一种真空仓锂电池化成设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种真空仓锂电池化成设备。包括线体以及依次设置在线体上的上料工位、拔除胶钉工位以及负压化成工位，上述三个工位之间通过线性往复式移动机构串联，所述的上料工位包括承载板，所述的承载板上放置装有锂电池的老化托盘，所述的承载板沿线性往复式移动机构限定的方向依次前行至拔除胶钉工位及负压化成工位。由上述技术方案可知，本实用新型专利技术采用线性往复式移动机构将上料工位、拔除胶钉工位及负压化成工位整合在一起；同时可以完成化成过程中负压、电流、电压以及温度的实时监控，为确定优良的负压化成工艺路线提供了数据支持。

【技术实现步骤摘要】
一种真空仓锂电池化成设备
本技术涉及一种真空仓锂电池化成设备。
技术介绍
环保一直是人们热议的话题，在影响环境的各种不利因素中，全球变暖、可持续发展、优化能源结构等成了当中比较亮丽的字眼。从目前的发展状况来说，开发新能源和可再生能源是能源得到可持续发展的应有之义。世界范围内的能源供应结构里，煤炭、石油与天然气等不可再生能源占据了绝大部分，新能源和可再生能源的开发不足，这不仅会造成环境污染等一系列的问题，也严重制约着能源的发展。锂电池目前作为呼声较高的新能源，得到世界范围内的认可，现在全球锂电池商场以中国、韩国和日本为主。中国受益于近年的新能源轿车的补贴政策，也得到了较为迅速的发展。目前，锂电池在化成过程所形成的SEI膜对于锂电池的性能起着至关重要的约束作用。稳定优秀的SEI膜可以保证电池的容量稳定，循环次数可以稳定提高，减少了锂电池在使用过程中因为SEI膜不稳而产生的各种质量问题。制约SEI膜形成的因素众多，主要有温度，湿度以及充电的电流大小。目前，电池在化成时主要是将电池置于大环境中，其温度、湿度等不易控制，且存在不均匀性；同时前后工位之间是分开的，需要通过人工或其他转运方式进行周转，效率低下。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种真空仓锂电池化成设备，该设备可对化成的环境温度进行管控，同时也便于通过调整环境温度和负压的数值来研究锂电池SEI膜的形成过程。为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：包括线体以及依次设置在线体上的上料工位、拔除胶钉工位以及负压化成工位，上述三个工位之间通过线性往复式移动机构串联，所述的上料工位包括承载板，所述的承载板上放置装有锂电池的老化托盘，所述的承载板沿线性往复式移动机构限定的方向依次前行至拔除胶钉工位及负压化成工位。所述的线性往复式移动机构包括伺服电机、与伺服电机的输出端通过联轴器相连的滚珠丝杆、与滚珠丝杆形成丝杆螺母运动的螺母，所述的螺母固定在承载板的底部，所述的线性往复式移动机构还包括设置在线体上的滑轨以及设置在承载板上与滑轨相配合的滑块。所述的联轴器为膜片式联轴器，所述滚珠丝杆的导程为5mm，且滚珠丝杆靠近上料工位的支撑端设有起防护作用的钣金块。所述承载板的四周开设有用于安装密封条的安装槽，所述安装槽的直径为8mm，所述的密封条通过结构胶固定在安装槽内，密封条采用发泡的硅胶条或者软橡胶条。所述承载板的上板面设有用于对老化托盘进行定位的定位销，所述的定位销呈对角方向布置两个。所述的拔除胶钉工位包括拔钉主体，所述的拔钉主体上设置有用于拔除锂电池胶钉的夹爪气缸，所述的拔钉主体与KK模组相连以调节拔钉主体在X、Y、Z轴上的位置，所述夹爪气缸设置的个数为老化托盘上每行锂电池的最小公倍数。所述的拔钉主体上还设有用于压紧锂电池的压紧装置，所述的压紧装置包括水平方向布置的压板以及驱动压板上下移动的下压气缸，所述的压板由高分子非金属材料与铝板组合而成。所述的负压化成工位包括跨设在线体上的支架，所述的支架包括水平设置的支撑板以及设置在支撑板四角处的支撑腿，所述支撑板的下方设有真空腔体，所述真空腔体的底面为敞口状，真空腔体包括顶板及设置在顶板下板面的方形围板，所述的真空腔体内设有针板，所述的针板与顶板之间通过导向轴及压缩弹簧形成弹性连接，所述针板的下板面集成集成有多个化成单元，所述的化成单元包括嵌入针板下板面的安装板以及设置在安装板上的电流探针及电压探针，所述的电流探针与电压探针各设置两个，且两个电流探针及两个电压探针分别呈对角设置，所述安装板的中间位置还设置有温度传感器。所述支撑板的上方设有驱动真空腔体上下移动的气缸，所述的承载板运行至负压化成工位后，气缸驱动真空腔体下移直至与承载板相接触形成密闭腔体并通过真空泵对该密闭腔体进行抽真空作业，所述的真空腔体内设有压力传感器、自动破真空的阀门、风扇、加热电阻丝及负压表。所述的上料工位、拔除胶钉工位及负压化成工位处分别设有罩体。由上述技术方案可知，本技术采用线性往复式移动机构将上料工位、拔除胶钉工位及负压化成工位整合在一起；同时可以完成化成过程中负压、电流、电压以及温度的实时监控，为确定优良的负压化成工艺路线提供了数据支持。