圓柱形鋰離子電池自動(dòng)預(yù)化成設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圓柱形鋰離子電池自動(dòng)預(yù)化成設(shè)備，屬于電池制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]圓柱形鋰離子電池的生產(chǎn)工藝中，預(yù)化成是一個(gè)重要的工序，預(yù)化成是用電的能量對電池內(nèi)部活性進(jìn)行激活，在電池負(fù)極形成SEI膜，質(zhì)量好的化成設(shè)備可以保證電池具有較好的充放電性能與循環(huán)壽命。
[0003]目前，由于單體重量大的原因，多數(shù)依賴人工單節(jié)周轉(zhuǎn)的制造方式。人工操作的方法導(dǎo)致出現(xiàn)電池品質(zhì)不良率高，本體易出現(xiàn)人為的劃傷、變形，化成分容數(shù)據(jù)不能可靠追溯，搬運(yùn)流轉(zhuǎn)效率低下，安全性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有圓柱形鋰離子電池預(yù)化成工序中大多依賴人工周轉(zhuǎn)的制造方式而導(dǎo)致勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備數(shù)量多利用率低下，使用安全性差等的問題，本發(fā)明提供一種采用自動(dòng)流轉(zhuǎn)的形式對接前后道自動(dòng)輸送線、以全自動(dòng)的形式完成實(shí)現(xiàn)圓柱形鋰離子電池制造過程高品質(zhì)、高效率的圓柱形鋰離子電池自動(dòng)預(yù)化成設(shè)備。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]圓柱形鋰離子電池自動(dòng)預(yù)化成設(shè)備，包括機(jī)架，其特征在于:還包括設(shè)置在機(jī)架上的若干可變條件的充放電電源箱、若干電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電池托盤、若干托盤輸送機(jī)構(gòu)以及設(shè)置在機(jī)架外PC機(jī)內(nèi)的控制機(jī)構(gòu)，所述的可變條件的充放電電源箱與所述的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過連接導(dǎo)線束電氣連接；所述的電池托盤通過所述的托盤輸送機(jī)構(gòu)傳送到所述的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；若干所述的可變條件的充放電電源箱、電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與托盤輸送機(jī)構(gòu)——對應(yīng)；
[0007]所述的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基板和設(shè)置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基板上的用于放置電池托盤的電池托盤支撐板、探針板升降機(jī)構(gòu)、上探針、下探針、用于連接可變條件的充放電電源箱的連接導(dǎo)線束，所述的電池托盤支撐板的上方設(shè)置有所述的上探針，所述的探針板升降機(jī)構(gòu)用于升降所述的上探針，當(dāng)上探針下降至壓縮行程，所述的上、下探針的接觸面與電池的正負(fù)電極緊密接觸。
[0008]所述的可變條件的充放電電源箱包括電源機(jī)箱和設(shè)置在電源機(jī)箱內(nèi)的用于接收對電池充放電功能的控制的單片機(jī)板、驅(qū)動(dòng)功率板、用于供電的系統(tǒng)輔助電源、充電用AC/DC電源以及散熱風(fēng)機(jī)，所述的單片機(jī)板通過通訊接口與所述的控制機(jī)構(gòu)連接；所述的電源機(jī)箱內(nèi)設(shè)置有若干塊驅(qū)動(dòng)功率板，每塊所述的驅(qū)動(dòng)功率板上設(shè)有若干路充放電電路，所述的充放電電路與所述的充電用AC/DC電源連接。針對單節(jié)圓柱形鋰離子電池充放電的DC/DC單元，電池電壓和充放電電流的實(shí)時(shí)高精度高速采樣線路，接受精確控制的充放電恒壓控制線路，接受精確控制的充放電恒流控制線路，電壓電流異常保護(hù)線路；單片機(jī)及其內(nèi)置軟件包括通訊和控制接口，可按照預(yù)定通訊協(xié)議與設(shè)置于PC機(jī)內(nèi)的控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，采集電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并對電池的充放電過程進(jìn)行控制，并根據(jù)需要對電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；充電用AC/DC電源連接電網(wǎng)和DC/DC單元，將電網(wǎng)能量由交流轉(zhuǎn)換為直流并降壓；系統(tǒng)輔助電源連接電網(wǎng)和電子線路各部分供電端，為各芯片和器件提供所需電能。
[0009]所述的驅(qū)動(dòng)功率板包括多路程控DC/DC單元、電壓電流采集線路、散熱器和恒流恒壓控制線路。
[0010]所述的電池托盤包括托盤本體，所述的托盤本體上設(shè)置有若干用于放置電池的電池放置槽和電池托盤ID號碼。
[0011 ] 所述的電池放置槽有256個(gè)，電池直立放置在所述的電池放置槽內(nèi)。
[0012]所述的電池托盤支撐板上設(shè)置有用于限制探針板下降位置的限位塊。
