一种用于刀片电芯的立式负压化成装置的制作方法

1.本实用新型涉及电芯化成技术领域，特别指一种用于刀片电芯的立式负压化成装置。


背景技术：

2.动力电池的性能参数是新能源汽车的重要指标之一，刀片电芯(双侧出极柱电池)通过结构创新，在成组时可以跳过“模组”，大幅提高了体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。刀片电芯相较于传统的电芯，体积利用率提升了50％以上，也就是说续航里程可提升50％以上，达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。
3.为了使刀片电芯的阳极形成致密的sei膜，使刀片电芯的化学性质稳定，需要对注射电解液后的刀片电芯进行首次充放电，这个过程称之为化成；作为刀片电芯整个产品生命周期中的首次得电，化成工艺的好坏直接决定了刀片电芯的质量。
4.针对刀片电芯的化成，传统上采取横向放置进行化成的方法，而注液口位于刀片电芯的正极侧，即刀片电芯横向放置时注液口并不位于水平最高点，由于刀片电芯内部存在电解液，使得横向放置的刀片电芯在化成时电解液极易从注液口流出，而电解液的流出无形中增加了二次注液的注液量，造成单体电芯成本的提高，资源的浪费，且电解液是一种腐蚀性极强的溶液，电解液的流出容易溅至设备表面，拔高了设备本身的耐蚀性能要求，增加了设备制作成本，电解液的外露也无形中也增加了员工误触等安全风险。
5.因此，如何提供一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，实现降低刀片电芯的化成成本，提升化成安全性，成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，实现降低刀片电芯的化成成本，提升化成安全性。
7.本实用新型是这样实现的：一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，包括：
8.一个下压合组件；
9.一个上压合组件，设于所述下压合组件的正上方；
10.四根立柱，两端分别与所述下压合组件和上压合组件连接；
11.所述下压合组件包括：
12.一个下升降架；
13.两块托盘导向板，并行设于所述下升降架的顶端；
14.若干个万向滚轮，并排设于所述下升降架的顶端，位于所述托盘导向板的内侧；
15.两个托盘限位块，设于所述下升降架的顶端，位于所述万向滚轮的末端；
16.至少一个负极探针模组，设于所述下升降架上；
17.至少一个下温度探针模组，设于所述下升降架上；
18.两个下压合气缸，设于所述下升降架上，用于驱动所述负极探针模组和下温度探
针模组进行升降；
19.一个定位机构，设于所述下升降架上。
20.进一步地，所述下升降架包括：
21.一个第一下框架，顶端与所述立柱的底端连接；
22.一个第一上框架，设于所述第一下框架的正上方；所述托盘导向板、万向滚轮、托盘限位块、下压合气缸以及定位机构均设于第一上框架上；
23.八个第一导向轴支座，分别设于所述第一下框架和第一上框架上；
24.四个第一直线轴承；
25.四根第一导向轴，通过所述第一直线轴承与第一下框架和第一上框架上的第一导向轴支座连接；
26.一个下压合活动框架，套设在所述第一直线轴承上；所述负极探针模组以及下温度探针模组均设于下压合活动框架上；所述下压合气缸的动力输出端与下压合活动框架连接。
27.进一步地，所述定位机构包括：
28.至少一个定位销套，设于所述下升降架上；
29.至少一个定位销，设于所述定位销套内；
30.至少一个升降气缸，设于所述下升降架上，动力输出端与所述定位销连接。
31.进一步地，所述上压合组件包括：
32.一个上升降架；
33.一个换型机构，设于所述上升降架上；
34.一个上压合活动框架，设于所述上升降架内；
35.四个第二导向轴支座，设于所述上升降架上；
36.四个第二直线轴承；
37.四根第二导向轴，通过所述第二直线轴承与第二导向轴支座以及上压合活动框架连接；
38.两个上压合气缸，对称设于所述上升降架上，动力输出端与所述上压合活动框架连接；
39.至少一个正极探针模组，设于所述上压合活动框架上；
40.至少一个上温度探针模组，设于所述上压合活动框架上；
41.至少一个负压吸嘴模组，设于所述上压合活动框架上。
