一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及储能器件拆解领域，特别涉及一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置。该拆解装置包括“[”型支架、动模块、定模块和旋转手柄。本实用新型专利技术只需要通过手套箱小过渡仓即可实现此拆解装置在手套箱内外的方便转移，能够低成本、便捷地完成拆解作业，拆解精确度好，整个拆解过程可实现电极片的无损、高效取出，省时省力，有效提高储能器件失效分析过程中的拆解效率。中的拆解效率。中的拆解效率。

A portable button type electrochemical energy storage device disassembly device

【技术实现步骤摘要】
一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置


[0001]本技术涉及储能器件拆解领域，特别涉及一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置。

技术介绍

[0002]在能源危机和环境污染的大背景下，以锂离子电池和超级电容器为代表的电化学器件成为了21世纪发展的主流能源储存器件。但电化学储能器件在生产、运输、使用或长时间放置过程中会出现失效，轻则影响器件的性能和可靠性，重则可能会导致整体储能组件停止工作或引发安全问题。这些失效现象包括容量衰减(跳水)、一致性差、易自放电、高低温性能衰减、循环寿命短、内阻大、电池包电压异常、产气、漏液、短路、变形、热失控等。对电化学储能器件失效进行准确诊断并探究其失效机理是化学储能器件失效分析的主要任务，对锂电池性能提升和技术发展也具有深远意义。
[0003]当前，纽扣式储能器件是在实验室中，对现有材料的性能检测，开展新材料、新工艺产品初步的电化学性能测试与评价的重要手段。纽扣式储能器件所需材料少、工艺流程短，对新材料的性能可以进行较为准确地测量，对该材料的开发与制备、全电池设计与应用有着重要意义。然而，以CR2032、CR2025、 CR2016等为代表的扣式外壳一旦封装，就很难拆解，如果采用钳子等暴力拆解，就会造成电极片被撕裂、材料掉落等永久性破坏，无法准确地诊断和探究其失效机制。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了克服上述扣式外壳拆解存在的不足，提供一种实现扣式外壳的正极和负极实现高效分离、电极片无损提取的小巧轻便、便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置。
[0005]为实现上述目的，本技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置，包括“[”型支架、动模块、定模块和旋转手柄；
[0007]所述动模块由中空圆柱体和施压柱组成；
[0008]所述中空圆柱体的一个端面为内凹的锥形斜面，在中空圆柱体的内壁设有至少三个梯形滑槽，在内凹的锥形斜面上设有至少三个导向杆；所述施压柱为圆柱体，在所述施压柱的外壁设有至少三个梯形滑块，梯形滑块与梯形滑槽相匹配；所述施压柱设于中空圆柱体的内腔，且梯形滑块与梯形滑槽相契合，使施压柱在中空圆柱体内上下滑动；
[0009]所述定模块由承压柱、筒体和弹簧圈组成；所述筒体的一个端面为外凸的锥形斜面，外凸的锥形斜面与所述中空圆柱体的内凹的锥形斜面相匹配，在所述外凸的锥形斜面上设有至少三个导向孔，导向孔位置和个数与导向杆相匹配；所述弹簧圈设置于筒体内腔中，承压柱设置于筒体内腔中，且位于弹簧圈的上方；
[0010]所述定模块设置于“[”型支架的下板面上；所述动模块的导向杆穿过定模块的导
向孔使动模块安装于定模块的上方；在所述“[”型支架的上板面设有螺孔，在所述施压柱的顶端设有螺杆，所述螺杆穿过“[”型支架上板面的螺孔，与旋转手柄连接。
[0011]进一步，所述施压柱上设有至少三个梯形凹槽，施压柱与梯形滑块通过内六角螺丝或固定连接杆相连接，使梯形滑块被紧固于梯形凹槽内。本技术设置至少三个梯形凹槽，可以较好地保证施压柱沿着中心轴的轴向垂直升降，而不会偏离中心；同时梯形的滑块嵌入到施压柱上的梯形凹槽内，并通过内六角螺丝或固定连接杆紧固于施压柱上，可拆卸式模块化设计便于设备的安装；且梯形滑块大头处嵌入中空圆柱体内，保证了定位精度。
[0012]进一步，所述中空圆柱体的内凹锥形斜面与导向杆的夹角θ为30
‑
35
°
。通过设计中空圆柱体的内凹锥形斜面与导向杆的夹角θ为30
‑
35
°
，保证在下压过程中，沿向下的轴向方向上有更大的压力，可利用中空圆柱体的重力作用，使中空圆柱的内凹锥形斜面与筒体的外凸锥形斜面紧密贴合，并在设计的导向杆作用下，保证了施压柱与承压柱、中空圆柱体与筒体均可中心对正。
