用于电池的热压工装的制作方法

    技术2024-02-23  52


    本实用新型涉及电池技术领域,特别涉及一种用于电池的热压工装。



    背景技术:

    锂离子电池的制作工艺复杂,正负极片和隔膜作为电池的核心尤为重要。一定层数的带有极耳的正负极片通过隔膜叠在一起以形成极组,其中,隔膜使正极片和负极片间隔开,避免正极片和负极片发生接触。由于隔膜与正负极片具有良好的热覆合,可以利用热压来使极组定型,即,对比较松软的极组施加一定的压力与温度从而使极组定型。由于隔膜的两面涂覆粘性涂层,极组在热压板的热压作用下,极组内的正负极片和隔膜紧紧地粘在一起,产生很强的抑制力,从而防止极片发生变形。

    相关技术中,锂离子电池的极组热压板是上下平行的两块带有涂层的不锈钢板,由于正负极片存在削薄区,以至于极组的极耳部厚度小于极组的正常区厚度。在热压时,上压板和下压板首先接触极组的正常区,从而导致极片削薄区的受力小于极片正常区的受力。

    由于极组受力不均匀,电芯电解液浸润不一致,导致电芯注液失液,阻抗、循环、倍率、性能不达标。



    技术实现要素:

    有鉴于此,本实用新型旨在提出一种用于电池的热压工装,操作简单,精度高,热压效果良好,可以提高动力电池的安全性能、实用性能。

    为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:

    根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装,所述电池的极组包括主体区和削薄区,所述削薄区的厚度小于所述主体区的厚度,所述热压工装包括:第一压板和第二压板,所述第一压板与所述第二压板共同限定出适于容纳所述极组的热压空间,所述热压空间的与所述削薄区相对的内壁上设有朝向所述削薄区突出的凸台,所述凸台适于与所述削薄区贴合。

    根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装,利用热压空间内设置的凸台去压紧削薄区,操作简单,可以确保在热压时第一压板和第二压板接触极组表面的均匀性,使削薄区与主体区的热压受力均匀,从而热压效果良好,可以减少出现电芯电解液的浸润不一致所引起的注液失液,减少电芯的阻抗、循环、倍率不达标的问题的发生,能够对电芯析锂起到较大的改善作用,提高电芯的循环性能,进而提高动力电池的安全性能和实用性能。

    根据本实用新型的一些实施例,所述第一压板与所述第二压板分别设有定位凹槽,所述热压空间由所述定位凹槽限定出,所述凸台形成在所述第一压板的定位凹槽和所述第二压板的定位凹槽中的至少一个上。

    在本实用新型的一些实施例中,所述定位凹槽的深度为h,所述主体区的厚度为w,h<w/2。

    根据本实用新型的一些实施例,所述凸台在其突出方向上的高度为0.19mm-0.31mm。

    根据本实用新型的一些实施例,所述凸台与所述热压空间的内壁之间采用弧形过渡。

    根据本实用新型的一些实施例,所述凸台朝向所述削薄区由内向外倾斜延伸。

    在本实用新型的一些实施例中,所述凸台的轮廓线被构造成弧形。

    根据本实用新型的一些实施例,所述凸台在内外方向上的宽度为10mm。

    根据本实用新型的一些实施例,所述第一压板和所述第二压板中的至少一个上设有压力达标检测器,所述压力达标检测器适于在所述极组的压力未达到预设压力时报警。

    根据本实用新型的一些实施例,所述第一压板和所述第二压板中的至少一个上设有受力均匀检测器,所述受力均匀检测器适于在所述极组的压力不均匀时报警。

    本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

    附图说明

    构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

    图1为根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装的结构示意图;

    图2为根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装的局部结构示意图。

    附图标记说明:

    用于电池的热压工装100、热压空间101、凸台102、

    第一压板110、第二压板120、压力达标检测器130、受力均匀检测器140、

    极耳210、极组220、主体区221、削薄区222。

    具体实施方式

    需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

    下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

    在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

    下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型实施例的用于电池的热压工装100。

    如图1-图2所示,根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装100,电池的极组220包括主体区221和削薄区222,极组220的极耳210位于削薄区222,削薄区222位于主体区221的前端,削薄区222的厚度小于主体区221的厚度,其中,削薄区222的外表面相对于主体区221的外表面邻近极组220的中心平面。热压工装100包括:第一压板110和第二压板120。

