一种高安全性能的锂离子电池化成柜的制作方法

1.本技术属于锂电池生产设备领域，更具体地，涉及一种高安全性能的锂离子电池化成柜。


背景技术：

2.化成柜针对低容量或一致性比较好的电池化成过程的特点，采取自动充放切换、自动电流设置、掉电保护，并具有全中文微电脑操作界面，其结构先进，性能可靠，操作简便，具有极高的性价比。目前热压化成柜集成度很高，兼顾热压、化成、分容等功能；能实现大电流充放电；适用电芯压力范围大，且压力稳定可调；能兼容多品种电池，通用性强。
3.在对电芯进行化成时，需要将电芯的正负极耳与化成柜的正负极触点相接，确保化成柜能够对电芯进行充放电；电芯壳体主要由三层组成：最外层是外阻层主要由尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)构成，作用是保护中间层不被划伤；中间层是阻透层，主要成分为铝箔，作用是保护形态成型，防止水分入侵；内层为高阻隔层，主要成分为聚丙烯，可耐电解液腐蚀，每层之间以粘结剂粘合；其中，中间层的铝箔为导电材质。
4.如图1所示，目前的化成柜的正负极触点s1的端面在同一个平面上，在安装电芯a1到化成柜上时，稍有不慎，电芯的前端面就会与正负极触点s1接触，致使电芯壳体与正负极触点s1形成回路导致短路燃烧，有严重的安全隐患。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的问题，本技术提供一种高安全性能的锂离子电池化成柜，包括柜体和控制器，所述柜体内设有多个电芯安装工位，所述电芯安装工位包括上压板和下压板，所述上压板与所述柜体滑动连接，所述下压板的上表面上设有正极触点、负极触点和隔离块，所述正极触点和负极触点分别与所述控制器相连，所述隔离块设置在所述正极触点和负极触点之间，所述隔离块凸出所述下压板的前端面，所述上压板的下表面上设有与所述隔离块适配的限位卡槽；所述柜体上设有驱动机构，所述驱动机构与所述控制器相连，所述驱动机构的输出端与所述上压板连接，且所述驱动机构能够驱动所述上压板升降运动，进而带动所述上压板与所述下压板抵接或分离。
6.作为本技术的进一步改进，所述上压板的下表面上设有与所述隔离块适配的限位卡槽，所述隔离块能够卡入所述限位卡槽内。
7.作为本技术的进一步改进，所述上压板的下表面上设有绝缘层。
8.作为本技术的进一步改进，所述驱动机构包括驱动气缸和压杆，所述驱动气缸与所述控制器相连，所述驱动气缸的输出端与所述压杆连接，所述压杆分别与所述上压板连接。
9.作为本技术的进一步改进，每个电芯安装工位的两侧均设有指示灯，所述指示灯与所述控制器相连。
10.作为本技术的进一步改进，所述柜体的下端设有多个散热风机，所述散热风机呈
等距离分布，所述散热风机分别与所述控制器相连。
11.作为本技术的进一步改进，所述散热风机的数量有五个。
12.作为本技术的进一步改进，所述柜体上设有开机按钮、急停按钮和显示屏，所述开机按钮、急停按钮和显示屏分别与所述控制器相连。
13.作为本技术的进一步改进，所述隔离块的材料为绝缘塑胶材料。
14.作为本技术的进一步改进，所述隔离块的宽度为1-3毫米，所述隔离块凸出所述下压板前端面的长度为1-2毫米。
15.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
16.本技术通过在下压板上设置隔离块，且隔离块凸出下压板的前端面，安装电芯到化成柜时，电芯的正、负极耳分别安置在下压板的正极触点和负极触点上，隔离块能够将正负极隔离，且凸出下压板前端面部分的隔离块能够阻挡电芯的前端面与下压板上的正、负极触点相接，从而防止电芯壳体与正负极触点导通的情形发生，提高了电池化成柜的安全性能，有利于安全生产。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。
18.图1是现有技术中电芯安装示意图；
19.图2是本技术实施例中电芯安装示意图；
20.图3是本技术实施例整体结构示意图；
21.图4是本技术实施例中上压板与下压板结构示意图。
具体实施方式
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
23.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
25.如图2-4所示，一种高安全性能的锂离子电池化成柜，包括柜体1和控制器，柜体1内安装有多个电芯安装工位，且电芯安装工位以柜体1的中心轴线对称分布有两列，每列均
堆叠设置有多个电芯安装工位。