[0013]所述的托盤輸送機(jī)構(gòu)包括上層導(dǎo)入輸送線和下層導(dǎo)入輸送線，所述的上層導(dǎo)入輸送線和下層導(dǎo)入輸送線分別與上層的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、下層的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)配合使用。
[0014]電池托盤采用阻燃材質(zhì)，注塑成型，每次可裝載256節(jié)電池，電池在電池托盤中為直立放置形式，在轉(zhuǎn)運(yùn)中保護(hù)電池本體不受損傷。這種托盤形式充分利用圓柱形鋰離子電池的外形高度高，直徑小的特點(diǎn)，最大效率的利用了平面空間，節(jié)省了生產(chǎn)和儲存的占地，同時(shí)，在生產(chǎn)流轉(zhuǎn)中，以電池托盤為載體，也大大提高流轉(zhuǎn)的效率和安全性。
[0015]使用時(shí)，機(jī)器或人工方式將電池托盤放置在電池托盤支撐板上，探針板升降機(jī)構(gòu)將上探針板下降，并連同電池托盤一起下降至限位塊限定位置，使上、下探針的接觸面和電池正負(fù)電極緊密接觸，并達(dá)到設(shè)定壓縮行程，通過連接導(dǎo)線束通電進(jìn)行工作。電池托盤內(nèi)的256節(jié)電池同時(shí)夾裝，每節(jié)電池的工作狀態(tài)可以達(dá)到很好的一致性，相對于傳統(tǒng)的人工裝夾操作可以大幅度提高生產(chǎn)效率，杜絕因操作不當(dāng)造成的不良品。
[0016]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0017]1、該設(shè)備可完成方形鋰離子電池的化成和分容兩個(gè)工序，簡化設(shè)備品種，提高生產(chǎn)效率。
[0018]2、采用托盤作為鋰電池制造環(huán)節(jié)載體配合自動(dòng)物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化成分容功能，實(shí)現(xiàn)方形鋰離子電池制造過程的高品質(zhì)、高效率、可追溯性。
[0019]3、每節(jié)電池的工作狀態(tài)可以達(dá)到很好的一致性，相對于傳統(tǒng)的人工單節(jié)裝夾操作可以大幅度提高生產(chǎn)效率，杜絕因操作不當(dāng)造成的不良品。
【附圖說明】
[0020]圖1a是本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖1b是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)平面示意圖。
[0022]圖2a是本發(fā)明可變條件充放電電源箱結(jié)構(gòu)立體圖。
[0023]圖2b是本發(fā)明可變條件充放電電源箱結(jié)構(gòu)平面圖。
[0024]圖2c是本發(fā)明系統(tǒng)輔助電源示意圖。
[0025]圖2d是本發(fā)明散熱風(fēng)機(jī)示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)功率板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4a是本發(fā)明電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)立體圖。
[0028]圖4b是本發(fā)明電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)平面圖。
[0029]圖4c是本發(fā)明電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)局部示意圖。
圖4d是本發(fā)明限位塊位置示意圖。
[0030]圖5是本發(fā)明托盤輸送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]參照圖1a至圖5，圓柱形鋰離子電池自動(dòng)預(yù)化成設(shè)備，包括機(jī)架1，還包括設(shè)置在機(jī)架I上的若干可變條件的充放電電源箱2、若干電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、電池托盤4、若干托盤輸送機(jī)構(gòu)5以及設(shè)置在機(jī)架I外PC機(jī)內(nèi)的控制機(jī)構(gòu)，所述的可變條件的充放電電源箱2與所述的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3通過連接導(dǎo)線束36電氣連接；所述的電池托盤4通過所述的托盤輸送機(jī)構(gòu)5傳送到所述的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3 ;若干所述的可變條件的充放電電源箱
2、電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3與托盤輸送機(jī)構(gòu)5 對應(yīng)；
[0032]所述的電池夾裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基板31和設(shè)置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基板31上的用于放置電池托盤的電池托盤支撐板32、探針板升降機(jī)構(gòu)33、上探針34、下探針35、用于連接可變條件的充放電電源箱的連接導(dǎo)線束36，所述的電池托盤支撐板32的上方設(shè)置有所述的上探針