一种异型冷热压装置的制作方法

1.本实用新型属于锂电池生产加工设备领域，尤其是涉及一种异型冷热压装置。


背景技术：

2.锂离子电池得到越来越广泛的应用，现有技术的锂离子电池是通过卷绕或叠片制作，特别是长尺寸锂离子电池在制作中需要将极片与隔膜粘结在一起并确保在制作中不发生极片偏移而导致正负极接触短路，通常的制作方法是通过冷热压设备将极片所有区域与隔膜紧密接触进行热聚合。
3.目前市面上冷热压设备通常由下底板、上压板和驱动上压板向下压的驱动元件组成，工作时由驱动元件驱动上压板向下，对电芯极组进行加热和加压，隔膜与极片发生热聚合，提升电芯强度，在现有技术的极片生产中，极片存在一定宽度的削薄区，这势必导致极组边缘偏薄，在进行冷热压工序时，上压板、下底板均为平行直板，极组边缘区域受到的压力和温度均相比中间区域较小，导致边缘区域隔膜与极片热聚合粘结效果较差，降低极组转运、装配的效率和质量，造成成品电芯两侧区域偏软，降低电芯硬度效果。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种异型冷热压装置，以解决现有技术上压板、下底板均为平行直板，极组边缘区域受到的压力和温度均相比中间区域较小，导致边缘区域隔膜与极片热聚合粘结效果差的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种异型冷热压装置，包括上压板及其下方设置的下底板、上压板和下压板内部分别设置加热单元，待加工产品位于上压板和下底板之间，上压板和下压板之间能够相对运动，且所述相对运动构成待加工产品的压合结构，下底板朝向上底板一侧的两端、上底板朝向下底板一侧的两端分别设置待加工产品的补偿边结构。
7.进一步的，所述上压板的上端设置驱动单元，驱动单元驱动所述压合结构相对运动。
8.进一步的，所述补偿边结构包括滑块，所述上压板的下端两侧和下压板的上端两侧分别可滑动的设置所述滑块，且滑块的下端抵靠在所述待加工产品的外缘。
9.进一步的，所述滑块的横截面是u形结构，所述u形结构的两侧壁可滑动的套设在上压板的两侧或下压板的两侧。
10.进一步的，所述u形结构的两侧壁分别设有第一栓接孔，上压板的两侧、下压板的两侧分别设有第二栓接孔，第一栓接孔中设有锁栓，所述锁栓可相对于所述第一栓接孔轴向运动，使所述锁栓插入所述第二栓接孔内，以对所述滑块固定。
11.进一步的，所述上压板的上端两侧、下压板的上端两侧分别设有一个滑槽，滑块的两侧内壁分别安装一个滑台，滑块通过滑台滑动连接至滑槽内。
12.进一步的，所述滑槽的横截面和滑台的横截面均是多边形结构。
13.进一步的，所述上压板的两侧、下压板的两侧分别设有若干第二栓接孔，且若干第二栓接孔沿滑块的位移方向均布。
14.进一步的，位于所述上压板上的所述滑块的下端面和位于所述下压板上的所述滑块的上端面设有补偿边坡面；
15.所述补偿边坡面沿所述上压板或所述下压板的宽度方向延伸；
16.位于所述上压板上的所述滑块的所述补偿边坡面沿所述上压板的长度方向朝所述上压板的中心倾斜向上设置；位于所述下压板上的所述滑块的所述补偿边坡面沿所述下压板的长度方向朝所述下压板的中心倾斜向下设置。
17.进一步的，所述上压板的下端、下压板的上端分别设置导热层。
18.相对于现有技术，本实用新型所述的一种异型冷热压装置具有以下有益效果：
19.(1)本实用新型所述的一种异型冷热压装置，在上压板、下底板两侧增加可移动的滑块，并且上压板的滑块的底面和下底板的滑块的顶面具有一定的斜面坡度，弥补极组削薄区与中间区域的厚度差，上压板向下压至极组或电芯上表面时，保证极片所有区域与隔膜紧密接触进行热聚合，提升极组转运焊接效率和电芯不同区域间硬度的一致性。
20.(2)本实用新型所述的一种异型冷热压装置，多个第二栓接孔沿滑块的位移方向均布，便于可移动滑块的固定，使得该异型压板适应多种尺寸电芯，适用性广泛，确保多种规格极组受力受热均匀且极片和隔膜粘结完全。
附图说明
21.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：
22.图1为本实用新型实施例所述的一种异型冷热压装置的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例所述的滑块的结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例所述的滑块的侧视图；
25.图4为本实用新型实施例所述的滑块的侧视图；
26.图5为图4中a的局部放大图。
27.附图标记说明：
28.1-上压板；2-下压板；3-待加工产品；4-驱动单元；5-滑块；6-第一栓接孔；7-第二栓接孔；8-滑槽；9-滑台；10-补偿边坡面；11-锁栓。
具体实施方式
29.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。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示
或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