42.进一步地，所述上升降架包括：
43.一个第二下框架，底端与所述立柱的顶端连接；
44.一个第二上框架，设于所述第二下框架的正上方；
45.八个第三导向轴支座，分别设于所述第二下框架和第二上框架上；
46.四个第三直线轴承；
47.四根第三导向轴，通过所述第三直线轴承与第二下框架和第二上框架上的第三导向轴支座连接。
48.进一步地，所述换型机构包括：
49.一个直角转向器，设于所述第二上框架顶端的中部；
50.三个梅花键型联轴器，与所述直角转向器的三个输出端连接；
51.若干个带座轴承，设于所述第二上框架的顶端；
52.三根传动轴，通过所述带座轴承与各梅花键型联轴器连接；
53.一个手轮，与和两根所述传动轴垂直的传动轴连接；
54.两个升降传动子机构，一端与相互平行的所述传动轴连接，另一端与所述第二下框架连接。
55.进一步地，所述升降传动子机构包括：
56.一个丝杆固定座，设于所述第二上框架的侧边；
57.一个丝杆螺母，设于所述第二下框架上；
58.一个丝杆限位挡片，设于所述丝杆螺母的底端；
59.一根t型丝杆，上端穿过所述丝杆固定座，下端与所述丝杆螺母连接；
60.一个伞形齿轮，一端与所述t型丝杆的顶端啮合，另一端与所述传动轴连接。
61.本实用新型的优点在于：
62.1、通过在立柱的顶端和底端分别设置上压合组件和下压合组件，上压合组件通过上压合气缸联动上压合活动框架进行升降，下压合组件通过下压合气缸联动下压合活动框架进行升降，而正极探针模组、上温度探针模组以及负压吸嘴模组设于上压合活动框架上，负极探针模组以及下温度探针模组设于下压合活动框架上，即采取立式的方式对刀片电芯进行化成，使刀片电芯的注液口相对于电解液位于水平的最高点，避免电解液化成过程中溢出，不仅减少了二次注液的注液量，还避免设备被电解液腐蚀，并降低了员工误触的安全风险，进而极大的降低了刀片电芯的化成成本，极大的提升了化成安全性。
63.2、通过在上压合组件设置换型机构，通过换型机构即可调整第二下框架和第二上框架的间距，即调节上压合活动框架的高度，进而匹配不同尺寸的刀片电池，极大的提升了立式负压化成装置的兼容性。
附图说明
64.下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
65.图1是本实用新型一种用于刀片电芯的立式负压化成装置的结构示意图。
66.图2是本实用新型下压合组件的结构示意图。
67.图3是本实用新型上压合组件的结构示意图。
68.标记说明：
69.100-一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，1-下压合组件，2-上压合组件，3-立柱，4-刀片电芯，5-托盘，11-下升降架，12-托盘导向板，13-万向滚轮，14-托盘限位块，15-负极探针模组，16-下温度探针模组，17-下压合气缸，18-定位机构，111-第一下框架，112-第一上框架，113-第一导向轴支座，114-第一直线轴承，115-第一导向轴，116-下压合活动框架，181-定位销套，182-定位销，183-升降气缸，21-上升降架，22-换型机构，23-上压合活动框架，24-第二导向轴支座，25-第二直线轴承，26-第二导向轴，27-上压合气缸，281-正极探针模组，282-上温度探针模组，283-负压吸嘴模组，211-第二下框架，212-第二上框架，213-第三导向轴支座，214-第三直线轴承，215-第三导向轴，221-直角转向器，222-梅花键型联轴器，223-带座轴承，224-传动轴，225-手轮，226-升降传动子机构，2261-丝杆固定座，
2262-丝杆螺母，2263-丝杆限位挡片，2264-t型丝杆，2265-伞形齿轮。
具体实施方式
70.本实用新型实施例通过提供一种用于刀片电芯的立式负压化成装置100，解决了现有技术中刀片电芯横置化成时，电解液极易从注液口流出，增加了二次注液的注液量，并拔高了设备本身的耐蚀性能要求，且无形中也增加了员工误触等安全风险的技术问题，实现了极大的降低了刀片电芯的化成成本，极大的提升了化成安全性的技术效果。
