一种软包锂电池热压装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池生产加工设备的技术领域，尤其涉及一种软包锂电池热压装置。


背景技术：

2.在现代电池产业中，软包锂电池由于其能量密度高，尺寸设计灵活，安全性高等优点，在市场中占额越来越高。软包锂电池生产工序包括匀浆-涂布-辊压-模切-卷绕或叠片-极耳焊接-封装等工序，生产厂家会在卷绕或叠片后对单体电芯进行塑形，其设备就是热压装置，利用加热和压力让可以排除极片之间以及其他部位气体、使得隔膜与正负极材料接触更为紧密，降低接触电阻，减小电芯厚度，提高电芯性能和体积能量密度。
3.中国专利公开号cn205810977u公开了一种锂电池冷热压装置，其在原有热压机基础上增加左侧板和右侧板，这样的设置能在压电池的时候对电芯的侧面进行固定和侧面加热，避免造成电池被压变形，并使得侧面的隔膜与极片得到热聚合，降低变形比例，减少资源浪费该装置能适用不同尺寸电芯，使用性强。其局限是对电芯厚度有要求，如电芯厚度发生变化时需要更换左右侧板，且左右侧板的高度不好把控。
4.因此，急需一种加热效果好，操作方便，易于工业化生产的软包锂电池热压装置。


技术实现要素：

5.针对现有软包锂电池热压装置在热压过程中存在的电池易被压变形、可热压的不同厚度的电池种类少和热压功能单一的技术问题，本实用新型提出一种软包锂电池热压装置，首先，设置驱动机构控制的上热压机构和下热压机构，适用于热压不同厚度的软包锂电池，能够解决可热压的不同厚度的电池种类少的技术问题；其次，设置上下极耳加热机构，通过对软包锂电池极耳的加热提升软包锂电池的加热均匀度，在对电池电芯热压的基础上增加热压极耳的功能，且能够保证软包锂电池热压不易变形，提升加热效果；最后，本装置可在现有热压机的基础上进行简单改造即可，操作方便，易于大规模工业化生产。
6.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种软包锂电池热压装置，包括上热压机构、下热压机构、驱动机构、上极耳加热机构和下极耳加热机构，驱动机构安装在上热压机构上，上热压机构位于下热压机构上方且上热压机构通过驱动机构与下热压机构活动连接，上极耳加热机构安装在上热压机构上，下极耳加热机构安装在下热压机构上，上极耳加热机构与下极耳加热机构相对应。
8.进一步的，上热压机构和下热压机构上均连接有热板温控机构，上极耳加热机构和下极耳加热机构上均连接有极耳温控机构。
9.进一步的，上极耳加热机构的数量为一个，下极耳加热机构的数量与下极耳加热机构的数量相同，上极耳加热机构安装在上热压机构上，下极耳加热机构安装在下热压机构上且与上极耳加热机构相对应。
10.进一步的，上极耳加热机构的数量为两个，下极耳加热机构的数量与下极耳加热
机构的数量相同，上极耳加热机构分别安装在上热压机构的两侧，下极耳加热机构分别安装在下热压机构的两侧，同侧的上极耳加热机构与下极耳加热机构相对应。
11.进一步的，上热压机构包括上热压板，下热压机构包括下热压板，驱动机构包括升降气缸和导向组件，升降气缸安装在上热压板上，上热压板通过导向组件与下热压板活动连接，上热压板和下热压板均与热板温控机构相连接。
12.进一步的，导向组件包括至少两个导柱，导柱设置在上热压板和下热压板之间，导柱的下端固定在下热压板上，导柱与上热压板活动连接。
13.进一步的，上极耳加热机构包括上加热块，下极耳加热机构包括下加热块和弹性活动组件，上加热块安装在上热压板上，弹性组件安装在下热压板上，下加热块安装在弹性组件上，上加热块和下加热块相对应，上加热块和下加热块均与极耳温控机构相连接。
14.进一步的，弹性组件包括弹簧，弹簧安装在下热压板上，下加热块安装在弹簧上。
15.进一步的，上加热块和下加热块均为铜制加热块，上加热块和下加热块的宽度均≥5mm，下加热块和弹簧的总高度为上热压板和下热压板的间距的一半。
16.进一步的，热板温控机构包括热板温控器和第一导线，热板温控器通过第一导线分别与上热压板和下热压板相连接，极耳温控机构包括极耳温控器和第二导线，极耳温控器通过第二导线分别与上加热块和下加热块相连接。
17.本实用新型的有益效果：
18.1.本实用新型通过使用控制器、升降气缸和导柱组成的驱动机构来控制上热压板在下热压板上方竖直方向运动的方式，来保证上热压板和下热压板之间间距的可变性，进而保证本实用新型能够对不同厚度的软包锂电池进行热压，适用范围广。
