專利名稱：一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，尤其是方形的鋰離子電池的生產(chǎn)，需要對卷繞后的電 池極組進(jìn)行整形、多項短路檢測以及厚度檢測，此生產(chǎn)工藝是為了將卷繞后形狀不穩(wěn)定的 極組進(jìn)行定型以利于極組的入殼裝配，并將內(nèi)部存在缺陷將導(dǎo)致電池內(nèi)短路或自放電的不 良極組挑選出來，厚度檢測的目的是監(jiān)控電池的制作過程，避免最終產(chǎn)品的厚度超出規(guī)格 要求。目前，現(xiàn)有技術(shù)中針對自動程度較低的鋰離子電池生產(chǎn)工藝，一般是分別進(jìn)行上 述步驟，即各個步驟分開進(jìn)行，采用不同的工裝設(shè)備以手工操作的方式逐一進(jìn)行。雖然也 有人提出了比較好的工裝設(shè)備來進(jìn)行短路測試和厚度檢測，但是操作人員接觸極組的頻率 高，對極組的周轉(zhuǎn)多，因此對極組造成損傷也較大，尤其是對于尺寸、重量較大的電池。此 外，目前手工和半自動方式卷繞的極組進(jìn)行短路測試的工藝基本都是先極組整形，然后在 非壓實狀態(tài)或者壓實未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)就進(jìn)行各項短路測試，此時電池中正、負(fù)極片與隔膜 之間的接觸不緊，進(jìn)行絕緣電阻測試和交流漏電測試時，極組內(nèi)部的毛刺等缺陷不能完成 體現(xiàn)；或者測試持續(xù)時間設(shè)置不合理，無法準(zhǔn)確控制測試時間等，因此短路的檢出率低，尤 其是對容量高、極片面積大的電池，將存在很大的安全隱患。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，用以 解決現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池極組整形與檢測過程復(fù)雜，效率低下的問題。為此，本實用新型提供的一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，包括整體構(gòu)架， 極組整形裝置，動力裝置，短路測試裝置；所述的極組整形裝置設(shè)置在所述整體構(gòu)架上，所 述動力裝置與所述短路測試裝置設(shè)置在所述極組整形裝置上；所述極組整形裝置包括相對 設(shè)置在所述整體構(gòu)架上的上壓塊和下壓塊；所述動力裝置包括一個與所述上壓塊相連接的 能夠帶動所述上壓塊相對于所述下壓塊的垂直上下滑動的動力裝置支撐臂；所述短路測試 裝置設(shè)置于所述上壓塊上，包括至少一組電池電極短路檢測探針。較佳的，還包括厚度檢測裝置，所述厚度檢測裝置包括設(shè)置在所述整體構(gòu)架上的 用于當(dāng)所述上壓塊和所述下壓塊將極組壓實后，測量上壓塊和下壓塊的相對距離的測量單兀。較佳的，所述動力裝置支撐臂設(shè)置于所述上壓板的中部。較佳的，所述動力裝置采用壓縮氣體動力或者采用油壓動力。較佳的，所述動力裝置支撐臂依次與傳動件、控制箱、壓力閥連接。較佳的，所述動力裝置包括控制系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)和控制的控制系統(tǒng)；所述動力裝置對上壓塊施加動力的方式包括子母動力的方式或階梯式施力的方式。較佳的，所述上壓塊是一個由彈簧相連接的上端和下端兩部分組成，其中的上端 與所述動力裝置連接，所述短路測試裝置設(shè)置于上壓塊的上端。較佳的，所述下壓塊與短路測試裝置對應(yīng)的部位設(shè)置一個用于補充電池極耳與下 壓塊底部的距離的可升降的高度調(diào)節(jié)塊。較佳的，所述下壓塊下端設(shè)置有用于實現(xiàn)下壓塊水平移動的滑軌。較佳的，所述檢測探針連接到絕緣電阻測試儀和或交流漏電測試儀，所述短路測 試裝置設(shè)置有用于實現(xiàn)測試持續(xù)時間控制和對不同測試設(shè)備進(jìn)行測試順序切換控制的電磁閥。本實用新型提供的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備的有機(jī)效果有可一個工序內(nèi) 實現(xiàn)鋰離子電池極組整形、短路測試與厚度檢測，提高了工作效率，也避免操作者多次接觸 極組對極組造成的損傷。

