一种锂电池化成设备的制作方法

电气元件制品的制造及其应用技术一种锂电池化成设备【技术领域】1.本发明涉及新能源汽车锂电池技术领域，特别是一种锂电池化成设备。背景技术：2.由于锂电池体积小、容量大、工作电压高、循环寿命长、无记忆性、自放电率低和低温适应性强等优点，现已成为最具发展前景的高效二次电池，并广泛应用于消费类电子行业。锂电池的制备技术相对复杂，对生产条件要求较为苛刻，尤其是锂电池在出厂前要经过化成工序，所谓化成工序即对锂电池进行多次充放电管理，使电池活化，其直接关系到能量的使用和消耗，在整个生产过程中起到举足轻重的作用。3.现有化成设备采用分体式的电源柜和化成柜，电源柜内设有电连接的acdc电源和dcdc电源，化成柜内设有测试用的探针组件，探针组件包括若干探针，每根探针分别和dcdc电源通过电源线连接。存在以下缺陷：4.1、由于探针数量很多，每根探针都有一根电源线，又由于现有化成设备为分体结构，整体结构跨度较大，电芯测试的探针组件与dcdc电源分设在两个柜体内，导致连接探针组件和dcdc电源的电源线很长且数量繁多，安装时工作量大，工作产热量大。5.2、现有化成设备无冷凝系统，设备散热完全依靠风机排放，不可控因素较大。技术实现要素：6.本发明要解决的技术问题，在于提供一种锂电池化成设备，dcdc电源板与测试的探针组件一并安装同一柜体内，两者连接电源线的长度；同时增加冷凝循环系统和温度检测装置，将库内电芯周边温度维持在电芯化成所需最佳温度。7.本发明是这样实现的：一种锂电池化成设备，包括：8.电源柜，内设有acdc电源；9.化成柜；10.dcdc电源，安装在所述化成柜内，并和所述acdc电源电连接；11.探针组件，安装在所述化成柜内，并和所述dcdc电源电连接；12.顶升机构，安装在所述化成柜内；13.提升平台，连接于所述顶升机构，并位于所述探针组件的下方；14.底部风机组，安装在所述化成柜内，并位于所述提升平台的下方；15.顶部风机组，安装在所述化成柜内，并位于所述探针组件的上方；16.左侧风机组，包括左上风机组和左下风机组；所述左上风机组安装在所述化成柜内的左侧上方；所述左下风机组安装在所述化成柜内的左侧下方；17.右侧风机组，包括右上风机组和右下风机组；所述右上风机组安装在所述化成柜内的右侧上方；所述右下风机组安装在所述化成柜内的右侧下方；18.冷凝器，有两个；一个冷凝器安装在所述左上风机组和左下风机组之间；另一个冷凝器安装在所述右上风机组和右下风机组之间；19.温度检测装置，安装在所述化成柜内，用于检测所述化成柜内的温度。20.进一步地，所述顶升机构包括：21.气缸，至少有两个，对称固定在所述化成柜内，且活塞杆竖直连接于所述提升平台；22.直线轴承，有四个，穿设于所述提升平台上，并呈矩形布置；23.竖直导杆，有四个，一一对应嵌入所述直线轴承内，并分别固定连接于所述化成柜内。24.进一步地，还包括25.抽拉机构，沿前后方向水平活动地连接于所述化成柜内；所述dcdc电源固定于所述抽拉机构；所述探针组件沿左右方向水平活动地连接于所述抽拉机构；26.转接组件，固定于所述化成柜内；所述探针组件、转接组件、dcdc电源依次电连接。27.进一步地，所述抽拉机构包括：28.抽拉框架；29.第一导轨，沿前后方向固定连接于所述抽拉框架；30.第一滑块，滑动连接于所述第一导轨，并固定连接于所述化成柜内；31.前限位块，固定连接于所述抽拉框架的顶部前端；32.后限位块，固定连接于所述抽拉框架的顶部后端。33.进一步地，所述抽拉机构还包括：34.第二导轨，有两个；35.第二滑块，有8个；36.连接杆，至少有两个；37.其中，所述探针组件有四排；38.两所述第二导轨平行固定连接于所述抽拉框架，并沿左右方向布置；39.每条所述第二导轨滑动连接于4个所述第二滑块，且8个所述第二滑块呈对称布置；40.每排所述探针组件固定连接于两所述第二滑块下，且每排所述探针组件垂直于所述第二导轨；41.四排所述探针组件从左至右依次命名为：第一排、第二排、第三排和第四排；42.其中，第一排和第三排通过一所述连接杆固定连接在一起；第二排和第四排通过另一所述连接杆固定连接在一起；且第一排和第三排的间距等于第二排和第四排的间距。43.进一步地，还包括：44.齿条，有一个，固定连接于所述抽拉框架，并和所述第二导轨平行；45.齿形板，有两个，和所述齿条啮合；其中一个所述齿形板竖向活动地连接于和所述第一排或第三排连接的第二滑块；另一个所述齿形板竖向活动地连接于和所述第二排或第四排连接的第二滑块。46.进一步地，还包括控制面板，固定连接于所述化成柜的一外侧面。47.