19.2.本实用新型通过在上热压板和下热压板上分别设置上加热块和下加热块，使得本装置能够在对软包锂电池的电芯进行加热的同时，对软包锂电池的极耳进行加热，不但能够同时实现电芯和极耳的同时热压，增加热压功能，且极耳的热量能够有效的传递给电池电芯，使得电芯内部的温度更加均匀，提高热压效果的一致性，从而提升软包锂电池在热压后的性能。
20.3.本实用新型设置的上加热块和下加热块的数量可以根据热压的软包锂电池的种类不同进行调整，进一步提升了本装置的适用范围。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例1的主视图。
23.图2为本实用新型实施例1的俯视图。
24.图3为本实用新型实施例1热压工作状态图。
25.图4为本实用新型实施例2的主视图。
26.图中，1-上热压板，2-下热压板，3-控制器，4-升降气缸，5-导柱，6-上加热块，7-下加热块，8-弹簧，9-热板温控器，10-第一导线，11-极耳温控器，12-第二导线。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.实施例1
29.一种软包锂电池热压装置，安装在热压箱体内，包括上热压机构、下热压机构、驱动机构、上极耳加热机构和下极耳加热机构，驱动机构的上方与热压箱体固定连接，驱动机构安装在上热压机构上，上热压机构位于下热压机构上方且上热压机构通过驱动机构与下热压机构活动连接，下热压机构安装在热压箱体的工作台上，上极耳加热机构安装在上热压机构上，下极耳加热机构安装在下热压机构上，上极耳加热机构与下极耳加热机构相对应。在软包锂电池热压过程中，驱动机构的上端与热压箱体固定连接，下热压机构位于工作台上，将软包锂电池放置在下热压机构上，开启驱动机构，驱动机构推动上热压机构下降，下热压机构的下端与软包锂电池的上端相接触，下极耳加热机构上的软包锂电池的极耳与上极耳加热机构相接触，由于，上热压机构的运动距离是根据被热压的软包锂电池的厚度进行设定的，因此，就避免了电池在热压过程中易被压变形的问题，且能够适用于不同厚度电池的热压，此时，控制上热压机构、下热压机构、上极耳加热机构和下极耳加热机构均开始加热工作，上热压机构和下热压机构对软包锂电池的电芯进行热压，同时，上极耳加热机构和下极耳加热机构对软包锂电池的极耳进行加热，不但能够同时实现电芯和极耳的同时热压，增加热压功能，且极耳的热量能够有效的传递给电池电芯，使得电芯内部的温度更加均匀，提高热压效果的一致性，从而提升软包锂电池在热压后的性能。
30.进一步的，在本实施例中，为了更加的控制上热压机构、下热压机构、上极耳加热机构和下极耳加热机构的加热芯的温度，上热压机构和下热压机构上均连接有热板温控机构，上极耳加热机构和下极耳加热机构上均连接有极耳温控机构。在进行软包锂电池热压的过程中，通过热板温控机构能够保持上热压机构和下热压机构的热压温度保持一致，通过极耳温控机构能够保持上极耳加热机构和下极耳加热机构的热压温度保持一致，防止软包锂电池的电芯内部温度和极耳的热压温度过高，对电芯或极耳造成损伤。
31.进一步的，在本实施例中，针对的需要热压的软包锂电池属于单侧极耳的软包锂电池，因此，上极耳加热机构和下极耳加热机构数量均为一个，上极耳加热机构安装在上热压机构的一侧，下极耳加热机构安装在下热压机构上与上极耳加热机构相对应的一侧。这样，能够对软包锂电池的正负极耳进行有效加热。
32.进一步的，如图1所示，上热压机构包括上热压板1，下热压机构包括下热压板2，下热压板2安装在热压箱体的工作台上，驱动机构包括控制器3、升降气缸4和导向组件，控制器3和升降气缸4安装在上热压板1上且控制器3与升降气缸4相连接，升降气缸4的上端与热压箱体固定连接，上热压板1通过导向组件与下热压板2活动连接，上热压板1和下热压板2均与热板温控机构相连接。具体的说，导向组件包括至少两个导柱5，导柱5均匀设置在上热压板1和下热压板2之间，导柱5的下端固定在下热压板2上，导柱5与上热压板1活动连接。在进行热压的过程中，工作人员通过控制器3上的按钮控制升降气缸4的工作方向，如图3所示，在升降气缸4内活塞的带动下，上热压板1在导柱5的导向作用下向下或向上运动，达到
对软包锂电池的热压和解除热压的工序，由于上热压板1和下热压板2之间的距离为可调的，因此，就避免了电池在热压过程中易被压变形的问题，且能够适用于不同厚度电池的热压。同时，通过热板温控机构控制上热压板1和下热压板2的温度保持一致，防止软包锂电池电芯的内部温度过高，对电芯造成损伤。