[0013]进一步，所述导向杆伸出中空圆柱体内凹锥形斜端面的下端部分呈锥形，导向杆靠近中空圆柱体顶部端面的直径大于伸出中空圆柱体内凹锥形斜端面的直径，导向杆通过导向杆安装孔以过盈配合的方式固定于中空圆柱体上。导向杆是装置中放入拟拆卸的扣式电池，但中空圆柱体的内凹锥形斜面与筒体的外凸锥形斜面尚未贴合前，保证施压柱与承压柱、中空圆柱体与筒体中心对正的重要机构；导向杆下端锥形设计，可以有效利用锥面的引导作用，使导向管顺利、准确地插入导向杆安装孔中；导向杆上端粗、下端细直径设计，可以使导向杆在导向杆安装孔内处于过盈配合状态，在压力作用下，中空圆柱体与筒体相互靠近过程中，导向杆不会从导向杆安装孔中滑出，且会越来越紧固安装，简化了结构、获得了良好的预期效果。
[0014]进一步，所述梯形凹槽和梯形滑块的长度均大于施压柱高度的1/3，并小于施压柱高度的一半，这样保证施压柱底部为完整的圆柱，且在梯形滑块作用下，可沿着轴向升降。
[0015]进一步，所述梯形滑槽的长度比梯形滑块的长度长2
‑
5倍的纽扣电池正极外壳厚度。梯形滑块的底部嵌入到梯形滑槽内，且可沿着梯形滑槽上下移动，同时为了能够实现拆卸扣式器件的功能，需要保证在加压条件下，施压块可充分下移，且至少可到达与筒体凸锥斜面的顶端端面相平行的位置，因而需要梯形滑槽的长度比梯形滑块的长度长2
‑
5倍的纽扣电池正极外壳厚度。
[0016]进一步，所述施压柱的直径比纽扣电池负极壳外径大1
‑
2.5mm，并小于纽扣电池正极壳内径。本技术的目的是较为完整地拆卸纽扣式储能器件，为了保证拆卸的完整性，施压柱的直径不能太小，如直径过小，在正极外壳处所受压强过大，会导致仅在器件外壳中心位置受力，此时不仅所需扭矩大，而且中心局部受力会使外壳撕裂，难以保证拆卸的完整性；如直径过大，则可能导致施压柱直径大于筒体而无法进入筒体中，有可能无法使器件的正负极外壳完整分离，同时还可能在高压力下，使筒体凸锥斜面的顶端受力卷曲，使整个装置损坏。
[0017]进一步，所述承压柱的直径与纽扣电池负极壳外径相差
±
0.5mm。在拆解过程中，承压柱承担着支撑负极壳的作用；在拆解完成后，解除压力后，承压柱在弹簧作用下将负极壳弹出筒体。因而，承压柱的直径应与纽扣电池负极壳外径相近。如太小，不利于纽扣器件放置支撑，使其保持平衡；如过大，则会导致筒体直径过大，甚至大于纽扣器件的正极外径，
就无法实现拆除功能。
[0018]进一步，所述筒体的外凸锥形斜面的端口直径大于纽扣电池负极壳外直径，并小于纽扣电池负极壳外直径与电池壳负极密封圈直径之和，以保证筒体的外凸锥形斜面端面正好嵌入到了纽扣式器件的正极壳与负极壳之间；同时，筒体的外凸锥形斜面设计，可以利用斜面，将竖直方向的压力转换为垂直于器件外壳轴向的水平作用力，在该力的作用下，强力将纽扣式器件正极壳的下边缘呈弧形封口打开，并与负极壳分离。
[0019]进一步，所述“[”型支架、旋转手柄、螺杆、梯形凹槽、导向杆、施压柱、梯形滑块、中空圆柱体、梯形滑槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置，其特征在于，包括“[”型支架(1)、动模块(2)、定模块(3)和旋转手柄(4)；所述动模块(2)由中空圆柱体(206)和施压柱(204)组成；所述中空圆柱体(206)的一个端面为内凹的锥形斜面，在中空圆柱体(206)的内壁设有至少三个梯形滑槽(207)，在内凹的锥形斜面上设有至少三个导向杆(203)；所述施压柱(204)为圆柱体，在所述施压柱(204)的外壁设有至少三个梯形滑块(205)，梯形滑块(205)与梯形滑槽(207)相匹配；所述施压柱(204)设于中空圆柱体(206)的内腔，且梯形滑块(205)与梯形滑槽(207)相契合，使施压柱(204)在中空圆柱体(206)内上下滑动；所述定模块(3)由承压柱(301)、筒体(303)和弹簧圈(304)组成；所述筒体(303)的一个端面为外凸的锥形斜面，外凸的锥形斜面与所述中空圆柱体(206)的内凹的锥形斜面相匹配，在所述外凸的锥形斜面上设有至少三个导向孔(302)，导向孔(302)位置和个数与导向杆(203)相匹配；所述弹簧圈(304)设置于筒体(303)内腔中，承压柱(301)设置于筒体(303)内腔中，且位于弹簧圈(304)的上方；所述定模块(3)设置于“[”型支架(1)的下板面上；所述动模块(2)的导向杆(203)穿过定模块(3)的导向孔(302)使动模块(2)安装于定模块(3)的上方；在所述“[”型支架(1)的上板面设有螺孔(106)，在所述施压柱(204)的顶端设有螺杆(201)，所述螺杆(201)穿过“[”型支架(1)上板面的螺孔(106)，与旋转手柄(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置，其特征在于，所述施压柱(204)上设有至少三个梯形凹槽(202)，施压柱(204)与梯形滑块(205)通过内六角螺丝或固定连接杆相连接，使梯形滑块(205) 被紧固于梯形凹槽(202)内。3.根据权利要求2所述的一种便携式纽扣式电化学储能器件拆解装置，其特征在于，所述中空圆柱体(206)的内凹锥形斜面与导向杆(203)的夹角θ为30
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【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，陈成猛，刘燕珍，谢莉婧，孔庆强，孙国华，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：新型
国别省市：