
22.图1是本实用新型的正面结构示意图；
23.图2是本实用新型的侧面结构示意图；
24.图3是图1中a-a处的结构示意图；
25.图4是本实用新型中推力延长组件的结构示意图；
26.图5是本实用新型中热压模块的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本实用新型的限制。
28.如图1至5所示的一种电池的多层热压机构，包括电缸1、顶板2、导向立柱3以及热压模块4，导向立柱3顶部分别通过锁紧螺母5固定安装于顶板2下方四角处，电缸1固定设置于顶板2上，电缸1输出端贯穿顶板2连接有一热压推板6，热压推板6通过四组导杆7连接有一热压顶层板8，导杆7顶部贯穿顶板2顶部，热压顶层板8底部设置有多组热压安装板9，热压顶层板8与多组热压安装板9相对热压面上均固定安装有热压模块4，热压顶层板8与多组热压安装板9相对热压面之间于热压模块4两侧均设置热压气缸10，最下方热压安装板9底部两侧均安装有热压气缸10，下层热压气缸10的输出端控制上层热压安装板9或者热压顶层板8的运动，热压顶层板8上一端突出顶板2与导向立柱3还设置有推力延长组件11。
29.热压模块4包括加热板12、压式传感器13、隔热板14以及热压板15，压式传感器13一端与热压安装板9、热压顶层板8的热压面固定连接，压式传感器13一端与隔热板14内侧连接，隔热板14外侧则与加热板12内侧连接，加热板12外侧则安装有热压板15，热压板15四角处通过四组蝶形螺母16和螺柱17与热压安装板9、热压顶层板8固定安装，热压模块4能够通过加热板12实现对电芯上、下表面均匀受热，为防止加热板12温度对压式传感器1的影响，在加热板12和压式传感器1中间增加了一层隔热板14，隔热板14材料采用合成石，具有隔绝温度，强度高，耐压等优点。
30.热压板15表面还固定安装有一涂覆有特氟龙涂层的吹气板18，吹气板18表面覆盖有一层特氟龙多孔防粘布19，蝶形螺母16和螺柱17能够实现特氟龙多孔防粘布19的迅速更换，吹气板18可连接压缩空气，在热压完成后，吹气板18向电芯表面吹气，使电芯表面的陶瓷隔膜不再因为真空吸附在特氟龙多孔防粘布19上。
31.热压安装板9与热压顶层板8两侧均设置有限位滑块20，导向立柱3内侧设置有一限位滑杆21，热压安装板9与热压顶层板8两侧通过限位滑块20滑动设置于限位滑杆21上实现上下滑动。
32.热压安装板9与热压顶层板8一端均通过拖链安装板23连接有热压拖链22，热压拖链22内设置有电缆与空压管，从而对内部的电缆与空压管起到牵引和保护的作用。
33.热压气缸10输出端与热压安装板9、热压顶层板8连接处设置有可调节连接接头，连接接头可调节通过调节螺纹改变相邻热压安装板9、热压顶层板8之间的高度，可便于调节每层热压安装板9之间的平行度，保证作用在电芯表面压力的均匀性。
34.推力延长组件11包括推力延长杆24、线轨25以及推力气缸26，线轨25共设置有两组分别平行设置于热压顶层板8上方，推力延长杆24底部固定设置有四组滑块27，滑块27沿线轨25平移滑动，推力气缸26固定安装于热压顶层板8上方且设置方向与线轨25平行，推力气缸26输出端与推力延长杆24连接。
35.推力延长杆24底部与滑块27连接处设置有滑块座28，滑块座28前端固定连接有一
连接板29，连接板29前端与推力气缸26输出端通过推力气缸连接头30连接，滑块座28上方与推力延长杆24之间通过弹簧31连接，弹簧31的推力使推力延长杆24与热压顶层板8分离，避免移动过程中与热压顶层板8摩擦。在所有热压工位都下压时，推力延长杆24移动装置通过推力气缸26将推力延长杆24移动到电缸1正下方，然后电缸1伸出，推动热压推板6作用在推力延长杆24上，这样可将电缸1的行程减小75%，可快速实现下压动作，设备高度也可降低300~400mm。
36.电缸1输出端安装有压力传感器，可实时监测电缸的输出压力，通过伺服可对电缸1的输出压力实现精准调节，热压气缸10的气源处均设置有精密调压阀，通过精密调压阀调节每层热压气缸10的气压，从而调节热压气缸10顶出的输出推力，使每层热压气缸10的推力均可抵消上层板的自重，实现每层电芯的均匀施压。
37.通过在热压安装板、热压顶层板之间每层的热压工位内均设置有热压气缸，在电缸实现输出压力达到设定值后，每层气缸热压同时顶出，抵消每层热压安装板、热压顶层板的自重，由于从上往下，每层的热压安装板都在依次叠加，每层电芯受到的热压顶层板自重的压力也是等差相加的，通过在每层热压气缸的气源处装有精密调压阀，通过精密调压阀调节每层气缸的气压，从而调节热压气缸顶出的输出推力，使每层热压气缸的推力均可抵消上层板的自重，实现每层电芯的均匀施压。
38.在所有热压工位都下压时，推力延长组件通过推力气缸将推力延长杆移动到电缸正下方，然后电缸伸出，推动推力延长杆作用在热压顶层板上，这样可将电缸的行程减小75%，可快速实现下压动作，设备高度也可降低300~400mm，同时弹簧的推力使推力延长杆与热压顶层板分离，避免移动过程中与热压顶层板摩擦。
39.本实用新型在热压板表面固定安装有一涂覆有特氟龙涂层的吹气板，吹气板表面覆盖有一层特氟龙多孔防粘布，特氟龙多孔防粘布需定期进行更换，实现电芯的防粘功能，吹气板可连接压缩空气，在热压完成后，吹气板向电芯表面吹气，使电芯表面的陶瓷隔膜不再因为真空吸附在特氟龙多孔防粘布上。
40.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，不用于限制本实用新型，本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型技术方案的保护范围内。