本实用新型涉及电池生产制作技术领域，特别是涉及一种电池电解液浸润装置。
背景技术：
在锂离子电池行业，尤其是数码领域，由于能量密度的不断提高，电池在注液后往往需要较长时间的高温静置来确保电解液对电池活性物质的充分浸润。这个过程不仅生产效率低下，同时过长时间的高温静置也造成了电池性能的下降。
电池在注液后，电解液并不是完全迅速浸入到极组内部，部分电解液会集中在电池内部的空隙中，而这些电解液需要很长的静置时间才能充分浸润到极组内部。随着人们对锂离子电池能量密度的不断追求，极片的压实密度也不断提高；同时为了提高正负极的贴合度降低内阻，隔膜上面又会涂覆大量的Al2O3和PVDF。这些变化都无形中降低了极片的孔隙率和隔膜的孔隙率，从而也降低了电解液在极组内部的浸润速度。
在电解液浸润的过程中，会遇到正负极活性物质颗粒，这些活性物质颗粒彼此之间有一定的空隙。空隙越大，电解液就越容易浸润，反之亦然，这就需要较长时间的静置，或者很难浸润。
另外如果长时间高温静置还会带来正负极活性物质从集流体脱落，进一步增加了电池内阻，降低了电池电性能。
技术实现要素：
基于此，有必要针对电解液的浸润速度低下，需要很长的静置时间才能充分浸润到电池的极组内部的技术问题，提供一种电池电解液浸润装置。
一种电池电解液浸润装置，该电池电解液浸润装置包括：转动装置、浸润组件以及控制器，所述转动装置包括电机和旋转轴，所述电机的转子与所述旋转轴连接，以使所述旋转轴与所述电机的转子同轴转动；所述浸润组件包括夹持件、设置在所述夹持件上的若干插槽、与所述夹持件铰接的保护盖以及设置在所述夹持件上的加热器，所述夹持件与所述旋转轴的末端连接，所述保护盖罩设各所述插槽；所述控制器分别与所述电机及所述加热器连接，所述控制器用于分别控制所述电机及所述加热器的启停。
在其中一个实施例中，所述夹持件包括底板、若干横板以及若干竖板，若干所述横板间隔设置在所述底板上，若干所述竖板间隔设置在所述底板上，所述竖板与所述横板垂直设置，且相邻两所述竖板与相邻两所述横板之间形成有一所述插槽。
在其中一个实施例中，所述竖板开设有若干让位缺口，多个所述竖板的同一位置的所述让位缺口卡设于同一所述横板上，以使多个所述竖板可沿所述横板的长度方向移动。
在其中一个实施例中，所述夹持件还包括紧固螺杆、第一调整板及第二调整板，所述紧固螺杆分别与所述第一调整板及所述第二调整板连接，其中，所述竖板与所述底板滑动连接，且所述第一调整板滑动设置于所述底板的一端，所述第二调整板远离所述第一调整板并滑动设置于所述底板的另一端。
在其中一个实施例中，所述紧固螺杆的邻近所述第二调整板的一端设置有限位块，另一端通过紧固螺母与所述第一调整板螺接。
在其中一个实施例中，所述紧固螺杆的两端分别设置有第一紧固螺母和第二紧固螺母，所述第一紧固螺母与所述第一调整板抵接，所述第二紧固螺母与所述第二调整板抵接。
在其中一个实施例中，所述保护盖分别与所述第一调整板及所述第二调整板铰接。
在其中一个实施例中，所述第一调整板及所述第二调整板的远离所述紧固螺杆的端部开设有通孔，所述保护盖的侧边设置有转动轴，所述转动轴位于所述第一调整板及所述第二调整板之间，且所述转动轴的端部穿设于所述通孔。
在其中一个实施例中，所述保护盖与所述紧固螺杆扣合连接。
在其中一个实施例中，所述转动装置还包括支架，所述支架与所述电机连接。
上述电池电解液浸润装置，在不改变电池浸润效果的前提下，对锂离子电池注液后的静置工艺进行了改进。在电池注液后，电池不转入静置而是在常温采用滚筒旋转的方式，通过电池转动使得电解液在电池内部流动增加，促进有机电解液像电池内部尤其是极片和隔膜孔隙的扩散和浸润，有效缩短了电池静止时间，提高了生产效率。
附图说明
图1a、图1b和图1c分别为软包锂离子电池注液的注液过程状态图、电解液浸润区域图以及电解液在注液后的浸润示意图；