71.本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：在上压合活动框架23上设置正极探针模组281、上温度探针模组282以及负压吸嘴模组283，在下压合活动框架116上设置负极探针模组15以及下温度探针模组16，采取立式的方式对刀片电芯4进行化成，避免电解液化成过程中溢出，以降低刀片电芯4的化成成本，提升化成安全性。
72.为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
73.请参照图1至图3所示，本实用新型一种用于刀片电芯的立式负压化成装置100的较佳实施例，包括：
74.一个下压合组件1，用于承载装有刀片电芯4的托盘5，并控制所述负极探针模组15以及下温度探针模组16从刀片电芯4的下端进行压合；
75.一个上压合组件2，设于所述下压合组件1的正上方，用于控制所述正极探针模组281、上温度探针模组282以及负压吸嘴模组283从刀片电芯4的上端进行压合；
76.四根立柱3，两端分别与所述下压合组件1和上压合组件2连接，为所述立式负压化成装置100的支撑件；
77.所述下压合组件1包括：
78.一个下升降架11，用于联动所述负极探针模组15以及下温度探针模组16进行升降；
79.两块托盘导向板12，并行设于所述下升降架11的顶端，用于托盘5进料时的导向；
80.若干个万向滚轮13，并排设于所述下升降架11的顶端，位于所述托盘导向板12的内侧，用于托盘5的进出料；
81.两个托盘限位块14，设于所述下升降架11的顶端，位于所述万向滚轮13的末端，用于托盘5传输到位时的限位；
82.至少一个负极探针模组15，设于所述下升降架11上，用于压合刀片电芯4下端的负极极柱(未图示)；
83.至少一个下温度探针模组16，设于所述下升降架11上，用于压合刀片电芯4下端的壳体(未图示)以测量温度；
84.两个下压合气缸17，设于所述下升降架11上，用于驱动所述负极探针模组15和下温度探针模组16进行升降；
85.一个定位机构18，设于所述下升降架11上，用于对托盘5进行定位。
86.所述下升降架11包括：
87.一个第一下框架111，顶端与所述立柱3的底端连接；
88.一个第一上框架112，设于所述第一下框架111的正上方；所述托盘导向板12、万向
滚轮13、托盘限位块14、下压合气缸17以及定位机构18均设于第一上框架112上；
89.八个第一导向轴支座113，分别设于所述第一下框架111和第一上框架112上；
90.四个第一直线轴承114；
91.四根第一导向轴115，通过所述第一直线轴承114与第一下框架111和第一上框架112上的第一导向轴支座113连接；
92.一个下压合活动框架116，套设在所述第一直线轴承114上；所述负极探针模组15以及下温度探针模组16均设于下压合活动框架116上；所述下压合气缸17的动力输出端与下压合活动框架116连接。
93.所述定位机构18包括：
94.至少一个定位销套181，设于所述下升降架11上；
95.至少一个定位销182，设于所述定位销套181内；
96.至少一个升降气缸183，设于所述下升降架11上，动力输出端与所述定位销182连接；所述升降气缸183用于驱动定位销182在定位销套181内升降，进而对托盘5进行定位。
97.所述上压合组件2包括：
98.一个上升降架21；
99.一个换型机构22，设于所述上升降架21上，用于调节所述上压合活动框架23的极限高度，以匹配不同尺寸的刀片电芯4；
100.一个上压合活动框架23，设于所述上升降架21内，用于联动所述正极探针模组281、上温度探针模组282以及负压吸嘴模组283进行升降；
101.四个第二导向轴支座24，设于所述上升降架21上；
102.四个第二直线轴承25；
103.四根第二导向轴26，通过所述第二直线轴承25与第二导向轴支座24以及上压合活动框架23连接；
104.两个上压合气缸27，对称设于所述上升降架21上，动力输出端与所述上压合活动框架23连接，用于驱动所述上压合活动框架23进行升降；
105.至少一个正极探针模组281，设于所述上压合活动框架23上，用于压合刀片电芯4上端的正极极柱(未图示)；
106.至少一个上温度探针模组282，设于所述上压合活动框架23上，用于压合刀片电芯4上端的壳体以测量温度；
107.至少一个负压吸嘴模组283，设于所述上压合活动框架23上，用于压合刀片电芯4上端的注液口(未图示)。
