軟包鋰離子電池?zé)崂鋲夯稍O(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種軟包鋰離子電池?zé)崂鋲夯稍O(shè)備，屬于鋰離子電池制造設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]軟包鋰離子電池的生產(chǎn)工藝中，熱壓、冷壓成型和化成三個(gè)工序十分重要，化成是用電的能量對(duì)電池內(nèi)部活性進(jìn)行激活、在電池負(fù)極形成SEI膜，以保證電池具有較好的充放電性能與循環(huán)壽命；在熱壓條件下進(jìn)行化成更使負(fù)極SEI膜細(xì)膩，增加循環(huán)壽命，同時(shí)可保證電池具有更良好的外觀。
[0003]在現(xiàn)有軟包鋰離子電池生產(chǎn)中，軟包電池的化成和熱壓、冷壓定型工序都是分開(kāi)實(shí)施的。這樣就造成化成的電池流轉(zhuǎn)工序繁多、生產(chǎn)效率低、設(shè)備成本高、占地面積大的劣勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有軟包鋰離子電池生產(chǎn)中存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種能縮短工序、電池可通過(guò)電池抓手流轉(zhuǎn)、工作效率高且占地面積小的軟包鋰離子電池?zé)崂鋲夯稍O(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]軟包鋰離子電池?zé)崂鋲夯稍O(shè)備，其特征在于:包括機(jī)架、可變條件充放電電源、熱壓化成夾具、冷壓夾具、上下料機(jī)構(gòu)和電池抓手，所述的可變條件充放電電源、熱壓化成夾具、冷壓夾具、上下料機(jī)構(gòu)和電池抓手均設(shè)置于所述的機(jī)架并且均受控于一控制機(jī)構(gòu)，所述的機(jī)架的兩端均設(shè)置有所述的上下料機(jī)構(gòu)，所述的冷壓夾具設(shè)置于熱壓化成夾具之間，所述的可變條件充放電電源與所述的熱壓化成夾具電連接，所述的熱壓化成夾具和冷壓夾具均包括鋁層壓板，所述的鋁層壓板與電池相接觸；所述的電池抓手一次性抓取電池在所述的上下料機(jī)構(gòu)、熱壓化成夾具和冷壓夾具之間流轉(zhuǎn)；
[0007]所述的熱壓化成夾具的鋁層壓板包括鋁層壓板本體、硅膠加熱片、電池極耳夾具、用于夾緊待化成的鋁離子電池的極耳的接觸銷(xiāo)、夾具位置調(diào)節(jié)塊，所述的硅膠加熱片設(shè)置于所述的鋁層壓板本體底部，所述的電池極耳夾具設(shè)置于所述的鋁層壓板本體的一端端部，所述的接觸銷(xiāo)設(shè)置于所述的鋁層壓板本體的頂端，并且相互對(duì)應(yīng)的設(shè)置于所述的鋁層壓板本體的兩端；所述的夾具位置調(diào)節(jié)塊設(shè)置在所述的鋁層壓板本體的另一端，用于根據(jù)電池大小手動(dòng)調(diào)節(jié)電池極耳夾具的高度。
[0008]所述的熱壓化成夾具和冷壓夾具均還包括伺服電機(jī)、減速器、齒輪箱組件、絲桿、壓力傳感器、推板和導(dǎo)向軸，所述的伺服電機(jī)的輸出端與所述的減速器的輸入端連接，所述的減速器的輸出端與所述的齒輪箱組件的輸入端連接，所述的齒輪箱組件的輸出端與所述的絲桿連接，所述的絲桿穿設(shè)于所述的推板，多個(gè)所述的鋁層壓板均滑動(dòng)地設(shè)置于所述的導(dǎo)向軸，兩個(gè)相鄰的鋁層壓板之間放置有待化成的鋁離子電池；所述的絲桿在伺服電機(jī)的作用下帶動(dòng)推板沿著導(dǎo)向軸的長(zhǎng)度方向水平移動(dòng)對(duì)待化成的鋁離子電池加壓。
[0009]所述的齒輪箱組件包括與減速器傳動(dòng)連接的主傳動(dòng)齒輪、一級(jí)傳動(dòng)齒輪和二級(jí)傳動(dòng)齒輪，所述的主傳動(dòng)齒輪與所述的一級(jí)傳動(dòng)齒輪相互嚙合，所述的一級(jí)傳動(dòng)齒輪與所述的二級(jí)傳動(dòng)齒輪相互嚙合，所述的二級(jí)傳動(dòng)齒輪與所述的絲桿鍵連接。
[0010]所述的熱壓化成夾具和冷壓夾具還包括壓力檢測(cè)及自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述的壓力檢測(cè)及自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括彈簧組件、壓力支撐板、導(dǎo)向桿、與壓力支撐板連接的壓力檢測(cè)傳感器和用于實(shí)時(shí)對(duì)壓力檢測(cè)傳感器進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)進(jìn)行壓力控制調(diào)整的檢測(cè)控制程序，所述的彈簧組件固定在兩塊所述的壓力支撐板之間并且兩壓力支撐板之間還設(shè)置有壓力緩沖組件，兩塊所述的壓力支撐板通過(guò)所述的導(dǎo)向桿連接，且所述的壓力支撐板可沿所述的導(dǎo)向桿的長(zhǎng)度方向水平移動(dòng)。
[0011]所述的冷壓夾具的的鋁層壓板包括鋁層壓板本體和冷卻機(jī)構(gòu)，所述的鋁層壓板本體設(shè)置有所述的冷卻機(jī)構(gòu)，所述的冷卻機(jī)構(gòu)包括進(jìn)口和出口，所述的進(jìn)口和出口分別與外部冷卻介質(zhì)連接。