图2为锂离子电池的剖面示意图；
图3为一个实施例中电池电解液浸润装置的结构示意图；
图4为一个实施例中电池电解液浸润装置的另一视角的结构示意图；
图5为一个实施例中浸润组件的结构示意图；
图6为一个实施例中浸润组件的另一视角的结构示意图；
图7为另一个实施例中浸润组件的结构示意图；
图8为另一个实施例中浸润组件的结构示意图；
图9为实施例一、对比例一、二的电池EIS的对比示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1a、图1b及图1c，其分别示出了软包锂离子电池注液以及电解液在注液后的浸润状态。从图中可以看出，电解液从针头喷出后，会自动向电池两边流动，随着静置过程的进行，电解液逐渐由电池两边向电池中间进行扩散。
请参阅图2，其为锂离子电池的剖面示意图，该图展示了电池在注液后高温静置期间，电解液在其中浸润的过程。锂离子电池包括集流体Al箔、集流体Cu箔以及隔膜。隔膜和Al箔之间为正极活性物质包括正极粉料、导电剂以及粘结剂；隔膜和Cu箔之间为负极活性物质包括负极粉料、导电剂以及粘结剂；隔膜的中间区域具隔膜微孔。这里我们用箭头来代表电解液，而且箭头指示的方向便是电解液在极片中的浸润方向。从这个图中我们可以很明显的看出，电解液在静置过程中，是从极片表面向内部逐渐浸润的。
在电解液浸润的过程中，会遇到正负极活性物质颗粒，这些活性物质颗粒彼此之间有一定的空隙。空隙越大，电解液就越容易浸润，反之亦然，这就需要较长时间的静置，或者很难浸润。另外如果长时间高温静置还会带来正负极活性物质从集流体脱落，进一步增加了电池内阻，降低了电池电性能。鉴于高能量密度的锂离子电池注液后长时间静置的弊端，在不改变电池浸润效果的前提下，本实用新型通过电池电解液浸润装置的结构改进，从而对锂离子电池注液后的静置工艺进行了改进。
请参阅图3，其为一个实施例中电池电解液浸润装置10的结构示意图，该电池电解液浸润装置10包括转动装置110、浸润组件120以及控制器130，转动装置110与浸润组件120转动连接，用于带动浸润组件120旋转。本实施例中，浸润组件120中放置有注入有电解液的待浸润电池。本实施例中，控制器130分别与转动装置110及浸润组件120电性连接，用于分别控制转动装置110及浸润组件120的开启或者关闭。
请参阅图4，转动装置110包括电机111和旋转轴112，电机111的转子与旋转轴112连接，以使旋转轴112与电机111的转子同轴转动，所述电机用于驱动所述旋转轴转动。一实施例中，电机111的转子与旋转轴112为一体成型，也就是说，电机111的转子直接与所述浸润组件120连接。为了便于理解以及符合实际的生产情况，本实施例中，电机111的转子通过旋转轴112与所述浸润组件120。在其中一个实施例中，转动装置110还包括支架140，支架140与电机111连接，例如支架140具有预设高度，这样通过支架140可以架高电机111，从而可以使得电机111远离地面，从而方便用户进行浸润电池的操作。
本实施例中，浸润组件120包括夹持件121、若干插槽122、保护盖(图未示)以及加热器(图未示)。本实施例中，若干插槽122设置在夹持件121上。也可以理解为，夹持件121设置有若干插槽122。保护盖与夹持件121铰接，也就是说，保护盖相对夹持件121可旋转。本实施例中，保护盖罩设于各插槽122的槽口上；例如，保护盖整体罩设于全部插槽的槽口上。优选的，保护盖罩设于若干插槽122的槽口上后使得插槽122为相对密封的状态。加热器设置在夹持件121上，优选的，加热器设置在夹持件121的背向插槽122的地面上。例如，加热器为电热丝，其通过导热材料将热量传递到夹持件121中，优选的，加热器通过导热材料将热量均匀地传递每一插槽122中。本实施例中，夹持件121与旋转轴112的末端连接，保护盖罩设各插槽122；又如，保护盖罩设于每个插槽122的槽口上。