进一步地，所述控制面板设有上升按钮、下降按钮、启动按钮、停止按钮、急停按钮和手自动转换旋钮。48.进一步地，还包括报警装置，固定连接于所述化成柜外。49.进一步地，所述电源柜和化成柜固定连接于在一起。50.本发明的优点在于：一种锂电池化成设备，包括：电源柜；acdc电源；化成柜；dcdc电源，安装在所述化成柜内；探针组件，安装在所述化成柜内，并和所述dcdc电源电连接；顶升机构；提升平台；底部风机组；顶部风机组；左侧风机组；右侧风机组；冷凝器，有两个；一个冷凝器安装在所述左上风机组和左下风机组之间；另一个冷凝器安装在所述右上风机组和右下风机组之间；温度检测装置。底部风机组、顶部风机组、左侧风机组、右侧风机组和冷凝器组成内部冷凝循环系统，结合温度检测装置，可对化成柜内的温度进行调控，使得温度达到最佳状态。所述dcdc电源安装在所述化成柜内，缩短了和探针组件连接的电源线的长度，方便安装，减少工作产热量。【附图说明】51.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。52.图1是本发明一种锂电池化成设备的立体图。53.图2是本发明的化成柜及内部各部件的主视图。54.图3是本发明的化成柜及内部各部件的左视图。55.图4是本发明的化成柜及内部各部件的俯视图。56.图5是本发明的化成柜内部的气流循环示意图。57.图6是本发明的化成柜及内部各部件的立体图。58.图7是本发明的化成柜的立体图。59.图8是本发明的化成柜的外壳隐藏后的立体图。60.图9是本发明的抽拉机构、探针组件及dcdc电源等部件的立体图。61.图10是本发明的抽拉机构、探针组件及dcdc电源等部件的主视图。62.图11是本发明的抽拉机构及探针组件等部件的立体图。63.图12是本发明的dcdc电源的立体图。64.图13是本发明的电源柜的立体图。65.附图标记说明：66.电源柜1；67.电芯268.化成柜3；69.dcdc电源4，导电铜片41；70.探针组件5，第一排51，第二排52，第三排53，第四排54；71.顶升机构6，气缸61，直线轴承62，竖直导杆63；72.提升平台7；73.底部风机组8；74.顶部风机组9；75.左侧风机组10，左上风机组101，左下风机组102；76.右侧风机组20，右上风机组201，右下风机组202；77.冷凝器30；78.温度检测装置40；79.抽拉机构50，抽拉框架501，第一导轨502，第一滑块503，前限位块504，后限位块505，第二导轨506，第二滑块507，连接杆508，齿条509，齿形板5010；80.转接组件60；81.控制面板70，上升按钮701，下降按钮702，启动按钮703，停止按钮704，急停按钮705，手自动转换旋钮706；82.报警装置80；83.连接管90。【具体实施方式】84.在对本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。85.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。86.本发明实施的总体构思如下：87.(1)底部风机组8、顶部风机组9、左侧风机组10、右侧风机组20和冷凝器30组成内部冷凝循环系统，结合温度检测装置40对化成柜内3的温度进行检测监控，从而可对化成柜3内的温度进行调控，使得温度达到最佳状态。88.(2)所述dcdc电源4安装在所述化成柜3内，缩短了和探针组件5连接的电源线的长度，方便安装，减少工作产热量。将原来大量的探针和dcdc的长电源线变成短电源线，而所述dcdc电源4可用一根电源线和acdc电源连接，即只需连接一根长的电源线。89.请参阅图1至图13所示。90.一种锂电池化成设备，包括：91.电源柜1，内设有acdc电源，用于将交流电转化为直流电；92.化成柜3；93.dcdc电源4，安装在所述化成柜3内，并和所述acdc电源电连接；所述dcdc电源4可采用若干个dcdc电源板串联在一起，如8～16块dcdc电源板通过导电铜片41串联，将直流电压转化为电池充放电所需的较低直流电压。94.探针组件5，安装在所述化成柜3内，并和所述dcdc电源4电连接；在具体一实施例中，一排所述探针组件5由若干探针沿一排布置而成。95.顶升机构6，安装在所述化成柜3内；顶升机构6作用在提升平台7两侧下方，带动提升平台7上方放置的托盘和电芯2往上顶升，直到接触探针组件5，电芯和探针接通，此时提升平台7将静止若干时间，如2～5小时直到完成电芯化成过程，顶升机构6再复位回到起点，将提升平台7和托盘和电芯2降下脱离探针组件5。96.