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术去除罩体后的结构示意图；图3是本技术线性往复式移动机构的结构示意图；图4是本技术承载板的结构示意图；图5是本技术拔除胶钉工位的结构示意图；图6是本技术拔钉主体及压紧装置的结构示意图；图7是本技术负压化成工位的结构示意图；图8是本技术真空腔体的结构示意图；图9是本技术单个化成单元的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明：如图1、图2所示的一种真空仓锂电池化成设备，包括线体1以及依次设置在线体上的上料工位2、拔除胶钉工位3以及负压化成工位4，上料工位2、拔除胶钉工位3及负压化成工位4处分别设有罩体，上述三个工位之间通过线性往复式移动机构串联，便于集成化的控制。即本技术的化成设备主要用于锂电池从高温老化库出来到化成结束转运到下一工位的工艺过程。上料工位2可以由人工进行托盘上料，或者也可以配合机械手完成自动上料动作；拔除胶钉工位3的作用是通过机械动作自动完成电池顶部化成过程胶钉的剔除工作，确保进入到下一工位的都是没有过程胶钉的电池；负压化成工位4主要完成锂电池在负压环境下的化成功能，通过真空的环境来减少空气中的水分对于锂电池化成的影响，另外还可以排除锂电池在化成过程中产生的气体。整个动作过程可以通过PLC来进行联动控，化成过程的工步和数据保留需要上位机的支持。进一步的，如图3所示，线性往复式移动机构包括伺服电机51、与伺服电机51的输出端通过联轴器52相连的滚珠丝杆53、与滚珠丝杆53形成丝杆螺母运动的螺母54，螺母54固定在承载板21的底部；伺服电机51具有优导师的位置精度控制功能，滚珠丝杆53则是精度的输出段，承载板21与螺母54刚性连接，滚珠丝杆53转动带动螺母54发生位移，完成各个点位的停靠动作；线性往复式移动机构还包括设置在线体1上的滑轨55以及设置在承载板21上与滑轨55相配合的滑块。即承载板21与滚珠丝杆53的螺母54相连，并采用滑块与滑轨55作为导向，再由伺服电机51作为动力驱动源，可实现多点的精确定位，满足了设备多工位的集成功能。更进一步的，联轴器52为膜片式联轴器，具备一定的偏心纠正功能，同时可以保证转运过程中电机的输出扭矩平稳，不会产生过大的偏差；滚珠丝杆53的导程为5mm，也就是采用导程为5mm的丝杆，精度可以控制在0.1mm，完全可以满足各个点位的停靠需求；滚珠丝杆53靠近上料工位2的支撑端设有起防护作用的钣金块56，可避免人员操作时会有衣服或者其他杂物进入到丝杆组，引起不必要的事故。进一步的，上料工位2包括承载板21，承载板21上放置装有锂电池10的老化托盘20，承载板21沿线性往复式移动机构限定的方向依次前行至拔除胶钉工位3及负压化成工位4。优选的，承载板21的上板面设有用于对老化托盘进行定位的定位销23，定位销23可以防止物料在转运过程中产生位移从而影响其他工位的工作；定位销23呈对角方向布置两个。即锂电池10经过高温老化后，由机械手将老化托盘20抓起运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空仓锂电池化成设备，其特征在于：包括线体（1）以及依次设置在线体上的上料工位（2）、拔除胶钉工位（3）以及负压化成工位（4），上述三个工位之间通过线性往复式移动机构串联，所述的上料工位（2）包括承载板（21），所述的承载板上放置装有锂电池（10）的老化托盘（20），所述的承载板（21）沿线性往复式移动机构限定的方向依次前行至拔除胶钉工位（3）及负压化成工位（4）。

【技术特征摘要】
1.一种真空仓锂电池化成设备，其特征在于：包括线体（1）以及依次设置在线体上的上料工位（2）、拔除胶钉工位（3）以及负压化成工位（4），上述三个工位之间通过线性往复式移动机构串联，所述的上料工位（2）包括承载板（21），所述的承载板上放置装有锂电池（10）的老化托盘（20），所述的承载板（21）沿线性往复式移动机构限定的方向依次前行至拔除胶钉工位（3）及负压化成工位（4）。2.根据权利要求1所述的真空仓锂电池化成设备，其特征在于：所述的线性往复式移动机构包括伺服电机（51）、与伺服电机（51）的输出端通过联轴器（52）相连的滚珠丝杆（53）、与滚珠丝杆（53）形成丝杆螺母运动的螺母（54），所述的螺母（54）固定在承载板（21）的底部，所述的线性往复式移动机构还包括设置在线体（1）上的滑轨（55）以及设置在承载板（21）上与滑轨（55）相配合的滑块。3.根据权利要求2所述的真空仓锂电池化成设备，其特征在于：所述的联轴器（52）为膜片式联轴器，所述滚珠丝杆（53）的导程为5mm，且滚珠丝杆（53）靠近上料工位（2）的支撑端设有起防护作用的钣金块（56）。4.根据权利要求1所述的真空仓锂电池化成设备，其特征在于：所述承载板（21）的四周开设有用于安装密封条的安装槽（22），所述安装槽（22）的直径为8mm，所述的密封条通过结构胶固定在安装槽（22）内，密封条采用发泡的硅胶条或者软橡胶条。5.根据权利要求1或4所述的真空仓锂电池化成设备，其特征在于：所述承载板（21）的上板面设有用于对老化托盘进行定位的定位销（23），所述的定位销（23）呈对角方向布置两个。6.根据权利要求1所述的真空仓锂电池化成设备，其特征在于：所述的拔除胶钉工位（3）包括拔钉主体（31），所述的拔钉主体（31）上设置有用于拔除锂电池胶钉的夹爪气缸（32），所述的拔钉主体（31）与KK模组（33）相连以调节拔钉主体（31）在X、...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文雨，刘畅，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34