一种锂电池电芯烘烤夹具及其烘烤方法
阅读说明:本技术 一种锂电池电芯烘烤夹具及其烘烤方法 (Lithium battery cell baking clamp and baking method thereof ) 是由 李桂洪 刘恩新 周伟 朱一虎 何学祥 于 2021-08-03 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种锂电池电芯烘烤夹具及其烘烤方法,所述夹具包括截面为C型的框架、对称设置于框架两侧的第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆、第四夹持杆、用于切换电芯夹持位置的驱动部件,所述框架包括位于上方的第一板体、与第一板体一端相连的第二板体及与第二板体底端相连的第三板体,所述第一夹持杆、第二夹持杆滑动设于第一板体上,所述第三夹持杆、第四夹持杆滑动设于第三板体上。本发明采用交替式夹持的方式,能够对电池的死角进行烘烤,避免电芯内部水分过大,保证锂电池使用时具有优异的性能。(The invention discloses a baking clamp for a lithium battery cell and a baking method thereof, wherein the baking clamp comprises a frame with a C-shaped section, a first clamping rod, a second clamping rod, a third clamping rod, a fourth clamping rod and a driving part for switching a cell clamping position, the first clamping rod, the second clamping rod, the third clamping rod and the fourth clamping rod are symmetrically arranged on two sides of the frame, the frame comprises a first plate body positioned above the frame, a second plate body connected with one end of the first plate body and a third plate body connected with the bottom end of the second plate body, the first clamping rod and the second clamping rod are slidably arranged on the first plate body, and the third clamping rod and the fourth clamping rod are slidably arranged on the third plate body. The invention adopts an alternate clamping mode, can bake dead corners of the battery, avoids overlarge moisture in the battery core, and ensures that the lithium battery has excellent performance when in use.)
技术领域
本发明属于锂电池技术领域,尤其涉及一种锂电池电芯烘烤夹具及其烘烤方法。
背景技术
锂电池具有优异的性能,电芯为锂电池内的核心元件,电芯在安装之前需要进行烘烤以降低电芯内部的水分,现有技术存在的问题是:现有的电芯在烘烤时通常需要使用夹具进行固定,然后放到烘箱内烘烤,而现有的夹具在夹持电芯时会有一定的接触面积,此接触面很难完全烘烤,会造成局部水分过大,正常使用会产生局部电阻过大的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种锂电池电芯烘烤夹具及其烘烤方法,具备采用交替式夹持的方式,能够对电池的死角进行烘烤,避免电芯内部水分过大,保证锂电池使用时具有优异的性能的优点,解决了现有的电芯在烘烤时通常需要使用夹具进行固定,然后放到烘箱内烘烤,而现有的夹具在夹持电芯时会有一定的接触面积,此接触面很难完全烘烤,会造成局部水分过大,正常使用会产生局部电阻过大的问题的问题。