提升平台7，连接于所述顶升机构6，并位于所述探针组件5的下方；用于放置托盘和电芯2，由顶升机构6带动提升平台7顶升，进而将托盘和电芯2顶升。97.底部风机组8，安装在所述化成柜3内，并位于所述提升平台7的下方；所述底部风机组8由若干个风机串接在一起，同理顶部风机组9、左侧风机组10、右侧风机组20都可由若干风机串接在一起使用。更进一步，顶部和底部的风机的位置可上下一一对应，左侧和右侧的风机的位置也一一对应。98.顶部风机组9，安装在所述化成柜3内，并位于所述探针组件5的上方；99.左侧风机组10，包括左上风机组101和左下风机组102；所述左上风机组101安装在所述化成柜3内的左侧上方；所述左下风机组102安装在所述化成柜3内的左侧下方；在具体一实施例中，所述左上风机组101向左吹风，所述左下风机组102向右吹风；100.右侧风机组20，包括右上风机组201和右下风机组202；所述右上风机组201安装在所述化成柜3内的右侧上方；所述右下风机组202安装在所述化成柜3内的右侧下方；在具体一实施例中，所述右上风机组201向右吹风，所述右下风机组202向左吹风；101.冷凝器30，有两个；一个冷凝器30安装在所述左上风机组101和左下风机组102之间；另一个冷凝器30安装在所述右上风机组201和右下风机组202之间；冷凝器30用于将化成柜3内的气流制冷，进而可对化成柜3内部的温度进行精确调控。所述冷凝器30可采用水冷模式，左右侧各放置一个，与左右两侧的风机组件以及柜内顶部和底部风机组形成制冷循环，降低化成柜3内堆积的热量，保证电芯周边温度维持在所需温度。102.温度检测装置40，安装在所述化成柜3内，用于检测所述化成柜3内的温度。可采用温度传感器、温控装置等。在具体一实施例中，所述温度检测装置40有多个，分布在化成柜3内。103.所述顶升机构6包括：104.气缸61，至少有两个，对称固定在所述化成柜3内，且活塞杆竖直连接于所述提升平台7；105.直线轴承62，有四个，穿设于所述提升平台7上，并呈矩形布置；106.竖直导杆63，有四个，一一对应嵌入所述直线轴承62内，并分别固定连接于所述化成柜3内。107.所述气缸61的活塞杆向上伸出，带动所述提升平台7上升到预定位置，进而带动托盘和电芯2上升和探针接通可对电芯2进行化成。108.还包括109.抽拉机构50，沿前后方向水平活动地连接于所述化成柜3内；所述dcdc电源4固定于所述抽拉机构9；所述探针组件5沿左右方向水平活动地连接于所述抽拉机构50，方便维护，可直接将抽拉机构50拉出，进行维修或更探针、电线等零部件；110.转接组件60，固定于所述化成柜3内；所述探针组件5、转接组件60、dcdc电源4依次电连接。转接组件60用于转接探针组件5和dcdc电源4，便于后续维护和配件的更换。在具体实施中，转接组件60可采用接线端子、接线端子插座等，方便拔插进行接线。111.抽拉机构50则通过第一导轨502与第一滑块503连接于化成柜3内、或与顶升机构6连接固定，可将dcdc电源4抽出化成柜3外，抽出前需将安装在转接组件60上的电源线拆除，便于后期维护和配件的更换。112.所述抽拉机构50包括：113.抽拉框架501；114.第一导轨502，沿前后方向固定连接于所述抽拉框架501；115.第一滑块503，滑动连接于所述第一导轨502，并固定连接于所述化成柜3内；116.前限位块504，固定连接于所述抽拉框架501的顶部前端；117.后限位块505，固定连接于所述抽拉框架501的顶部后端。由前限位块504和后限位块505对抽拉框架501的行程进行限位，避免拉出太多而脱落或推入太多而造成损坏。118.所述抽拉机构50还包括：119.第二导轨506，有两个；120.第二滑块507，有8个；121.连接杆508，至少有两个；122.其中，所述探针组件5有四排；123.两所述第二导轨506平行固定连接于所述抽拉框架501，并沿左右方向布置；124.每条所述第二导轨506滑动连接于4个所述第二滑块507，且8个所述第二滑块507呈对称布置；125.每排所述探针组件5固定连接于两所述第二滑块507下，且每排所述探针组件5垂直于所述第二导轨；126.四排所述探针组件5从左至右依次命名为：第一排51、第二排52、第三排53和第四排54；127.其中，第一排51和第三排53通过一所述连接杆508固定连接在一起；第二排52和第四排54通过另一所述连接杆508固定连接在一起；且第一排51和第三排53的间距等于第二排52和第四排54的间距。128.即：第一排51和第二排52构成一组正负极探针，对应同一电芯2的正负极；第三排53和第四排54构成另一组正负极探针，对应另一电芯2的正负极，从而可同时对两排电芯2进行测试。