    具体而言,第一压板110与第二压板120共同限定出适于容纳极组220的热压空间101,热压空间101的与削薄区222相对的内壁上设有朝向削薄区222突出的凸台102,凸台102适于与削薄区222贴合。例如,第一压板110位于第二压板120的下方,热压空间101的上内壁和下内壁中的至少一个上设有凸台102,凸台102在上下方向上突出。

    根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装100,利用热压空间101内设置的凸台102去压紧削薄区222,操作简单,可以确保在热压时第一压板110和第二压板120接触极组220表面的均匀性。在主体区221得到热压的同时,削薄区222也得到了热压,保证了整个极组220的表面在热压时受力的均匀性,从而热压效果良好,可以减少出现电芯电解液的浸润不一致所引起的注液失液,减少电芯的阻抗、循环、倍率不达标的问题的发生,能够对电芯析锂起到较大的改善作用,从而提高电芯的循环性能,进而提高动力电池的安全性能和实用性能。

    根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,第一压板110与第二压板120分别设有定位凹槽,热压空间101由定位凹槽限定出。例如,定位凹槽为u形槽,第一压板110的u形槽开口向上,第二压板120的u形槽开口向下。这样,定位凹槽可以对极组220起到定位的作用,方便将极组220顺利地放入热压空间101内。

    进一步地,如图1所示,凸台102形成在第一压板110的定位凹槽和第二压板120的定位凹槽中的至少一个上。例如,凸台102形成在第一压板110的定位凹槽的底壁上,或者,凸台102形成在第二压板120的定位凹槽的底壁上;又如,凸台102分别形成在第一压板110的定位凹槽的底壁上和第二压板120的定位凹槽的底壁上。这样,可以使削薄区222的上下表面受力均匀。

    在本实用新型的一些实施例中,如图1所示,定位凹槽在上下方向上的深度为h,主体区221的厚度为w,h和w的关系满足关系式:h<w/2。也就是说,第一压板110的定位凹槽的深度为h1,第二压板120的定位凹槽的深度为h2,并且h1<w/2,h2<w/2。这样,热压空间101在上下方向上的深度(即h1+h2)小于主体区221的厚度。

    当将极组220放入热压空间101内时,由于主体区221的厚度大于热压空间101的深度,这样,可以通过挤压第一压板110和第二压板120去压紧极组220,可以使第一压板110和第二压板120更加均匀地接触极组220的表面,从而使削薄区222与主体区221的热压受力更加均匀。

    根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,凸台102在其突出方向上(例如上下方向上)的高度为0.19mm-0.31mm。这样,极组220的热压效果更好。

    根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,凸台102与热压空间101的内壁之间采用弧形过渡。可选地,凸台102与定位凹槽的底壁之间采用无缝微弧过渡。这样,防止在热压时凸台102与热压空间101的内壁的过渡处对极组220产生影响,避免极组220的表面产生压痕。

    根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,凸台102朝向削薄区222由内向外倾斜延伸,这里,远离定位凹槽中心的方向为向外,朝向定位凹槽中心的方向为向内。例如,第一压板110上形成的凸台102由后向前且向上倾斜延伸,第二压板120上形成的凸台102由后向前且向下倾斜延伸。这样,在热压时,可以使凸台102均匀地接触到削薄区222的表面,规避了削薄区222对极组220的热压平面受力均匀性的影响。

    在本实用新型的一些实施例中,如图1所示,凸台102的轮廓线被构造成弧形。进一步地,凸台102从开始到总高度结束为缓慢延伸设计,即,凸台102的轮廓线从后向前缓慢延伸。这样,在热压时,可以使凸台102与削薄区222的表面贴合更加紧密,从而提高削薄区222受力的均匀性。

    根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,凸台102在内外方向上(例如前后方向上)的宽度为10mm。这样,可以保证凸台102能够覆盖削薄区222的全部表面,进一步地提高削薄区222受力的均匀性。