本发明是这样实现的,一种锂电池电芯烘烤夹具,所述夹具包括截面为C型的框架、对称设置于框架两侧的第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆、第四夹持杆、用于切换电芯夹持位置的驱动部件,所述框架包括位于上方的第一板体、与第一板体一端相连的第二板体及与第二板体底端相连的第三板体,所述第一夹持杆、第二夹持杆滑动设于第一板体上,所述第三夹持杆、第四夹持杆滑动设于第三板体上,当所述驱动部件打开时,所述第一夹持杆和第四夹持杆与电芯接触,所述第二夹持杆和第三夹持杆与电芯脱离,当所述驱动部件关闭时,所述第二夹持杆和第三夹持杆接触,所述第一夹持杆和第四夹持杆与电芯脱离。
作为本发明优选的,所述驱动部件包括设于第二板体上的伸缩杆、与伸缩杆相连的连接板、与连接板上方相连的第一导板、与第一导板底部相连的第二导板、用于第一导板和第二导板相配合的滑槽、用于调节第一夹持杆和第二夹持杆夹持状态的第一调节部件、用于调节第三夹持杆和第四夹持杆夹持状态的第二调节部件及用于保持电芯夹紧的挤压部件,所述第一导板和第二导板通过连接板同步移动。
作为本发明优选的,所述第一调节部件包括设于第一导板上的第一导槽、设于第一夹持杆上的第一楔形部、设于第一导板上与第一楔形部相配合的第一倾斜部、设于第二夹持杆上的第二楔形部、设于第一导板上与第二楔形部相配合的第二倾斜部及分别设于第一倾斜部和第二倾斜部一侧的第一滑行部,所述第一楔形部与第二楔形部对称设置,所述第一倾斜部与第二倾斜部对称设置。
作为本发明优选的,所述第二调节部件包括设于第二导板上的第二导槽、设于第三夹持杆上的第三楔形部、设于第二导板上与第三楔形部相配合的第三倾斜部、设于第四夹持杆上的第四楔形部、设于第二导板上与第四楔形部相配合的第四倾斜部及分别设于第三倾斜部和第四倾斜部一侧的第二滑行部,所述第三楔形部与第四楔形部对称设置,所述第三倾斜部与第四倾斜部对称设置,所述第三楔形部与第一楔形部对称设置,所述第四楔形部与第二楔形部对称设置,所述第三倾斜部与第一倾斜部对称设置,所述第四倾斜部与第二倾斜部对称设置。
作为本发明优选的,所述挤压部件包括分别设于第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆和第四夹持杆上的抵接部、分别设于第一板体和第三板体上与抵接部相配合的凹槽及设于抵接部与凹槽之间的弹簧。
作为本发明优选的,所述第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆和第四夹持杆上分别设有软垫,所述软垫上设有多个凸部。
作为本发明优选的,所述第一板体和第二板体的内部设有多个防脱槽,所述第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆和第四夹持杆上分别设有与防脱槽相配合的防脱部,所述防脱槽的内部设有止转槽,所述防脱部上设有与止转槽相配合的止转部。
作为本发明优选的,所述第一楔形部、第二楔形部、第三楔形部和第四楔形部的倾斜面上分别设有球形槽,所述球形槽的内部设有第一滚珠和第二滚珠,所述第一滚珠和第二滚珠接触。
此外,本发明还提供一种采用上述锂电池电芯烘烤夹具进行电芯烘烤方法,包括如下步骤:
S1、将电芯放入接触式夹具中,定位夹紧;
S2、将夹具及电芯送入烘箱中,抽真空至<50Pa,抽真空时间为≤5min;
S3、向烘箱中通入干燥气体,通气时间为≤3min;
S4、夹具通电升温至80-85℃,通电升温时间为≤40min;
S5、再次抽真空至<50Pa,抽真空时间为≤5min,在真空状态下保持夹具温度80-85℃,烘烤电芯时间为120-150min,烘烤过程中,每隔40-50min抽一次真空,每次抽真空时间≤2min;
S6、到达烘烤时间后,停止加热,向烘箱中通入干燥气体,通气时间为≤5min,取出电芯;
