[发明专利]一种锂离子电池热冷压化成设备

说明书

技术领域

本发明属于电池制造设备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池热冷压化成设备。

背景技术

在软包装锂离子电池的生产工艺中，化成、热压及冷压是电池成型过程中的三个重要工序，化成是对电池内部活性进行激活以保证其具有良好的充放电性能、循环寿命，而热冷压工序则是保证电池具有良好性能的同时能保持良好的外观。

在现有的软包装锂离子电池生产设备中，电池的化成与热冷压定形工序基本都是分开实施的，需要不同的设备及夹具，其工作过程是：将电池放入化成夹具中后，采用机器或人工将化成夹具搬运至化成柜中，待电池化成完成后，机器或人工将化成夹具再搬运至热压设备中，然后从化成夹具中取出电池放入热压夹具中进行热压，最后从热压夹具中取出电池流转到冷压夹具中对电池进行冷压定型。这样就造成了化成的电池流转工序繁多，生产效率低；每个工序需要相应的设备，设备成本高，占地面积大；而且需要搬运沉重的化成夹具，耗时长；传统的化成柜均通过其上的导电探针与化成夹具上的电极板连接以对电池进行充电化成，化成电流较小，化成时间长，且探针长时间使用，其接触可靠性降低；而且电池化成需要一定的温度，且化成完成后需将化成夹具搬出化成柜，在夹具流转至热压设备及上料设备的过程中，化成夹具的热量早已流失，当化成夹具再次装入电池进入化成柜后需要重新预热，造成能量浪费。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池热冷压化成设备，该设备将电池的化成、热压、冷压三个工序集中在同一设备中，缩短各个工序之间的时间，同时将电池的化成与热压工序集成到同一热压化成夹具中，简化工序，减少不必要的工序时间，且不会影响电池的使用性能；电池通过机械手进行流转，避免了沉重夹具的搬运问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种锂离子电池热冷压化成设备，包括机架、上料托盘，热压化成夹具、冷压夹具、下料托盘、机械手和化成柜，上料托盘、热压化成夹具、冷压夹具，下料托盘和机械手均设置于机架，化成柜与热压化成夹具电连接，冷压夹具与热压化成夹具均包括层板，层板与电池接触且其接触面与水平面之间的夹角为90°±0.5°，优选层板与电池接触且其接触面与水平面之间的夹角为90°。冷压夹具的层板和热压化成夹具的层板在水平面的投影不重叠，便于普通机械手抓取电池，当采用的机械手能在冷压夹具的层板和热压化成夹具的层板在水平面投影重叠的情况下抓取电池时，层板和热压化成夹具的层板在水平面投影也可以设置为重叠。机械手一次性抓取电池在上料托盘，热压化成夹具，冷压夹具和下料托盘之间流转。设备中，上料托盘、热压化成夹具、冷压夹具及下料托盘固定不动，电池在机械手的作用下在各个夹具中流转，避免了沉重夹具的搬运问题，机械手可将夹具或托盘中的电池一次取出，节省电池进出夹具或托盘的时间，电池转移效率高。机械手一次性抓取上料托盘中的所有锂离子电池并直接放入热压化成夹具中，锂离子电池在热压化成夹具完成热压化成后，机械手一次性抓取热压化成夹具中的所有锂离子电池并直接放入冷压夹具中，锂离子电池在冷压夹具中完成冷压定型后，机械手再一次性抓取冷压夹具中的所有锂离子电池，直接放入下料托盘中。

作为本发明锂离子电池热冷压化成设备的一种改进，热压化成夹具和冷压夹具均还包括第一伺服电机、减速器、齿轮箱、丝杆、推板和导向轴，第一伺服电机的输出端与减速器的输入端连接，减速器的输出端与齿轮箱的输入端连接，丝杆与齿轮箱的输出端连接，丝杆穿设于推板，多个层板均滑动设置于导向轴，两个相邻的层板之间放置有电池。热压化成夹具与冷压夹具都采用卧式结构，利用丝杆带动推板，推板推动层板的方式对电池施压，电池受力均衡，厚度均匀一致。

作为本发明锂离子电池热冷压化成设备的一种改进，热压化成夹具的层板包括层板本体、夹持机构、电加热片、化成电路连接板、极耳压块和压紧弹簧，电加热片设置于层板本体，夹持机构设置于层板本体的端部，极耳压块与化成电路连接板设置于层板本体两侧，且相互对应地设置于层板本体两端，压紧弹簧一端与极耳压块连接，压紧弹簧的另一端与层板本体连接，极耳压块通过压紧弹簧的作用力使锂离子电池的极耳与化成电路连接板紧密接触。化成电路连接板通过导线直接与化成柜中的电池化成驱动板连接，与传统化成电路连接板与电池化成驱动板探针式接触的方式相比，这种导线连接方式避免了探针式接触而引起的接触不良，从而引起电火花产生，且导线连接更易实现对电池进行大电流化成，缩短电池化成时间。