本实施例中，控制器130分别与电机111及加热器连接，控制器130用于分别控制电机111及加热器的启停。本实施例中，控制器130通过第一线缆131与电机111连接，控制器130通过第二线缆132与加热器连接。控制器130分别设置有时间、转速以及温度等控制方式以及实验数据的数字显示。需要说明的是，控制器以及加热器为现有技术，此处不再赘述其原理和结构。
上述电池电解液浸润装置，在不改变电池浸润效果的前提下，对锂离子电池注液后的静置工艺进行了改进。在电池注液后，电池不转入静置而是在常温采用滚筒旋转的方式，通过电池转动使得电解液在电池内部流动增加，促进有机电解液像电池内部尤其是极片和隔膜孔隙的扩散和浸润，有效缩短了电池静止时间，提高了生产效率。
例如，所述夹持件上设置规则排列的若干插槽，例如，各所述插槽排列为矩阵；请参阅图5，为了更好地设置插槽，在其中一个实施例中，夹持件121包括底板310、若干横板320以及若干竖板330，若干横板320间隔设置在底板310上，若干竖板330间隔设置在底板310上，竖板330与横板320垂直设置，即，任一竖板与各横板均垂直，任一横板与各竖板均垂直，且相邻两竖板330与相邻两横板320之间形成有一插槽122。这样，可以通过若干横板320以及若干竖板330形成多个插槽122，以使得插槽122数量满足高效浸润电池的要求，以提高电池的浸润效率。
为了使得插槽的宽度可调，在其中一个实施例中，竖板开设有若干让位缺口，多个竖板的同一位置的让位缺口卡设于同一横板上，以使多个竖板可沿横板的长度方向移动。这样，交叉设置的若干横板以及若干竖板所形成的多个插槽的宽度均为可调节，当放置在插槽的电池的体积较小时，可以调整插槽的宽度，以防止放置的电池移动。
请参阅图6，在其中一个实施例中，夹持件121还包括紧固螺杆410、第一调整板420及第二调整板430，紧固螺杆410分别与第一调整板420及第二调整板430连接，结合图5和图6，其中，竖板330与底板310滑动连接，例如，各所述竖板均与所述底板滑动连接，且第一调整板420滑动设置于底板310的一端，所述第二调整板滑动设置于所述底板的另一端，例如，第二调整板430远离第一调整板420并滑动设置于底板310的另一端。
这样，通过紧固螺杆410可以调整第一调整板420与第二调整板430之间的距离，则可以间接的调整插槽的宽度，当插槽的宽度变小时相邻两横板可以夹持放置在插槽中的电池，从而可以防止放置的电池移动。
一个实施例中，所述紧固螺杆的一端设置有限位块，所述紧固螺杆的另一端通过紧固螺母与所述第一调整板螺接，所述限位块邻近所述第二调整板设置；例如，紧固螺杆的邻近第二调整板的一端设置有限位块，另一端通过紧固螺母与第一调整板螺接。也就是说，由于紧固螺杆的邻近第二调整板的一端相对于第二调整板位置固定不变，因此调整第一调整板与第二调整板之间的距离是通过在调整紧固螺母在紧固螺杆上的相对第一调整板的距离而实现的，这样可以单方面的进行夹持放置在插槽中的电池，防止放置的电池移动。
一个实施例中，紧固螺杆的两端分别设置有第一紧固螺母和第二紧固螺母，第一紧固螺母与第一调整板抵接，第二紧固螺母与第二调整板抵接。也就是说，由于紧固螺杆的两端分别设置有第一紧固螺母和第二紧固螺母，因此调整第一调整板与第二调整板之间的距离可以通过分别调整第一紧固螺母和第二紧固螺母在紧固螺杆上的相对第一调整板与第二调整板的距离而实现的，这样可以双边地进行夹持放置在插槽中的电池，防止放置的电池移动。