S7、将电芯送入冷却设备,电芯冷却降温30±5min,使电芯的温度冷却至45-55℃,完成电芯烘烤。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明通过设置框架、第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆、第四夹持杆和驱动部件,能够对电芯夹持的位置进行切换,避免现有的夹具在夹持电芯时出现部分烘烤不到,造成烘烤不够完全的问题。
2、本发明通过设置伸缩杆、连接板、第一导板、第二导板和滑槽,伸缩杆能够通过连接板带动第一导板和第二导板在滑槽内部滑动,方便控制第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆和第四夹持杆的位置,方便调节电芯的固定位置。
3、本发明通过设置第一导槽、第一楔形部、第一倾斜部、第二楔形部、第二倾斜部和第一滑行部,第一夹持杆和第二夹持杆能够在第一导槽内部滑动,第一夹持杆在第一倾斜部上滑动时,第一楔形部会带着第一夹持杆上下移动,第二夹持杆会通过第二楔形部和第二倾斜部上下运动,第一滑行部能够使第一夹持杆和第二夹持杆切换时能够同时对电芯进行固定,防止切换时电芯掉落。
4、本发明通过设置第二导槽、第三楔形部、第三倾斜部、第四楔形部、第四倾斜部和第二滑行部,第三夹持杆和第四夹持杆能够在第二导槽内部滑动,第三夹持杆会通过第三楔形部在第三倾斜部上滑动,第四夹持杆会通过第四楔形部在第四倾斜部上滑动,第二滑行部能够使第三夹持杆和第四夹持杆切换时能够同时对电芯进行固定,防止切换时电芯掉落。
5、本发明通过设置抵接部、凹槽和弹簧,抵接部分别固定在第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆和第四夹持杆上,凹槽能够对抵接部进行导向,弹簧能够推着抵接部间接对电芯进行夹紧,此时电芯通过弹簧的弹力进行夹持,其夹持的力度较小,方便电芯的放入。
6、本发明通过设置软垫和凸部,软垫为耐高温橡胶制成,凸部能够提高软垫与电芯之间的接触稳定性,防止电芯掉落。
7、本发明通过设置防脱槽、防脱部、止转槽和止转部,防脱槽和防脱部能够防止第一夹持杆、第二夹持杆、第三夹持杆和第四夹持杆脱离,止转槽和止转部能够防止切换时的转动,使电芯的夹持更为稳定。
8、本发明通过设置球形槽、第一滚珠和第二滚珠,能够降低第一楔形部、第二楔形部、第三楔形部和第四楔形部升降时的摩擦阻力,使电芯的夹持位置调节更加方便。
9、本发明通过设置接触式夹具,采用交替式夹持的方式,能够对电池的死角进行烘烤,避免电芯内部水分过大,保证锂电池使用时具有优异的性能,解决了现有的电芯在烘烤时通常需要使用夹具进行固定,然后放到烘箱内烘烤,而现有的夹具在夹持电芯时会有一定的接触面积,此接触面很难完全烘烤,会造成局部水分过大,正常使用会产生局部电阻过大的问题的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的左视图;
图3是本发明实施例提供的图2中A-A处的剖面图;
图4是本发明实施例提供的图3中A处的放大图;
图5是本发明实施例提供的图3中B处的放大图;
图6是本发明实施例提供的图3中C处的放大图;
图7是本发明实施例提供的图3中D处的放大图
图8是本发明实施例提供的图7中E处的放大图。
图中:1、框架;11、第一板体;12、第二板体;13、第三板体;2、第一夹持杆;3、第二夹持杆;4、第三夹持杆;5、第四夹持杆;61、伸缩杆;62、连接板;63、第一导板;64、第二导板;65、滑槽;661、第一导槽;662、第一楔形部;663、第一倾斜部;664、第二楔形部;665、第二倾斜部;666、第一滑行部;671、第二导槽;672、第三楔形部;673、第三倾斜部;674、第四楔形部;675、第四倾斜部;676、第二滑行部;681、抵接部;682、凹槽;683、弹簧;71、软垫;72、凸部;81、防脱槽;82、防脱部;83、止转槽;84、止转部;91、球形槽;92、第一滚珠;93、第二滚珠。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1至图8所示,本发明实施例提供的一种锂电池电芯烘烤夹具,所述夹具包括截面为C型的框架1、对称设置于框架1两侧的第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4、第四夹持杆5、用于切换电芯夹持位置的驱动部件,所述框架1包括位于上方的第一板体11、与第一板体11一端相连的第二板体12及与第二板体12底端相连的第三板体13,所述第一夹持杆2、第二夹持杆3滑动设于第一板体11上,所述第三夹持杆4、第四夹持杆5滑动设于第三板体13上,当所述驱动部件打开时,所述第一夹持杆2和第四夹持杆5与电芯接触,所述第二夹持杆3和第三夹持杆4与电芯脱离,当所述驱动部件关闭时,所述第二夹持杆3和第三夹持杆4接触,所述第一夹持杆2和第四夹持杆5与电芯脱离。