33.值得说明的是，在本实施例中，如图2所示，导柱5的数量为四个，在本实用新型的其他实施例中，导柱5的数量可以设定为除4之外的大于等于2的数，只要达到导柱5的导向作用即可。
34.值得说明的是，上热压板1和下热压板2均为内部设置有加热芯层的加热板，与软包锂电池接触后能对电芯进行有效加热，热板温控机构就是对加热芯层的温度进行有效控制。
35.进一步的，如图1所示，上极耳加热机构包括上加热块6，下极耳加热机构包括下加热块7和弹性活动组件，上加热块6安装在上热压板1的侧面，下热压板2的宽度大于上热压板1的宽度，弹性组件安装在下热压板2上，下加热块7安装在弹性组件上，上加热块6和下加热块7相对应，上加热块6和下加热块7均与极耳温控机构相连接。具体的说，如图2所示，根据软包锂电池存在正负两个极耳，因此，本实施例中一共设置了一对上加热块6和一对下加热块7，且弹性组件包括弹簧8，弹簧8安装在下热压板2的一侧，下加热块7安装在弹簧8上。在进行软包锂电池热压的过程中，将软包锂电池放置在下热压板2上之后，软包锂电池的正负极耳位于下加热块7上，在上热压板1下降的同时，上加热块6也在下降，软包锂电池开始逐渐处于水平状态，此时，弹簧8收缩，下加热块7逐渐下降，直至电池保持水平状态，弹簧8向上的弹性力支撑下加热块7对极耳一个支撑力，使极耳能够充分热压，能够保证极耳位置的稳定性，且弹簧8的设定能够保证上加热块6和下加热块7之间位置的可变性，使其适应不同厚度的电池。
36.值得说明的是，上加热块6和下加热块7均为内部设置有加热芯层的加热块，与软包锂电池的极耳接触后能对极耳进行有效加热，极耳温控机构就是对加热芯层的温度进行有效控制。
37.值得说明的是，在本实施例中，下热压板2的宽度大于上热压板1的宽度的目的是为了防止弹性组件中的弹簧8，在本实用新型的其他实施例中，还可以使用在下热压板2的侧面安装支撑块的方式放置弹簧8，只要达到支撑弹簧8的目的即可。
38.进一步的，在本实施例中，上加热块6和下加热块7均为铜制加热块，上加热块6和下加热块7的宽度均≥5mm，下加热块7和弹簧8的总高度为上热压板1和下热压板2的间距的一半。首先，铜制加热块能够保证上加热块6和下加热块7具备良好的导热性，将热量有效传递给极耳，进而保证软包锂电池电芯的加热均匀性，同时，上加热块6和下加热块7的宽度均≥5mm，保证两个加热块对极耳上下表面的充分覆盖，提升加热效率，且下加热块7和弹簧8的总高度为上热压板1和下热压板2的间距的一半，在上热压板1下降的过程中，防止软包锂电池倾斜程度过大造成电芯最外层出现拉伸损伤。
39.值得说明的是，在本实用新型的其他实施例中，还可以设置其他导热性好的材料制备的加热块作为上加热块6和下加热块7，只要达到上加热块6和下加热块7对软包锂电池的电芯热压的目的即可。
40.进一步的，在本实施例中，热板温控机构包括热板温控器9和第一导线10，热板温
控器9通过第一导线10分别与上热压板1和下热压板2相连接，极耳温控机构包括极耳温控器11和第二导线12，极耳温控器11通过第二导线12分别与上加热块6和下加热块7相连接。在本实用新型的其他实施例中，还可以使用其他温控装置代替热板温控器9和极耳温控器11，只要达到有效控制上热压板1、下热压板2、上加热块6和下加热块7的热压温度的目的即可。
41.值得说明的是，在本实用新型的其他实施例中，还可以根据需要将热板温控器9和极耳温控器11集成设置在一个控制端，使用双入双出的方式对加热块和热压板内部加热芯层的温度进行控制。
42.实施例2
43.一种软包锂电池热压装置，本实施例与实施例1的主要区别在于，在本实施例中，针对的需要热压的软包锂电池属于双侧极耳的软包锂电池，因此，如图4所示，上极耳加热机构的数量为两个，所述下极耳加热机构的数量与下极耳加热机构的数量相同，上极耳加热机构分别安装在上热压机构的两侧，下极耳加热机构分别安装在下热压机构的两侧，同侧的上极耳加热机构与下极耳加热机构相对应。即设置了两对上加热块6和两对下加热块7，上加热块6两两一组对称设置在上热压板1的两侧，下加热块7两两一组对称设置在下热压板2的两侧，不但能够同时实现电芯和极耳的同时热压，增加热压功能，极耳的热量能够有效的传递给电池电芯，使得电芯内部的温度更加均匀，提高热压效果的一致性，从而提升软包锂电池在热压后的性能，且适用于双向极耳的软包电池。
44.本实施例的其他结构与实施例1相同，在此不再赘述。
45.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。