[发明专利]一种大容量动力锂离子电池极耳打孔装置

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，特别涉及一种大容量动力锂离子电池极耳打孔装置。

背景技术

锂离子电池作为新一代二次电池体系，具有高比能量及高比功率等显著特点，是移动式电子设备、电动汽车、以及国防军工等高技术应用的理想选择。随着容量型、功率型动力锂离子电池的应用，方型壳体的极片极耳与电池正负极集流体连接方式已不能满足锂离子电池大电流放电的需要。大容量锂离子电池在制造和使用过程中通常采用超声波焊接，但是由于超声波焊接过程中极易产生的虚焊、脱焊或过焊，容易造成电池内阻增加或影响电池使用寿命，在电池组配使用时，对电池组的寿命影响更大；同时也增加电池组在工作过程中出现某只单体电池无电压输出而引发电池组失效。基于此，螺栓连接或铆接设计已开始代替超声波焊接式设计。

目前，大容量锂离子电池中的多极耳与极柱连接多采用螺栓连接，而极耳打孔的方法分为两种。一种为刀模冲孔法，具体是使用刀模直接冲出极耳孔的方法。另一种为组装法，具体是在组装时，利用合金钻头直接将极耳钻孔的方法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

上述两种方法都存在着大量的问题。其中，刀模冲孔法，是使用摇臂钻床带动刀模即钻孔刀直接冲孔，摇臂钻床需要操作者手工操做，其驱动力来源于每个操作者的手臂提供的动力，由于每个操作者臂力不一所能冲压工件的厚度不一致，当极耳束过厚时，普遍存在不易冲孔，效率较低的缺陷，因此国内现有电池厂家多不采用此方法加工极耳孔。组装法，在生产过程中，由于采用合金钻头直接钻孔，噪音较大，容易产生金属碎屑，金属碎屑不易清理除，易进入电池，在使用时，易造成短路，电池安全存在问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术刀模冲孔法中的冲孔工具冲孔力度不足的问题，以及现有冲孔合金钻头使用时不易清理金属碎屑，而导致电池安全的问题，提供了一种大容量动力锂离子电池极耳打孔装置。

为了实现上述目的本发明实施例采取的技术方案是：一种大容量动力锂离子电池极耳打孔装置，包括支撑部，与所述支撑部固定连接的驱动部和夹持部，以及与所述驱动部连接的执行部；所述支撑部用于支撑整个装置，所述夹持部用于卡紧所述电池极耳，所述驱动部用于直接向所述执行部提供机械动力并带动所述执行部做直线运动，其中，所述执行部内嵌设有实心圆柱型的冲孔刀，相应的所述夹持部及所述支撑部中分别设有与所述冲孔刀相配的通孔，所述通孔的位置与所述冲孔刀的位置相对应。

具体的，为了使所述驱动部的动力大小可调，所述驱动部包括驱动源和驱动器，以及串联在驱动源和驱动器之间的开关、减压阀和换向阀。

进一步的，所述驱动源为压缩空气，所述开关为脚踏气动开关，所述换向阀为气动换向阀，所述驱动器为气缸。

进一步的，所述执行部为嵌设着所述冲孔刀的冲孔刀固定模块，所述冲孔刀固定模块与所述驱动器相连并随所述驱动器做上下的直线运动；所述夹持部包括分离设置的极耳上压模块和极耳下压模块，所述极耳下压模块内固定连接着导向轴，相应的所述极耳上压模块及所述冲孔刀固定模块中设有穿插所述导向轴的导向孔；所述极耳上压模块与所述冲孔刀固定模块通过螺栓连接，且它们之间设有起伸缩作用的弹簧。

具体的，所述支撑部包括固定连接的上支架、下支架，以及固定连接在它们之间的侧支架，其中，所述驱动部与所述上支架连接，所述夹持部与所述下支架连接。

进一步的，为了使所述装置易于加工产品，所述下支架与所述极耳下压模块之间设有工作台面，所述工作台面中设有与所述冲孔刀相配的排屑通道，并且所述排屑通道的位置与所述冲孔刀的位置相对应。

进一步的，为了保证电池极耳的准确定位，所述工作台面上设有用于固定所述电池极耳位置的定位块。

进一步的，为了方便集中处理所述废屑，所述支撑部下方设有存屑盒，所述存屑盒与所述支撑部中的通孔相连通。

进一步的，所述冲孔刀优选实心圆柱型冲孔刀。

本发明实施例的有益效果是：本发明整体结构，具有结构合理及占地面积小的特点，可大大简化了开机前的准备工作和运行过程中的保养工作；相比现有技术，采用了驱动部直接为冲孔提供机械动力，加强了刀具对金属箔的穿透力，操作时无需单极耳打孔，可实现80层铜箔一次打孔，因此提高了打孔效率，并可减少半成品电芯在线时间，从而减少水份和粉尘对电池内部的污染；由于该设备的设计综合考虑了锂离子电池制造过程的各个环节，采用本发明装置打孔后产生的金属碎屑，可通过所述夹持部及支撑部的通孔排除，使得极片极耳打孔后极片不带有金属碎屑，能够有效避免金属屑进入电池造成的短路，减少了电池的安全隐患。