采用上述方案:通过设置框架1、第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4、第四夹持杆5和驱动部件,能够对电芯夹持的位置进行切换,避免现有的夹具在夹持电芯时出现部分烘烤不到,造成烘烤不够完全的问题。
参考图1,所述驱动部件包括设于第二板体12上的伸缩杆61、与伸缩杆61相连的连接板62、与连接板62上方相连的第一导板63、与第一导板63底部相连的第二导板64、用于第一导板63和第二导板64相配合的滑槽65、用于调节第一夹持杆2和第二夹持杆3夹持状态的第一调节部件、用于调节第三夹持杆4和第四夹持杆5夹持状态的第二调节部件及用于保持电芯夹紧的挤压部件,所述第一导板63和第二导板64通过连接板62同步移动。
采用上述方案:通过设置伸缩杆61、连接板62、第一导板63、第二导板64和滑槽65,伸缩杆61能够通过连接板62带动第一导板63和第二导板64在滑槽65内部滑动,方便控制第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5的位置,方便调节电芯的固定位置。
参考图4和图5,所述第一调节部件包括设于第一导板63上的第一导槽661、设于第一夹持杆2上的第一楔形部662、设于第一导板63上与第一楔形部662相配合的第一倾斜部663、设于第二夹持杆3上的第二楔形部664、设于第一导板63上与第二楔形部664相配合的第二倾斜部665及分别设于第一倾斜部663和第二倾斜部665一侧的第一滑行部666,所述第一楔形部662与第二楔形部664对称设置,所述第一倾斜部663与第二倾斜部665对称设置。
采用上述方案:通过设置第一导槽661、第一楔形部662、第一倾斜部663、第二楔形部664、第二倾斜部665和第一滑行部666,第一夹持杆2和第二夹持杆3能够在第一导槽661内部滑动,第一夹持杆2在第一倾斜部663上滑动时,第一楔形部662会带着第一夹持杆2上下移动,第二夹持杆3会通过第二楔形部664和第二倾斜部665上下运动,第一滑行部666能够使第一夹持杆2和第二夹持杆3切换时能够同时对电芯进行固定,防止切换时电芯掉落。
参考图6和图7,所述第二调节部件包括设于第二导板64上的第二导槽671、设于第三夹持杆4上的第三楔形部672、设于第二导板64上与第三楔形部672相配合的第三倾斜部673、设于第四夹持杆5上的第四楔形部674、设于第二导板64上与第四楔形部674相配合的第四倾斜部675及分别设于第三倾斜部673和第四倾斜部675一侧的第二滑行部676,所述第三楔形部672与第四楔形部674对称设置,所述第三倾斜部673与第四倾斜部675对称设置,所述第三楔形部672与第一楔形部662对称设置,所述第四楔形部674与第二楔形部664对称设置,所述第三倾斜部673与第一倾斜部663对称设置,所述第四倾斜部675与第二倾斜部665对称设置。
采用上述方案:通过设置第二导槽671、第三楔形部672、第三倾斜部673、第四楔形部674、第四倾斜部675和第二滑行部676,第三夹持杆4和第四夹持杆5能够在第二导槽671内部滑动,第三夹持杆4会通过第三楔形部672在第三倾斜部673上滑动,第四夹持杆5会通过第四楔形部674在第四倾斜部675上滑动,第二滑行部676能够使第三夹持杆4和第四夹持杆5切换时能够同时对电芯进行固定,防止切换时电芯掉落。
参考图5,所述挤压部件包括分别设于第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5上的抵接部681、分别设于第一板体11和第三板体13上与抵接部681相配合的凹槽682及设于抵接部681与凹槽682之间的弹簧683。
采用上述方案:通过设置抵接部681、凹槽682和弹簧683,抵接部681分别固定在第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5上,凹槽682能够对抵接部681进行导向,弹簧683能够推着抵接部681间接对电芯进行夹紧,此时电芯通过弹簧683的弹力进行夹持,其夹持的力度较小,方便电芯的放入。