33.如图1-5所示，一种异型冷热压装置，包括上压板1及其下方设置的下底板、上压板1和下压板2内部分别设置加热单元，待加工产品3位于上压板1和下底板之间，上压板1和下压板2之间能够相对运动，且所述相对运动构成待加工产品3的压合结构，上压板1的下端两侧和下压板2的上端两侧分别固定安装滑块5，且滑块5的下端接触连接至待加工产品3的外缘削薄区，滑块5的下端面是待加工产品3的补偿边结构，通过在上压板1、下底板两侧增加有一定的斜面坡度滑块5，弥补极组削薄区与中间区域的厚度差，上压板1向下压至极组或电芯上表面时，产品受到均匀的压力和温度，保证极片所有区域与隔膜紧密接触进行热聚合。
34.加热单元包括加热板，且加热板可以选择辐射管、电热板或加热丝的任意一种，完成对上压板1、下压板2的均匀加热，电热板信号连接至控制器，且控制器使用热电偶控制的控制器加热温度，在上压板1的下端、下压板2的上端分别设置导热层以便受热均匀，导热层可以选用硅胶层、石墨烯、铜箔、铝合金板等，可以根据实际需求选用，确保压合面水平的同时保证带压合产品的受热均匀，对于不同的规格尺寸的待加工产品3，夹板板的压温度设置在120-160℃进行加热，加热时间120-400s即可完成，上压板1的升降高度为200mm。
35.上压板1的上端设置驱动单元4，驱动单元4是所述压合结构的动力，驱动单元4可以选用液压推杆、推杆电机或推杆气缸的任意一种。
36.选用推杆气缸可以极大的降低设备的成本造价，在进行制作产品试验机或进行滑块5可靠性试验时可以选配推杆气缸作为驱动单元4，在制作对芯包厚度要求比较高的产品时，应选用推杆电机作为驱动单元4，以确保产品生产精度，在同时需要压合较多产品或大批量生产时，应选用液压推杆作为驱动单元4，以确保其压合压力。
37.如图2所示，为了便于滑块5的安装且减小滑块5的占用空间，将滑块5的横截面设置为u形结构，所述u形结构的两侧壁可拆卸连接至上压板1的两侧、下压板2的两侧，其可拆卸的连接结构可以选用多种连接方式，如卡接、栓接等，在本实施例中，所述u形结构的两侧壁分别设有第一栓接孔6，上压板1的两侧、下压板2的两侧分别设有第二栓接孔7，锁栓11外围分别位于第一栓接孔6内、第二栓接孔7内，以便固定滑块5与上压板1、下压板2的相对位置。
38.为了便于滑块5在上压板1、下压板2外围滑动，上压板1的上端两侧、下压板2的上端两侧分别设有一个滑槽8，滑块5的两侧内壁分别安装一个滑台9，滑块5通过滑台9滑动连接至滑槽8内，工作人员在锁栓11未连接至第二栓接孔7的情况下，可以推动滑块5沿上压板1外围、下压板2外围滑动，且滑槽8的横截面和滑台9的横截面均是多边形结构，以确保滑块
5的位置稳定，并具备初步的定位功能，如图1所示，滑台9的横截面为矩形结构，且滑台9的外围和滑槽8的内围为相互配合尺寸。
39.上压板1的两侧、下压板2的两侧分别设有若干第二栓接孔7，且若干第二栓接孔7沿滑块5的位移方向均布，多个第二栓接孔7沿滑块5的位移方向均布，便于可移动滑块5的固定，使得该异型压板适应多种尺寸电芯，适用性广泛，确保多种规格极组受力受热均匀且极片和隔膜粘结完全。
40.如图3所示，位于上压板1上的滑块5的下端面和位于下压板2上的滑块5的上端面设有补偿边坡面10。
41.补偿边坡面10沿上压板1或下压板2的宽度方向延伸。
42.位于上压板1上的滑块的补偿边坡面10沿所述上压板1的长度方向朝上压板1的中心倾斜向上设置；位于下压板2上的滑块5的所述补偿边坡面10沿下压板2的长度方向朝下压板2的中心倾斜向下设置。补偿边坡面10用于弥补极组削薄区与中间区域的厚度差，上压板1向下压至极组或电芯上表面时，保证极片所有区域与隔膜紧密接触进行热聚合，提升极组转运焊接效率和电芯不同区域间硬度的一致性。
43.如图4所示，滑块5上设有刻度。工作时，电芯或极组置于上压板1和下底板间，工作人员移动滑块5，根据电芯削薄区位置确定滑块5位置，使滑块5正对应削薄区，在上压板1和下底板滑块5所在位置的第一栓接孔6、第二栓接孔7上拧紧的锁栓11进行固定，由驱动元件驱动上压板1向下运动至极组或电芯上表面，持续一定压力和时间后完成工作。
44.滑块5沿上压板1和下底板上设有的滑台9和滑槽8进行限位移动，以便匹配不同尺寸的极组或电芯，滑块5上刻度为厚度弥补值，根据电芯削薄区与中间区域厚度差确定厚度弥补值，滑块5滑至该值后用螺栓固定滑块5，在应用时该压装置设有不同坡度的多个滑块5，对应不同削薄区厚度差的电芯或极组，工作人员可以根据不同的使用工况选择，上压板1下方和下底板上方设置的导热层能够使电芯或极组均匀受热，同时保护极组或电芯外观，达到绝缘效果。
45.一种异型冷热压装置的工作过程如下：
46.如图4-5所示，其中驱动元件为推杆气缸，上压板1和下底板加热装置为电热板，导热层为硅胶层，待冷热压极组尺寸为l＝513mm，沿着上压板1和下底板滑轨移动滑块5，移动至滑块5刻度为h＝0.3mm，此时滑块5与极组对应区域尺寸为b＝6mm，锁栓11穿过滑块5固定到上压板1和下底板的第一栓接孔6、第二栓接孔7上，工作人员打开控制器上压板1和下底板加热板开始工作，待温度升至设置值后，气缸向下作用到上压板1，上压板1压至极组上表面并维持一段时间，作业完成后气缸向上拉起上压板1至初始位置。
47.拆解极组后正极片与隔膜粘结效果理想，正极片与隔膜存在一定粘结力且极片表面胶粒分布均匀，对比传统冷热压装置，异形冷热压装置作业的极组正极片削薄区区域胶粒分布均匀，同时极组削薄区区域具有较好硬度，利于极组焊接和转运效率，提升电芯两侧区域电芯硬度。
48.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。