请参阅图7，为更好地设置保护盖，在其中一个实施例中，保护盖123分别与第一调整板420及第二调整板430铰接。一个实施例中，第一调整板420及第二调整板430的远离紧固螺杆410的端部开设有通孔440，保护盖123的侧边设置有转动轴1231，转动轴1231位于第一调整板420及第二调整板430之间，且转动轴1231的端部穿设于通孔440。这样，保护盖123可以转动地罩设在插槽122的上方，可以防止放置在插槽122中的电池在转动过程中掉落，从而有效地提高了电池的浸润效率。
进一步的，保护盖123与紧固螺杆410扣合；例如，保护盖123与紧固螺杆410扣合连接；又如，保护盖123与紧固螺杆410扣合固定。也就是说，保护盖123罩设在插槽122的上方后，远离转动轴1231的另一端通过扣子与紧固螺杆410扣合，从而使得保护盖123与夹持件相对固定，进一步地防止放置在插槽122中的电池在转动过程中掉落，有效地提高了电池的浸润效率。
请参阅图8，本实施例中，优选的，保护盖为滚筒810，浸润组件120设置在滚筒810中，滚筒810开设有穿孔820，结合图3和图8，旋转轴112穿设该穿孔820后与浸润组件120连接。可以理解，保护罩设置为滚筒的形状，一方面可以防止放置在插槽122中的电池在转动过程中掉落，另一方面也可以使得电池电解液浸润装置的结构紧凑有序，提高生产效率。
为了体现本实用新型的优点，实施例一中电池电解液浸润装置的运行主要过程包括下述步骤：
首先，控制器的面板接入220V/50Hz的三芯电源，控制器的绿色指示灯亮，表示装置100可以操作。
然后，将电池有序放入滚筒槽中，拧紧紧固螺母并盖上保护盖。
其次，控制器中的时间、转速以及温度显示器上显示100/100/100，表示时间、转速及温度分别可以从0-100分钟、0-100r/min、20～100℃之间任意设定。
最后，按控制器的电源ON键，旋转轴开始转动，按控制器的OFF键，电池电解液浸润装置停止转动。
为了体现本实用新型的优点，下面分别作了三组实验，其中，实施例一为利用本实用新型的电池电解液浸润装置进行的浸润操作，对比例一和对比例二为采用生产上常规的电池高温静置工艺进行的浸润操作。
实施例一，对刚刚注完电解液的锂离子电池进行如下的操作：
取3只电池放入图3所示滚筒槽中也就是指浸润组件。通过调节时间指示控制滚动旋转时间为1.5h±0.1h；通过调节转速指示控制转速为60±5r/min；通过调节温度指示控制温度为40±2℃。
对比例一，与实施例一不同的是，3只注完电解液的锂离子电池采用生产上常规的电池高温静置工艺(本实施例进行40℃～45℃，静置24～48h)进行浸润；
对比例二，与实施例一、对比例一不同的是，3只注完电解液的锂离子电池不进行任何浸润工艺操作。
分别对实施例一，对比例一、二的电池进行EIS电化学阻抗测试，测试振幅为5mV/s，扫描频率从10MHz到100KHz；然后进行比较分析实施例一，对比例一、二的电池欧姆阻抗的区别。
如图9所示，曲线和图中Re(Z")为0时的直线的交点值可以近似代表电池的欧姆阻抗。可以发现，实施例一、对比例一电池欧姆阻抗要明显小于对比例二电池；此外，实施例一和对比例一电池的欧姆阻抗几乎没有区别，可以认为旋转轴旋转电池也同样达到了常规浸润的效果，但用了较少的浸润时间，提高了生产效率。
又如，一种电池处理装置，其包括任一实施例所述电池电解液浸润装置。
本实用新型的优点在于：在不改变电池浸润效果的前提下，对锂离子电池注液后的静置工艺进行了改进。在电池注液后，电池不转入静置而是在常温采用滚筒旋转的方式，通过电池转动使得电解液在电池内部流动增加，促进有机电解液像电池内部尤其是极片和隔膜孔隙的扩散和浸润，有效缩短了电池静止时间，提高了生产效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。