108.所述上升降架21包括：
109.一个第二下框架211，底端与所述立柱3的顶端连接；
110.一个第二上框架212，设于所述第二下框架211的正上方；
111.八个第三导向轴支座213，分别设于所述第二下框架211和第二上框架212上；
112.四个第三直线轴承214；
113.四根第三导向轴215，通过所述第三直线轴承214与第二下框架211和第二上框架212上的第三导向轴支座213连接。
114.所述换型机构22包括：
115.一个直角转向器221，设于所述第二上框架212顶端的中部；
116.三个梅花键型联轴器222，与所述直角转向器221的三个输出端连接；
117.若干个带座轴承223，设于所述第二上框架212的顶端；
118.三根传动轴224，通过所述带座轴承223与各梅花键型联轴器222连接；
119.一个手轮225，与和两根所述传动轴224垂直的传动轴224连接；转动所述手轮225可联动三根传动轴224同时转动；
120.两个升降传动子机构226，一端与相互平行的所述传动轴224连接，另一端与所述第二下框架211连接，用于调节所述第二上框架212和第二下框架211的间距。
121.所述升降传动子机构226包括：
122.一个丝杆固定座2261，设于所述第二上框架212的侧边；
123.一个丝杆螺母2262，设于所述第二下框架211上；
124.一个丝杆限位挡片2263，设于所述丝杆螺母2262的底端；
125.一根t型丝杆2264，上端穿过所述丝杆固定座2261，下端与所述丝杆螺母2262连接；
126.一个伞形齿轮2265，一端与所述t型丝杆2264的顶端啮合，另一端与所述传动轴224连接。
127.本实用新型工作原理：
128.将装载刀片电芯4的托盘5通过所述托盘导向板12以及万向滚轮13推入压合工位，并抵接所述托盘限位块14；所述升降气缸183驱动定位销182从定位销套181内升起，进而伸入托盘5的定位销孔(未图示)内，以对托盘5进行精定位；通过所述上压合气缸27驱动正极探针模组281、上温度探针模组282以及负压吸嘴模组283下降，分别压合在刀片电芯4上端的正极极柱、壳体以及注液口上；通过所述下压合气缸17驱动负极探针模组15以及下温度探针模组16上升，分别压合在刀片电芯4下端的负极极柱以及壳体上，进而对刀片电芯4进行立式化成。
129.综上所述，本实用新型的优点在于：
130.1、通过在立柱的顶端和底端分别设置上压合组件和下压合组件，上压合组件通过上压合气缸联动上压合活动框架进行升降，下压合组件通过下压合气缸联动下压合活动框架进行升降，而正极探针模组、上温度探针模组以及负压吸嘴模组设于上压合活动框架上，负极探针模组以及下温度探针模组设于下压合活动框架上，即采取立式的方式对刀片电芯进行化成，使刀片电芯的注液口相对于电解液位于水平的最高点，避免电解液化成过程中溢出，不仅减少了二次注液的注液量，还避免设备被电解液腐蚀，并降低了员工误触的安全风险，进而极大的降低了刀片电芯的化成成本，极大的提升了化成安全性。
131.2、通过在上压合组件设置换型机构，通过换型机构即可调整第二下框架和第二上框架的间距，即调节上压合活动框架的高度，进而匹配不同尺寸的刀片电池，极大的提升了立式负压化成装置的兼容性。
132.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

技术特征：
1.一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，其特征在于：包括：一个下压合组件；一个上压合组件，设于所述下压合组件的正上方；四根立柱，两端分别与所述下压合组件和上压合组件连接；所述下压合组件包括：一个下升降架；两块托盘导向板，并行设于所述下升降架的顶端；若干个万向滚轮，并排设于所述下升降架的顶端，位于所述托盘导向板的内侧；两个托盘限位块，设于所述下升降架的顶端，位于所述万向滚轮的末端；至少一个负极探针模组，设于所述下升降架上；至少一个下温度探针模组，设于所述下升降架上；两个下压合气缸，设于所述下升降架上，用于驱动所述负极探针模组和下温度探针模组进行升降；一个定位机构，设于所述下升降架上。2.