圖1為本實用新型的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備的正面構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備中短路測試裝置結(jié)構(gòu)示意 圖。圖中整體構(gòu)架1-1，滑軌凹槽1-2，L型支撐滑塊1-3、動力裝置支撐臂2_1，極組 整形裝置的上壓塊的上端3-1、上壓塊下端3-2、極組整形裝置的下壓塊3-3，彈簧套管3-4、 高度調(diào)節(jié)塊3-5、短路測試裝置4-1、預(yù)留凹槽4-2、檢測探針4-3、電磁閥4_4、螺母4_5、短 路檢測設(shè)備測試線4-6、厚度測試結(jié)果數(shù)字顯示器5-1。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結(jié)合附圖和實施方式 對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本實用新型實施例提供的一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，如附圖1、2所 示，包括了極組整形裝置、動力裝置、短路測試裝置4-1、厚度檢測裝置、整體構(gòu)架1-1。極組整形裝置由上壓塊和下壓塊3-3組成，二者連接方式采用彈簧套管3-4 ；其上 壓塊的上端3-1和下端3-2與整體構(gòu)架1-1相連接，并采用L型支撐滑塊1-3內(nèi)嵌于整體 構(gòu)架1-1的滑軌凹槽1-2中，以保持上壓塊的上端3-1和下端3-2的平穩(wěn)運動；其中，上壓 塊可以是一個連貫的整體，也可以是一個由彈簧相連接的上端和下端兩部分組成，上壓塊 的上端3-1與動力裝置連接，而下端3-2直接與下壓塊3-3接觸，將短路測試裝置4-1設(shè)置 于上壓塊的上端3-1的任意位置，實現(xiàn)在將極組壓實達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，短路檢測探針4-3才 與極組的正負(fù)極相接觸開始測試。上壓塊的上端3-1和下端3-2與整體構(gòu)架1-1相連接， 以保持上下運動的平穩(wěn)，連接方式可以但不局限于是將L形滑塊、T形滑塊等內(nèi)嵌于整體構(gòu) 架1-1的滑軌凹槽1-2中。所述下壓塊3-3與短路測試裝置4-1對應(yīng)的部位設(shè)置一個可升降的高度調(diào)節(jié)塊 3-5，用于補充鋰離子電池正、負(fù)極極耳與下壓塊3-3底部的距離，從而避免拉傷極組并且保證檢測探針4-3與極耳之間的接觸效果。下壓塊3-3可以是移動的，也可以是固定的；可 移動的實現(xiàn)方式可以但不局限于通過設(shè)置滑軌來實現(xiàn)。上壓板可以是一個由彈簧相連接的 上端3-1和下端3-2兩部分組成，其中的上端3-1與動力裝置支撐臂2-1連接，而下端直接 與下壓塊接觸；將短路測試裝置4-1設(shè)置于上壓塊上端部分的任意位置，當(dāng)上壓塊向下運 動時，下端部分先將極組壓住，而后上端部分由動力裝置支撐臂2-1帶動，抵抗彈簧的彈力 繼續(xù)向下運動，當(dāng)短路檢測探針4-3與極組的正、負(fù)極耳相接觸，并滿足一定的接觸壓力后 開始測試。在此動作實施的過程中，通過調(diào)節(jié)動力裝置對上壓板的壓力，并保持一定時間， 同時實現(xiàn)在一定壓力下對極組的整形；并通過測量上壓板的下端3-2與下壓板3-3的相對 距離，得到極組在一定壓力壓緊條件下的厚度。上壓塊平穩(wěn)運動的動力是由動力裝置支撐臂2-1以氣動方式提供，即動力裝置支 撐臂2-1中設(shè)置氣缸，動力裝置的持續(xù)加力時間由電磁閥4-4控制。動力裝置也可以采用 油壓動力，或者使用其他可應(yīng)用的機(jī)械動力。動力裝置支撐臂2-1依次與傳動件、控制箱、 壓力閥連接，并可通過壓力調(diào)節(jié)，以滿足不同規(guī)格電池的不同壓力參數(shù)要求。并且設(shè)備中的 動力裝置可以設(shè)置一個，也可以設(shè)置多個，并分別設(shè)置控制系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)和控制，也可 通過設(shè)置子母動力的方式或階梯式施力的方式對上壓塊施加動力，從而滿足在特殊工藝要 求下對極組整形、短路測試、厚度檢測過程中的不同壓力需求。短路檢測裝置以螺母螺接方式固定在上壓塊上端3-1的一側(cè)，短路檢測裝置中設(shè) 有兩排預(yù)留凹槽4-2，用以安裝檢測探針4-3，檢測探針4-3材質(zhì)為銅鍍金。