    根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,第一压板110和第二压板120中的至少一个上设有压力达标检测器130,压力达标检测器130适于在极组220的压力未达到预设压力时报警。

    例如,可以在第一压板110上设有压力达标检测器130,也可以在第二压板120上设有压力达标检测器130;又如,可以在第一压板110和第二压板120上分别设有压力达标检测器130。

    其中,压力达标检测器130可以位于热压空间101的与极组220的尾端相对的内壁上,例如,压力达标检测器130位于定位凹槽的底壁上,当整个极组220上表面、下表面受到的压力不达标时,压力达标检测器130会报警。这样,可以确保极组220的压力达到预设压力,并且精度较高,保证极组220的热压效果良好。

    根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,第一压板110和第二压板120中的至少一个上设有受力均匀检测器140,受力均匀检测器140适于在极组220的压力不均匀时报警。

    具体地,可以在第一压板110设有受力均匀检测器140,也可以在第二压板120设有受力均匀检测器140,当然,可以在第一压板110和第二压板120上分别设有受力均匀检测器140。

    其中,受力均匀检测器140位于热压空间101的与削薄区222相对的内壁上,例如,受力均匀检测器140设在凸台102上,当整个极组220的上表面、下表面受到的压力不均匀时,受力均匀检测器140会报警。这样,可以进一步地提高精度,可以确保整个极组220的表面的受力更加均匀。

    综上所述,根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装100,操作简单,精度较高,热压效果良好,可以提高动力电池的安全性能、实用性能。

    根据本实用新型实施例的用于电池的热压工装100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。

    在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

    尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨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,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

    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。


    技术特征:

    1.一种用于电池的热压工装,其特征在于,所述电池的极组包括主体区和削薄区,所述削薄区的厚度小于所述主体区的厚度,所述热压工装包括:

    第一压板和第二压板,所述第一压板与所述第二压板共同限定出适于容纳所述极组的热压空间,所述热压空间的与所述削薄区相对的内壁上设有朝向所述削薄区突出的凸台,所述凸台适于与所述削薄区贴合。

    2.根据权利要求1所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述第一压板与所述第二压板分别设有定位凹槽,所述热压空间由所述定位凹槽限定出,所述凸台形成在所述第一压板的定位凹槽和所述第二压板的定位凹槽中的至少一个上。

    3.根据权利要求2所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述定位凹槽的深度为h,所述主体区的厚度为w,h<w/2。

    4.根据权利要求1所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述凸台在其突出方向上的高度为0.19mm-0.31mm。

    5.根据权利要求1所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述凸台与所述热压空间的内壁之间采用弧形过渡。

    6.根据权利要求1所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述凸台朝向所述削薄区由内向外倾斜延伸。

    7.根据权利要求6所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述凸台的轮廓线被构造成弧形。

    8.根据权利要求1所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述凸台在内外方向上的宽度为10mm。

    9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述第一压板和所述第二压板中的至少一个上设有压力达标检测器,所述压力达标检测器适于在所述极组的压力未达到预设压力时报警。

    10.根据权利要求1-8中任一项所述的用于电池的热压工装,其特征在于,所述第一压板和所述第二压板中的至少一个上设有受力均匀检测器,所述受力均匀检测器适于在所述极组的压力不均匀时报警。

    技术总结
    本实用新型提供了一种用于电池的热压工装,所述电池的极组包括主体区和削薄区,所述削薄区的厚度小于所述主体区的厚度,所述热压工装包括:第一压板和第二压板,所述第一压板与所述第二压板共同限定出适于容纳所述极组的热压空间,所述热压空间的与所述削薄区相对的内壁上设有朝向所述削薄区突出的凸台,所述凸台适于与所述削薄区贴合。根据本实用新型的用于电池的热压工装,操作简单,精度高,热压效果良好,可以提高动力电池的安全性能、实用性能。

    技术研发人员:吴尚忠;姚恩新;郭恒睿;施建峰;高扬豪
    受保护的技术使用者:蜂巢能源科技有限公司
    技术研发日:2019.09.30
    技术公布日:2020.03.31

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