軟包裝鋰離子電池化成夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及非水電解質蓄電池構造或制造技術領域，特別是涉及一種軟包鋰離子電池化成夾具。
【背景技術】
[0002]隨著環(huán)境問題的日益顯現(xiàn)和人們環(huán)保意識的提升，環(huán)境污染問題受到越來越多的關注，各國陸續(xù)出臺各種環(huán)境保護政策。采用電動汽車替代傳統(tǒng)的燃油車是解決城市污染的最佳選擇。鋰離子電池具有能量高、循環(huán)壽命長、放電性能穩(wěn)定和工作溫度范圍寬等優(yōu)點，因而成為各種便攜式電子產品的理想電源，也成為混合動力汽車、純電動汽車和儲能領域的首選電源。
[0003]常見的鋰離子電池組一般包括電池、電池連接件、保護板等組件，電池主要包括正極片、負極片、隔膜和電解液。由于鋰離子電池的特殊性，化成是制程中的一個關鍵工序。在化成過程中，電解液在負極表面發(fā)生化學反應，形成一層固體電解質膜(SEI)膜，SEI膜可以防止電解液的溶劑分子進入負極造成負極結構的破壞。因此，化成的效果好壞決定了電池的性能優(yōu)劣。那么如何保證在電池化成后內部形成堅固耐用的固體電解質界面膜(即SEI膜)呢？化成夾具就起到了重要的作用，在化成過程中電池內正負極極片與隔膜需要保持均衡恒定的壓力。另據(jù)實驗證明，SEI膜形成的致密性及穩(wěn)定性與電池化成(活化)的環(huán)境有較大的關系，特別是受電池正負極片間的貼合度(外部壓力)的影響。化成的效果好壞及電池間化成效果的差異，決定了個體電池的性能優(yōu)劣及成組電池的性能優(yōu)劣。而實際在生產過程中，會有多款型號的電池，電池的長、寬尺寸不一，電池的壓力中心點也不一樣。鑒于此，有必要提供一種能適應多種型號電池的軟包鋰離子電池化成夾具，提供給電池化成時穩(wěn)定的環(huán)境，以保障個體電池化成效果和降低個體電池間化成效果的差異，提高鋰離子單體電池和成組電池的安全性和使用壽命。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種能適應多種型號的軟包裝鋰離子電池化成夾具，該夾具的壓力中心能根據(jù)電池的型號尺寸進行調節(jié)，使壓力施加在電池的壓力中心上，保證電池在化成時受到恒定均衡的壓力，保證了電池的平整性，進而保證了電池的正負極極片在電池的各個部分保持間隙一致，從而保證化成后的電池極片上形成一層均勻的、堅固耐用的固體電解質界面膜(即膜SEI)，最終保證了電池性能的一致性、安全性和長循環(huán)壽命。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型采用了如下技術方案:
[0006]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，包括施加壓力部分、夾緊電池部分、支撐電池部分，
[0007]所述施加壓力部分包括相互平行的前固定板、壓板，所述壓板能夠相對于前固定板水平滑動；
[0008]所述夾緊電池部分包括與前固定板、壓板平行的前壓板、后固定板以及平行布置在所述前壓板、后固定板之間的若干塊中壓板，所述前壓板與壓板固定連接，所述壓板水平滑動時帶動所述前壓板、中壓板整體水平滑動；
[0009]所述支撐電池部分包括布置在前壓板、中壓板、后固定板之間的電池托板，電池放置于所述電池托板上，電池的氣囊伸出前壓板、中壓板外；
[0010]所述壓板靠近所述前壓板的一側裝設有頂頭，所述頂頭沿水平方向的中心線穿過電池的壓力中心。
[0011]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具通過水平滑動進行力的傳遞，通過壓板、前壓板、中壓板之間的連帶傳動實現(xiàn)對電池的夾緊，該種直線傳動效果穩(wěn)定可靠、偏差率低，同時，通過使頂頭沿水平方向的中心線穿過電池的壓力中心這一設置，有效地保證了化成過程中電芯表面所受的壓力穩(wěn)定并可控，使其各個電芯的內部極片貼合度一致，并使電芯內正負極和隔膜都緊密貼合，保證了電池的化成效果，使鋰離子電池充放容量穩(wěn)定、容量變化趨勢穩(wěn)定。
[0012]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述頂頭為臺階軸，所述壓板上設置有若干固定孔，所述固定孔的中心與電池的壓力中心在一條直線上，所述頂頭一端嵌入相應固定孔內且與該固定孔間隙配合。
[0013]臺階軸頂頭便于安裝，間隙配合便于更換頂頭，設置若干中心與電池的壓力中心在一條直線上的固定孔使該夾具能適用于不同型號尺寸的電池，大大增強了夾具的實用性，進一步保證了壓力能夠施加在電池的壓力中心上。