檢測探針4-3 下端較細(xì)(直徑小于凹槽寬度)插入凹槽下，檢測探針4-3上端較粗且設(shè)有螺紋，與凹槽連 接方式是采用螺母4-4進(jìn)行擰緊固定。每排預(yù)留凹槽4-2中各安裝了 4個檢測探針4-3， 其中的兩個檢測探針4-3分別連接同一臺短路測試設(shè)備的正極端和負(fù)極端(如圖3所示)； 兩排檢測探針4-3分別與兩臺不同類型的短路測試設(shè)備連接，測試設(shè)備分別為絕緣電阻檢 測設(shè)備和交流漏電檢測設(shè)備；不同測試設(shè)備的測試先后和測試持續(xù)的時間由電池閥4-4控 制。在下壓塊對應(yīng)短路測試裝置4-1的位置連接一個可調(diào)節(jié)的高度調(diào)節(jié)塊3-5。在上壓塊 上端3-1上設(shè)置一個厚度測試結(jié)果顯示器5-1，測試數(shù)值由傳感器感應(yīng)上壓塊下端與下壓 塊之間的相對位置獲得。在同一裝置中可設(shè)置多個短路測試裝置4-1，每個測試裝置中可設(shè) 置多排和多個檢測探針4-3，所述檢測探針4-3在平行方向上可自由調(diào)節(jié)間距。所述短路測試裝置4-1可在同一裝置中設(shè)置多個，位于上壓塊的不同位置，實現(xiàn) 同時對多個極組進(jìn)行整形、測試操作；且每個測試裝置中可設(shè)置多排和多個檢測探針4-3， 所述檢測探針4-3在平行方向上可自由調(diào)節(jié)間距，以配合不同極組的不同極耳間距要求。所述檢測檢測探針4-3可以連接一臺檢測設(shè)備，也可以連接多臺檢測設(shè)備，所述 檢測設(shè)備可以相同，也可以不同，即可以對一個極組進(jìn)行多項測試，也可以對多個極組同時 進(jìn)行整形和檢測。所述短路測試裝置4-1通過設(shè)置電磁閥4-4實現(xiàn)測試持續(xù)時間控制和不 同測試設(shè)備的測試先后切換進(jìn)行控制。外接短路測試的設(shè)備可為絕緣電阻測試儀、交流漏 電測試儀，或其它相關(guān)的測試設(shè)備。所述檢測探針4-3為導(dǎo)電性好的金屬材料，材質(zhì)包括純 銅、銅鍍金等。所述厚度檢測裝置設(shè)置于上壓塊任意位置，通過傳感器計算極組整形裝置上壓塊 與下壓塊之間的距離得到，通過連接數(shù)字顯示器顯示厚度值。本實用新型提供的設(shè)備的使用方式為先將待處理的極組放置在下壓塊上，并預(yù)先在下壓塊上固定相應(yīng)的工裝對極組放置位置進(jìn)行定位，將短路檢測設(shè)備的測試線4-6套 接在檢測探針4-3上端的螺紋柱上，調(diào)整設(shè)置在預(yù)留凹槽4-2中的檢測探針4-3位置并擰 緊螺母進(jìn)行固定，確保正、負(fù)極極耳與檢測探針4-3位置對應(yīng)，啟動檢測設(shè)備電源。啟動動 力裝置電源開關(guān)，動力裝置支撐臂2-1在氣缸的動力支持下帶動上壓塊的上端3-1，沿著 整體構(gòu)架1-1的支撐滑軌垂直向下平穩(wěn)運動，通過調(diào)節(jié)氣壓控制上壓塊對下壓塊的施力大 小，來實現(xiàn)當(dāng)上壓塊下端3-2接觸到極組后繼續(xù)向下運動，對極組的壓力達(dá)到IMpa后停止 運動；同時上壓塊上端3-1連接的兩排檢測探針4-3同時壓住極組的極耳開始測試，此時設(shè) 置的電磁閥4-4自動控制兩排檢測探針4-3的斷路與通路，實現(xiàn)在壓實極組持續(xù)2秒后開 始絕緣電阻測試，測試持續(xù)時間為2秒，斷開此測試設(shè)備，再與交流漏電測試設(shè)備連接，測 試時間持續(xù)2秒后斷開，測試過程中出現(xiàn)的不良值由測試設(shè)備報警通知；同時厚度傳感器 感應(yīng)上壓塊下端與下壓塊之間的相對距離，輸出厚度值。測試持續(xù)共6秒，然后氣動裝置的 電源開關(guān)斷開，上壓塊的上端首先離開做向上運動，帶動檢測探針4-3脫離極耳，而后上壓 塊下端脫離極組，完成此次操作。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型提供了一種鋰離子電池極組整形與檢 測設(shè)備，可同時實現(xiàn)鋰離子電池極組的整形、100%的短路與厚度檢測，不僅提高了工作效 率，保證了短路測試的有效性，同時也避免了操作者多次接觸極組對極組造成損傷，從而有 效的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，可在鋰離子電池的批量生產(chǎn)中廣泛推廣使用。