参考图6,所述第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5上分别设有软垫71,所述软垫71上设有多个凸部72。
采用上述方案:通过设置软垫71和凸部72,软垫71为耐高温橡胶制成,凸部72能够提高软垫71与电芯之间的接触稳定性,防止电芯掉落。
参考图5,所述第一板体11和第二板体12的内部设有多个防脱槽81,所述第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5上分别设有与防脱槽81相配合的防脱部82,所述防脱槽81的内部设有止转槽83,所述防脱部82上设有与止转槽83相配合的止转部84。
采用上述方案:通过设置防脱槽81、防脱部82、止转槽83和止转部84,防脱槽81和防脱部82能够防止第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5脱离,止转槽83和止转部84能够防止切换时的转动,使电芯的夹持更为稳定。
参考图8,所述第一楔形部662、第二楔形部664、第三楔形部672和第四楔形部674的倾斜面上分别设有球形槽91,所述球形槽91的内部设有第一滚珠92和第二滚珠93,所述第一滚珠92和第二滚珠93接触。
采用上述方案:通过设置球形槽91、第一滚珠92和第二滚珠93,能够降低第一楔形部662、第二楔形部664、第三楔形部672和第四楔形部674升降时的摩擦阻力,使电芯的夹持位置调节更加方便。
此外,本发明还提供一种采用上述锂电池电芯烘烤夹具进行电芯烘烤方法,包括如下步骤:
S1、将电芯放入接触式夹具中,定位夹紧;
S2、将夹具及电芯送入烘箱中,抽真空至<50Pa,抽真空时间为≤5min;
S3、向烘箱中通入干燥气体,通气时间为≤3min;
S4、夹具通电升温至80-85℃,通电升温时间为≤40min;
S5、再次抽真空至<50Pa,抽真空时间为≤5min,在真空状态下保持夹具温度80-85℃,烘烤电芯时间为120-150min,烘烤过程中,每隔40-50min抽一次真空,每次抽真空时间≤2min;
S6、到达烘烤时间后,停止加热,向烘箱中通入干燥气体,通气时间为≤5min,取出电芯;
S7、将电芯送入冷却设备,电芯冷却降温30±5min,使电芯的温度冷却至45-55℃,完成电芯烘烤。
采用上述方案:能够对电芯进行多次烘干,能够充分的将电芯内的水分分离出来,能够避免电芯内部水分过大,提高电芯的烘干效率。
本发明的工作原理如下:
在使用时,在需要对电芯进行夹持时,首先将电芯放到第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5之间,并通过第一夹持杆2和第四夹持杆5对电芯进行夹持,随后将电芯放到烘箱内烘烤,烘烤一定时间后,通过伸缩杆61推动连接杆运动,切换成第二夹持杆3和第三夹持杆4对电芯进行夹持,在切换的过程中,第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5会在第一滑行部666和第二滑行部676上滑动,弹簧683会对第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5施加一定的压力,能够使第一夹持杆2、第二夹持杆3、第三夹持杆4和第四夹持杆5都与电芯接触,避免出现切换过程中电芯掉落的问题,第一夹持杆2和第四夹持杆5从电芯上脱离,随后进行烘烤,如此反复多次,即可对电芯进行全面的烘烤,避免烘烤死角。
综上所述:该锂电池电芯烘烤夹具及其烘烤方法,通过设置接触式夹具,采用交替式夹持的方式,能够对电池的死角进行烘烤,避免电芯内部水分过大,保证锂电池使用时具有优异的性能,解决了现有的电芯在烘烤时通常需要使用夹具进行固定,然后放到烘箱内烘烤,而现有的夹具在夹持电芯时会有一定的接触面积,此接触面很难完全烘烤,会造成局部水分过大,正常使用会产生局部电阻过大。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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