[0014]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述施加壓力部分還包括若干個橡膠墊，所述橡膠墊分別和壓板、前壓板固定連接，若干個橡膠墊環(huán)繞在頂頭四周，壓板上靠近頂頭的位置處還固設有小頂頭，所述頂頭、小頂頭可相對于前壓板做直線運動。
[0015]夾具使用前，頂頭、小頂頭均不與前壓板接觸，夾具作業(yè)過程中，隨著大螺桿的運動，壓板逐漸向前壓板壓緊，頂頭四周的橡膠墊有利于平衡壓板對前壓板的推力，使該推力均勻作用在前壓板上，大螺桿繼續(xù)運動的過程中，頂頭及小頂頭逐漸向前壓板靠攏，直至與其接觸，此時，在橡膠墊的預平衡作用下，更能保證頂頭的推力作用在電池的壓力中心上，在此基礎上，小頂頭還可以額外施加平衡推力的作用，上述設置共同保證了推力能更有效地作用在電池的壓力中心上，因而更有效地保證了電池化成時穩(wěn)定的受力環(huán)境。
[0016]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述前固定板上裝設有與其垂直的梯形大螺桿，所述大螺桿的大螺母位于前固定板中心處，所述大螺桿的一端為臺階狀端頭，所述壓板上固設有固定盤，所述臺階狀端頭嵌入固定盤內，所述前固定板上環(huán)繞大螺母的外周均布四個軸線與大螺母的軸線平行的銅套，銅套導柱穿過銅套后一端固定在壓板上，銅套導柱能夠在銅套內滑動，若干根與所述大螺桿平行的直線軸承導柱將前壓板、中壓板、后固定板串聯(lián)在一起，所述直線軸承導柱的兩端分別固定在前固定板、后固定板上，每個所述前壓板、中壓板、后固定板底端均裝設拉動片，所述拉動片的一端固定在前壓板、中壓板、后固定板上，相鄰拉動片首尾相連，拉動片中部開設長孔，拉動片可沿長孔滑動。
[0017]螺桿傳動的傳動比大、傳動平穩(wěn)，和銅套導柱、直線軸承導柱配合后更有利于提高傳動的穩(wěn)定性，保證前壓板、中壓板、后固定板始終沿同一直線水平滑動，不易偏離滑動軌道，保證了力傳遞方向的穩(wěn)定性，拉動片聯(lián)動的設置結構簡單，聯(lián)動效果好、速度快，也有利于推力及時、穩(wěn)定地傳遞。
[0018]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述前壓板、中壓板、后固定板上固設有與各自過盈配合的直線軸承，所述直線軸承導柱與直線軸承間隙配合且可沿直線軸承軸向滑動，所述前壓板、中壓板、后固定板之間的相鄰面上設置有位置相對的盲孔，彈簧的兩端分別固定在相鄰兩個盲孔內。
[0019]裝設直線軸承有利于避免直線軸承導柱自身在前壓板、中壓板、后固定板內發(fā)生徑向位移，保證了直線軸承導柱自身的穩(wěn)定性，進而保證了傳動的穩(wěn)定性，同時，彈簧有利于保證壓板之間受力的平衡，便于保證電池壓力中心受力，進而保證了電池化成后厚度一致。
[0020]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述支撐電池部分還包括裝設在前固定板、后固定板各自的兩側邊處的小支架板，以及前壓板、中壓板、后固定板底部兩側布置的與直線軸承導柱平行的導向板，導向板兩端分別固定在在前壓板、后固定板處的小支架板底端，所述電池托板兩端設置掛鉤，所述掛鉤掛在導向板上，所述電池托板能夠在導向板滑動。
[0021]掛鉤掛在導向板上便于電池托板沿導向板滑動，而且掛鉤和導向板接觸面積小，滑動無障礙，也不會阻礙前壓板、中壓板的滑動。
[0022]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述小支架板上設置有與導向板垂直的長形孔，所述導向板的位置可沿所述長形孔調節(jié)。
[0023]通過沿長形孔調節(jié)導向板的高低即可方便地實現(xiàn)電池放置位置的調節(jié)，使不同尺寸電池的氣囊均能夠伸出前壓板、中壓板、后固定板外部，因而滿足了多款軟包裝電池尺寸的變化。
[0024]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述電池托板包括鋼質板狀部和設置在板狀部上的采用軟質EVA材料制成的支撐塊，所述掛鉤位于板狀部兩端，所述電池放置于所述支撐塊上。
[0025]該電池托板結構簡單，使用方便，掛鉤掛在導向板上便于電池托板在導向板上滑動并使電池做相應的運動，EVA材料制成的支撐塊在夾緊電池的過程中被壓縮，在松開電池的過程中又可自行膨脹，能滿足多次夾持需求，不易因多次使用而擠壓損壞。
[0026]本實用新型軟包裝鋰離子電池化成夾具，其中所述直線軸承導柱的兩端設有螺紋臺階，所述直線軸承導柱通過螺