[0012]所述的機(jī)架上方的橫梁上設(shè)置有第一導(dǎo)軌，所述的電池抓手與所述的第一導(dǎo)軌滑動(dòng)連接；所述的電池抓手包括固定架、抓取機(jī)構(gòu)、水平運(yùn)動(dòng)齒條、水平運(yùn)動(dòng)電機(jī)、升降絲桿、上下運(yùn)動(dòng)電機(jī)和第二導(dǎo)軌，所述的抓取機(jī)構(gòu)固設(shè)在所述的固定架上，所述的水平運(yùn)動(dòng)齒條控制所述的固定架在所述的第一導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，所述的升降絲桿控制所述的固定架的上下運(yùn)動(dòng)，所述的上下運(yùn)動(dòng)電機(jī)控制所述的抓取機(jī)構(gòu)的上下運(yùn)動(dòng)，所述的水平運(yùn)動(dòng)電機(jī)控制所述的抓取機(jī)構(gòu)在所述的第二導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。
[0013]所述的抓取機(jī)構(gòu)包括抓取氣缸和夾爪，所述的抓取氣缸的輸出端與所述的夾爪連接。
[0014]所述的上下料機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在托盤(pán)架上的上下料托盤(pán)、電池夾緊氣缸、用于調(diào)節(jié)電池長(zhǎng)度及高度的調(diào)節(jié)板、用于調(diào)整上下料托盤(pán)高度的升降調(diào)節(jié)螺桿，所述的上下料托盤(pán)包括若干固定板，相鄰固定板之間形成固定槽用以放置鋁離子電池，并且鋁離子電池放置在長(zhǎng)度調(diào)節(jié)板上相對(duì)應(yīng)的槽中，鋁離子電池的底端放置在高度調(diào)節(jié)板上；所述的固定槽的大小與相鄰的鋁層壓板之間的間距一致。
[0015]所述的鋁層壓板的頂部設(shè)置有用于對(duì)待化成的鋁離子電池進(jìn)行導(dǎo)向扶正作用的導(dǎo)向塊。
[0016]所述的可變條件充放電電源包括機(jī)箱以及設(shè)置在機(jī)箱上的單片機(jī)、化成功率驅(qū)動(dòng)板、電源開(kāi)關(guān)、系統(tǒng)電源、散熱風(fēng)扇、PLC和加熱溫度控制板，所述的PLC和加熱溫度控制板可根據(jù)不同容量的鋰離子電池化成工藝對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行充放電控制及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。所述的PLC通過(guò)通訊接口線與和加熱溫度控制板與PC組件通訊，PC組件由PC主機(jī)和顯示屏、觸摸屏組成，PC機(jī)完成本設(shè)備的操作運(yùn)行。
[0017]本實(shí)用新型中，電池抓手在PLC指令下可以在機(jī)架上靈活平行滑動(dòng)，抓取機(jī)構(gòu)按照PLC指令可以垂直抓取、放下電池，實(shí)現(xiàn)在上下料托盤(pán)和冷、熱壓夾具之間電池物流的移動(dòng)。其中，電池上下料機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架的前后端，以便電池物流的流動(dòng)，減少人工干預(yù)。
[0018]可變條件充放電電源中，單片機(jī)具有中央單片處理器及其程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、掉電監(jiān)測(cè)電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、譯碼電路、A/D測(cè)量轉(zhuǎn)換電路、測(cè)試采樣存儲(chǔ)器、通訊接口電路。程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部的空間，用作監(jiān)控程序及其工作內(nèi)存；掉電監(jiān)測(cè)電路使用了專(zhuān)用掉電監(jiān)測(cè)電路，當(dāng)+5V電源下降到4.75V時(shí)，它會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，使監(jiān)控程序轉(zhuǎn)入掉電中斷服務(wù)程序，將化成記錄保存下來(lái)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路的任務(wù)是將電池測(cè)試記錄與時(shí)間聯(lián)系起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)電池的容量計(jì)算和化成過(guò)程的電壓-時(shí)間曲線、電流-時(shí)間曲線，起到對(duì)電池進(jìn)行分類(lèi)、統(tǒng)計(jì)的作用；系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)是主從式的，主控計(jì)算機(jī)(上位機(jī))對(duì)各個(gè)控制管理單元(下位機(jī))進(jìn)行發(fā)送和接收。
[0019]化成功率驅(qū)動(dòng)板是接受單片機(jī)的指令，化成電池的充放電電壓和電流參數(shù)經(jīng)過(guò)處理后傳送給單片機(jī)，它主要包括充放電的電流、電壓參考電壓、電參數(shù)測(cè)量、恒壓恒流充放電控制、充放電功率驅(qū)動(dòng)和控制接口電路。從結(jié)構(gòu)上劃分為兩部分:一是驅(qū)動(dòng)；二是檢測(cè)控制豐旲塊O
[0020]每個(gè)區(qū)都有12位D/A控制轉(zhuǎn)換電路，產(chǎn)生四路程控信號(hào)，分別為恒流充電、恒壓充電、恒流放電、恒壓放電的基準(zhǔn)信號(hào)，它們輸出到恒壓-恒流充放電控制電路完成控制功能?；晒β黍?qū)動(dòng)板的電壓和電流測(cè)量均采用四端法，充放電功率驅(qū)動(dòng)是充放電控制回路中的重要一環(huán)，它由一個(gè)充電功率管和一個(gè)放電功率管組成，另外還有用于精密電流測(cè)量的四端電阻，以及對(duì)取樣電流進(jìn)行的差分