26.电芯安装工位包括上压板2和下压板3，上压板2与柜体1滑动连接，下压板3的上表面上设有正极触点31、负极触点32和隔离块4，正极触点31和负极触点32分别与控制器相连，隔离块4设置在正极触点31和负极触点32之间，隔离块4凸出下压板3的前端面，隔离块4一方面用于隔绝正极触点31和负极触点32，另一方面也能够防止电芯a1的端面与正极触点31或负极触点32接触，从而提高该电池化成柜的安全性能；上压板2的下表面上设有与隔离块4适配的限位卡槽21，上压板2下压后，隔离块4能够卡入限位卡槽21内，从而使得上压板2与下压板3抵接；柜体1上设有驱动机构，驱动机构与控制器相连，驱动机构的输出端与上压板2连接，且驱动机构能够驱动上压板2升降运动，进而带动上压板2与下压板3抵接或分离。
27.具体工作时，先将电芯a1的正、负极耳分别与下压板3上的正极触点31和负极触点32相接，之后通过控制器控制驱动机构工作，驱动机构驱动上压板2下压，使得隔离块4卡入限位卡槽21内，直至上压板2与下压板3抵接，从而将电芯a1的电极固定住，之后再进行后续的化成操作。下压板3上的隔离块4能够将正极触点31与负极触点32隔离，且凸出下压板3前端面部分的隔离块4能够阻挡电芯a1的前端面与下压板3上的正、负极触点相接，从而防止电芯a1壳体与正负极触点32导通的情形发生，提高了电池化成柜的安全性能，有利于安全生产。
28.隔离块4采用绝缘塑胶材料制成，隔离块4的宽度控制在1-3毫米，优选2毫米；隔离块4凸出下压板3前端面的长度控制在1-2毫米，优选1.5毫米；在其它实施例中，隔离块4也可以选用其它绝缘材料，例如陶瓷或橡胶等。
29.上压板2的下表面上设有绝缘层22，绝缘层22可采用橡胶材料制成，与上压板2密封粘接固定；当驱动机构驱动上压板2下压后，绝缘层22的下表面与下压板3的上表面抵接；设置绝缘层22可以进一步隔离下压板3上的正极触点31和负极触点32，提高化成的安全性。
30.每列电芯安装工位上均连接有一个驱动机构，驱动机构包括驱动气缸5和压杆6，驱动气缸5与控制器相连，驱动气缸5的输出端与压杆6固定连接，压杆6分别与上压板2连接。压合时，控制器控制驱动气缸5工作，驱动气缸5带动压杆6运动，压杆6带动上压板2在柜体1的下降，直至上压板2的下表面与下压板3的上表面抵接，完成压合工作。
31.在其它实施例中，驱动机构可以驱动每列电芯安装工位除最底层下压板3以外的所有下压板3和上压板2同时下压；具体地，除每列电芯安装工位最底层的下压板3不与压杆6连接外，其它同列的所有下压板3和上压板2均有压杆6连接；且除每列电芯安装工位最底层的下压板3以外的所有上压板2和下压板3均与柜体1滑动连接，电芯a1安装完成后，需要压合时，驱动气缸5能够同时驱动除最底层的下压板3以外的所有下压板3和上压板2同时下压，使得上压板2与对应的下压板3压合，从而提高压合效率。
32.每个电芯安装工位的两侧均设有指示灯7，指示灯7与控制器相连。当化成柜正常工作时，指示灯7处于熄灭状态；当某一个电芯安装工位出现工作异常时，例如：过流或过压，那么对应该电芯安装工位的指示灯7就会亮起，提醒操作人员注意；设置指示灯7能够提到提醒的功能，有利于安全生产。
33.柜体1的下端设有五个散热风机8，五个散热风机8呈等距离分布，散热风机8分别与控制器相连。散热风机8分别设置在两列电芯安装工位的下方，且五个散热风机8中至少有一个是向柜体1外吹风，也至少有一个向柜体1内吹风；通过设置散热风机8能够促进柜体
1内空气流通，且使得柜体1内外的空气通过散热风机8能够实现交换，达到对柜体1内散热的目的。
34.柜体1上设有开机按钮9、急停按钮10和显示屏11，开机按钮9、急停按钮10和显示屏11分别与控制器相连。开机按钮9用于控制化成柜开启工作，急停按钮10用于异常情况下紧急停机；显示屏11具有触摸功能，用于设置各种加工参数，同时也用于显示化成柜的工作状态，方便操作人员查看。
35.工作原理：
36.先打开设备电源，将电芯a1的正、负极耳分别与下压板3上的正极触点31和负极触点32相接，之后打开开机按钮9，控制器分别控制所有的散热风机8开始工作，对柜体1进行散热；同时通过控制器控制驱动气缸5工作，驱动气缸5带动压杆6运动，压杆6带动上压板2在柜体1的下降，直至上压板2的绝缘层22与下压板3的上表面抵接，完成压合工作。在安装电芯a1的过程中，隔离块4能够将正负触点与负极触点32隔离，且凸出下压板3前端面部分的隔离块4能够阻挡电芯a1的前端面与下压板3上的正、负极触点32相接，从而防止电芯a1壳体与正负极触点32导通的情形发生，提高了电池化成柜的安全性能，有利于安全生产。当某一个电芯安装工位出现工作异常时，对应该电芯安装工位的指示灯7就会亮起；此时，操作人员可通过操作急停按钮10停止设备工作，进而查看具体异常原因。
37.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以有许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的在于对本技术公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。