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和 潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，包括整體構(gòu)架，極組整形裝置，動力裝置，短路測試裝置；所述的極組整形裝置設(shè)置在所述整體構(gòu)架上，所述動力裝置與所述短路測試裝置設(shè)置在所述極組整形裝置上；所述極組整形裝置包括相對設(shè)置在所述整體構(gòu)架上的上壓塊和下壓塊；所述動力裝置包括一個與所述上壓塊相連接的能夠帶動所述上壓塊相對于所述下壓塊的垂直上下滑動的動力裝置支撐臂；所述短路測試裝置設(shè)置于所述上壓塊上，包括至少一組電池電極短路檢測探針。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，還包括厚度檢 測裝置，所述厚度檢測裝置包括設(shè)置在所述整體構(gòu)架上的用于當(dāng)所述上壓塊和所述下壓塊 將極組壓實后，測量上壓塊和下壓塊的相對距離的測量單元。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述動力裝置 支撐臂設(shè)置于所述上壓板的中部。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述動力裝置 采用壓縮氣體動力或者采用油壓動力。
5.如權(quán)利要求1或3所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述動力裝 置支撐臂依次與傳動件、控制箱、壓力閥連接。
6.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述動力裝置 包括控制系統(tǒng)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)和控制的控制系統(tǒng)；所述動力裝置對上壓塊施加動力的方式包括子母動力的方式或階梯式施力的方式。
7.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述上壓塊是 一個由彈簧相連接的上端和下端兩部分組成，其中的上端與所述動力裝置連接，所述短路 測試裝置設(shè)置于上壓塊的上端。
8.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述下壓塊與 短路測試裝置對應(yīng)的部位設(shè)置一個用于補充電池極耳與下壓塊底部的距離的可升降的高 度調(diào)節(jié)塊。
9.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述下壓塊下 端設(shè)置有用于實現(xiàn)下壓塊水平移動的滑軌。
10.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，其特征在于，所述檢測探針 連接到絕緣電阻測試儀和或交流漏電測試儀，所述短路測試裝置設(shè)置有用于實現(xiàn)測試持續(xù) 時間控制和對不同測試設(shè)備進(jìn)行測試順序切換控制的電磁閥。
專利摘要本實用新型涉及電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，包括有整體構(gòu)架，極組整形裝置，動力裝置，短路測試裝置；所述的極組整形裝置設(shè)置在所述整體構(gòu)架上，所述動力裝置與所述短路測試裝置設(shè)置在所述極組整形裝置上；所述極組整形裝置包括相對設(shè)置在所述整體構(gòu)架上的上壓塊和下壓塊；所述動力裝置包括一個與所述上壓塊相連接的能夠帶動所述上壓塊相對于所述下壓塊的垂直上下滑動的動力裝置支撐臂；所述短路測試裝置設(shè)置于所述上壓塊上，包括至少一組電池電極短路測試探針。本實用新型公開了一種鋰離子電池極組整形與檢測設(shè)備，可一次操作實現(xiàn)鋰離子電池極組整形、短路測試與厚度檢測，提高了工作效率。
文檔編號G01R31/36GK201773892SQ201020280119
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者馮輝, 程君, 陽曉霞, 陳欣 申請人:天津力神電池股份有限公司