[發明專利]一種鋰離子電池熱冷壓化成設備

有效

• 申請號: 201410048322.3
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103811816B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 林景斌;胡益波;陳剛;周利剛;賈寶安;蔡開貴
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 羅偉平

技術領域

本發明屬于電池制造設備技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池熱冷壓化成設備。

背景技術

在軟包裝鋰離子電池的生產工藝中，化成、熱壓及冷壓是電池成型過程中的三個重要工序，化成是對電池內部活性進行激活以保證其具有良好的充放電性能、循環壽命，而熱冷壓工序則是保證電池具有良好性能的同時能保持良好的外觀。

在現有的軟包裝鋰離子電池生產設備中，電池的化成與熱冷壓定形工序基本都是分開實施的，需要不同的設備及夾具，其工作過程是：將電池放入化成夾具中后，采用機器或人工將化成夾具搬運至化成柜中，待電池化成完成后，機器或人工將化成夾具再搬運至熱壓設備中，然后從化成夾具中取出電池放入熱壓夾具中進行熱壓，最后從熱壓夾具中取出電池流轉到冷壓夾具中對電池進行冷壓定型。這樣就造成了化成的電池流轉工序繁多，生產效率低；每個工序需要相應的設備，設備成本高，占地面積大；而且需要搬運沉重的化成夾具，耗時長；傳統的化成柜均通過其上的導電探針與化成夾具上的電極板連接以對電池進行充電化成，化成電流較小，化成時間長，且探針長時間使用，其接觸可靠性降低；而且電池化成需要一定的溫度，且化成完成后需將化成夾具搬出化成柜，在夾具流轉至熱壓設備及上料設備的過程中，化成夾具的熱量早已流失，當化成夾具再次裝入電池進入化成柜后需要重新預熱，造成能量浪費。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種鋰離子電池熱冷壓化成設備，該設備將電池的化成、熱壓、冷壓三個工序集中在同一設備中，縮短各個工序之間的時間，同時將電池的化成與熱壓工序集成到同一熱壓化成夾具中，簡化工序，減少不必要的工序時間，且不會影響電池的使用性能；電池通過機械手進行流轉，避免了沉重夾具的搬運問題。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種鋰離子電池熱冷壓化成設備，包括機架、上料托盤，熱壓化成夾具、冷壓夾具、下料托盤、機械手和化成柜，上料托盤、熱壓化成夾具、冷壓夾具，下料托盤和機械手均設置于機架，化成柜與熱壓化成夾具電連接，冷壓夾具與熱壓化成夾具均包括層板，層板與電池接觸且其接觸面與水平面之間的夾角為90°±0.5°，優選層板與電池接觸且其接觸面與水平面之間的夾角為90°。冷壓夾具的層板和熱壓化成夾具的層板在水平面的投影不重疊，便于普通機械手抓取電池，當采用的機械手能在冷壓夾具的層板和熱壓化成夾具的層板在水平面投影重疊的情況下抓取電池時，層板和熱壓化成夾具的層板在水平面投影也可以設置為重疊。機械手一次性抓取電池在上料托盤，熱壓化成夾具，冷壓夾具和下料托盤之間流轉。設備中，上料托盤、熱壓化成夾具、冷壓夾具及下料托盤固定不動，電池在機械手的作用下在各個夾具中流轉，避免了沉重夾具的搬運問題，機械手可將夾具或托盤中的電池一次取出，節省電池進出夾具或托盤的時間，電池轉移效率高。機械手一次性抓取上料托盤中的所有鋰離子電池并直接放入熱壓化成夾具中，鋰離子電池在熱壓化成夾具完成熱壓化成后，機械手一次性抓取熱壓化成夾具中的所有鋰離子電池并直接放入冷壓夾具中，鋰離子電池在冷壓夾具中完成冷壓定型后，機械手再一次性抓取冷壓夾具中的所有鋰離子電池，直接放入下料托盤中。

作為本發明鋰離子電池熱冷壓化成設備的一種改進，熱壓化成夾具和冷壓夾具均還包括第一伺服電機、減速器、齒輪箱、絲桿、推板和導向軸，第一伺服電機的輸出端與減速器的輸入端連接，減速器的輸出端與齒輪箱的輸入端連接，絲桿與齒輪箱的輸出端連接，絲桿穿設于推板，多個層板均滑動設置于導向軸，兩個相鄰的層板之間放置有電池。熱壓化成夾具與冷壓夾具都采用臥式結構，利用絲桿帶動推板，推板推動層板的方式對電池施壓，電池受力均衡，厚度均勻一致。

作為本發明鋰離子電池熱冷壓化成設備的一種改進，熱壓化成夾具的層板包括層板本體、夾持機構、電加熱片、化成電路連接板、極耳壓塊和壓緊彈簧，電加熱片設置于層板本體，夾持機構設置于層板本體的端部，極耳壓塊與化成電路連接板設置于層板本體兩側，且相互對應地設置于層板本體兩端，壓緊彈簧一端與極耳壓塊連接，壓緊彈簧的另一端與層板本體連接，極耳壓塊通過壓緊彈簧的作用力使鋰離子電池的極耳與化成電路連接板緊密接觸。化成電路連接板通過導線直接與化成柜中的電池化成驅動板連接，與傳統化成電路連接板與電池化成驅動板探針式接觸的方式相比，這種導線連接方式避免了探針式接觸而引起的接觸不良，從而引起電火花產生，且導線連接更易實現對電池進行大電流化成，縮短電池化成時間。