而第一排51和第三排53固定在一起，可同步调节两组正负极探针的间距，来和电芯2的正负极的间距相匹配。并且保证两组正负极探针之间的间距调整的一致性。129.还包括：130.齿条509，有一个，固定连接于所述抽拉框架51，并和所述第二导轨506平行；131.齿形板5010，有两个，和所述齿条509啮合；其中一个所述齿形板5010竖向活动地连接于和所述第一排51或第三排53连接的第二滑块507；另一个所述齿形板5010竖向活动地连接于和所述第二排52或第四排54连接的第二滑块507。通过齿形板5010和齿条509啮合，将各排探针组件5固定，避免在工作中移动。在具体实施中，齿形板5010可固定于一竖直轴，竖直轴穿设于所述第二滑块507，采用孔轴间隙配合，实现齿形板5010竖向活动，可通过手动将齿形板5010拔起，进行各探针组件5的间距调节，调节好后再将齿形板5010和齿条509啮合；当然在其它实施例中，还可在竖直轴增设弹簧，给齿形板5010施加一向下的预紧力，实现齿形板5010自动回弹进行，和齿条509啮合。132.还包括控制面板70，固定连接于所述化成柜3的一外侧面。133.所述控制面板70设有上升按钮701、下降按钮702、启动按钮703、停止按钮704、急停按钮705和手自动转换旋钮706。在具体一实施例中，所述启动按钮703和停止按钮704为同一开关，如采用拨动型电源开关，往上拨为启动，往下拨为关闭。134.还包括报警装置80，固定连接于所述化成柜3外，用于化成柜3的异常情况的报警提示。同理，还可在电源柜1上设置报警装置，用于电源柜1的异常情况的报警提示。135.所述电源柜1和化成柜3固定连接于在一起，如采用一连接管90将两者固定连接在一起。136.使用方式：137.可采用控制装置如plc，和本发明的各个电气元器件进行通信连接，进行统一控制。控制装置可设置在化成柜3内，作为化成柜3的一部分。也可以是生产线的控制系统。还可以在化成柜3内设置一控制装置，再连接于生产线的控制系统。138.其中acdc电源将交流转直流，再由dcdc电源4将直流转化成化成所需的直流电，并只给探针组件5供电，用于化成测试用，也和控制装置通信连接。其余控制面板70及各个按钮、顶升机构6、温度检测装置40、底部风机组8、顶部风机组9、左侧风机组10、右侧风机组20、冷凝器30分别和控制装置通信连接，由控制装置进行供电和控制，而控制装置则单独外接电源。139.按下启动按钮703，则控制装置acdc电源、dcdc电源4、顶升机构6、温度检测装置40、冷凝器30及各个风机组通电，并按预设的程序工作。140.同理按下其它各个按钮，控制装置执行相应的预设的程序，控制各个电子元器件进行相应的动作。141.预设好所需温度，如25℃±3。142.将托盘和电芯2放置在提升平台7上预定的位置。143.按下启动按钮，控制装置控制气缸61将提升平台7提升至预定高度，电芯和探针组件5连通，后进行化成。144.化成过程，温度检测装置40时时监测所述化成柜3内的温度，并反馈给控制装置，控制装置控制各个风机组和冷凝器30工作，对化成柜3内的气流进行制冷循环，直至将温度调节并维持在预设的所需温度。145.如图5所示，两侧的冷凝器30将其上方的热风转化为冷风，由左下风机组102、右下风机组202将冷风送入化成柜3内，再由底部风机组8往上送冷风，将电芯周边堆积的热量向上吹，并对电芯周围进行冷却，再由顶部风机组9将冷却中和后的热风向上输送，再由侧边左上风机组101、右上风机组201输送到冷凝器30进行制冷，因此形成左右两道冷热气流循环。146.化成完成后，控制装置将dcdc电源4断电，停止测试，并控制气缸61的活塞杆下降复位，电芯和探针组件5脱离。此时控制装置可控制报警装置发出报警提示，而报警装置可采用三色灯，闪烁不同颜色的等提示不同的消息，如红灯为异常报警，绿灯为化成完成等可根据需求去预设。147.更进一步地，还可在化成柜3内设置消防喷淋组件、负压系统监控、1230状态监测等功能，可根据实际需求去布设。148.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，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，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。









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