如权利要求1所述的一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，其特征在于：所述下升降架包括：一个第一下框架，顶端与所述立柱的底端连接；一个第一上框架，设于所述第一下框架的正上方；所述托盘导向板、万向滚轮、托盘限位块、下压合气缸以及定位机构均设于第一上框架上；八个第一导向轴支座，分别设于所述第一下框架和第一上框架上；四个第一直线轴承；四根第一导向轴，通过所述第一直线轴承与第一下框架和第一上框架上的第一导向轴支座连接；一个下压合活动框架，套设在所述第一直线轴承上；所述负极探针模组以及下温度探针模组均设于下压合活动框架上；所述下压合气缸的动力输出端与下压合活动框架连接。3.如权利要求1所述的一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，其特征在于：所述定位机构包括：至少一个定位销套，设于所述下升降架上；至少一个定位销，设于所述定位销套内；至少一个升降气缸，设于所述下升降架上，动力输出端与所述定位销连接。4.如权利要求1所述的一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，其特征在于：所述上压合组件包括：一个上升降架；一个换型机构，设于所述上升降架上；一个上压合活动框架，设于所述上升降架内；四个第二导向轴支座，设于所述上升降架上；四个第二直线轴承；四根第二导向轴，通过所述第二直线轴承与第二导向轴支座以及上压合活动框架连接；
两个上压合气缸，对称设于所述上升降架上，动力输出端与所述上压合活动框架连接；至少一个正极探针模组，设于所述上压合活动框架上；至少一个上温度探针模组，设于所述上压合活动框架上；至少一个负压吸嘴模组，设于所述上压合活动框架上。5.如权利要求4所述的一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，其特征在于：所述上升降架包括：一个第二下框架，底端与所述立柱的顶端连接；一个第二上框架，设于所述第二下框架的正上方；八个第三导向轴支座，分别设于所述第二下框架和第二上框架上；四个第三直线轴承；四根第三导向轴，通过所述第三直线轴承与第二下框架和第二上框架上的第三导向轴支座连接。6.如权利要求5所述的一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，其特征在于：所述换型机构包括：一个直角转向器，设于所述第二上框架顶端的中部；三个梅花键型联轴器，与所述直角转向器的三个输出端连接；若干个带座轴承，设于所述第二上框架的顶端；三根传动轴，通过所述带座轴承与各梅花键型联轴器连接；一个手轮，与和两根所述传动轴垂直的传动轴连接；两个升降传动子机构，一端与相互平行的所述传动轴连接，另一端与所述第二下框架连接。7.如权利要求6所述的一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，其特征在于：所述升降传动子机构包括：一个丝杆固定座，设于所述第二上框架的侧边；一个丝杆螺母，设于所述第二下框架上；一个丝杆限位挡片，设于所述丝杆螺母的底端；一根t型丝杆，上端穿过所述丝杆固定座，下端与所述丝杆螺母连接；一个伞形齿轮，一端与所述t型丝杆的顶端啮合，另一端与所述传动轴连接。

技术总结
本实用新型提供了电芯化成技术领域的一种用于刀片电芯的立式负压化成装置，包括：一个下压合组件；一个上压合组件，设于下压合组件；四根立柱，与下压合组件和上压合组件连接；下压合组件包括：一个下升降架；两块托盘导向板，并行设于下升降架的顶端；若干个万向滚轮，并排设于下升降架的顶端，位于托盘导向板的内侧；两个托盘限位块，设于下升降架的顶端；一个负极探针模组，设于下升降架上；一个下温度探针模组，设于下升降架上；两个下压合气缸，设于下升降架上，用于驱动负极探针模组和下温度探针模组升降；一个定位机构，设于下升降架上。本实用新型的优点在于：极大的降低了刀片电芯的化成成本，极大的提升了化成安全性。极大的提升了化成安全性。极大的提升了化成安全性。


技术研发人员：刘作斌 黄懿 吴富煦 叶晓武 魏生建 黄鉴超 许学炜 顾陆威 苏政华 吴剑武
受保护的技术使用者：福建星云电子股份有限公司
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/7/28