一种密闭型锂离子电池制造装置的制作方法

本发明涉及锂离子电池制作技术，尤其涉及一种密闭型锂离子电池制造装置。

背景技术：

为了检测锂离子电池外壳的密封性，需要在制作锂离子电池时向锂电池内填充氦气。锂离子电池制作完成之后，通过氦气检测手段测得溢出的氦气浓度值，进而测得锂离子电池外壳上造成泄露的裂缝的宽度或孔径。

氦气属于极度活跃的气体分子，容易从微小细处逸散，且锂离子电池所填充的电解液也是化学性质活跃的极易挥发的液体。现有技术如日本专利(公开番号：2002117901；公开日期：2002年4月19日)所公开的锂离子电池制造装置中采用一种电解液罐，在向电解液管内注入电解液后从上方通入氦气(示踪气体)，利用氦气的压强将电解液注入锂离子电池内。但是由于电解液罐内电解液的挥发气体会与氦气混合，导致实际冲入锂离子电池的氦气原子数明显降低，进而导致计算得出的裂缝的宽度或孔径小于实际数值，容易在质检时发生漏检，埋下了很多安全隐患。

因此，为了保证锂离子电池内冲入的氦气浓度，以及注入的电解液、氦气的体积可控，本发明提出了一种密闭型锂离子电池制造装置。

技术实现要素：

本发明提出了一种密闭型锂离子电池制造装置，其与锂离子电池外壳上的注入口相连通，包括：氦气存储罐、氦气供应管道、氦气计量泵、电解液存储罐、电解液供应管道、电解液计量泵、主管道、真空管道、真空泵；所述主管道与锂离子电池外壳的注入口连通；所述氦气存储罐通过所述氦气供应管道连通至所述主管道的上部；所述电解液存储罐通过所述电解液供应管道连通至所述主管道的中部；所述真空泵通过所述真空管道连通至所述主管道的下部。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，所述主管道上进一步设置有第一阀门，所述第一阀门位于所述电解液供应管道和所述真空管道之间。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，所述主管道的中部进一步设有三通阀。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，所述三通阀的第一端口与所述氦气供应管道连通，第二端口与所述电解液供应管道连通，第三端口与所述主管道的下部连通。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，进一步设置有旁路气道；所述三通阀的第一端口与所述氦气供应管道连通，第二端口与所述旁路气道的一端连通，第三端口与所述主管道连通，所述电解液供应管道连通至所述第三端口的下方的所述主管道上；所述旁路气道的另一端连通至所述电解液供应管道下方的所述主管道上。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，所述旁路气道上进一步设置有第二阀门。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，进一步包括电子控制装置，所述电子控制装置分别与所述氦气计量泵、所述电解液计量泵、所述真空泵、所述三通阀、所述第一阀门和所述第二阀门连接。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，所述主管道上进一步设有氦气浓度计。

本发明提出的所述密闭型锂离子电池制造装置中，所述主管道上进一步设有压强计。

本发明的有益效果在于：利用本发明制造装置，能够可控地向锂离子电池内注入氦气和电解液，并且避免氦气与挥发气体混合，进一步提升了氦检精度，提高锂离子电池质检的精度。

附图说明

图1是本发明密闭型锂离子电池制造装置的结构示意图。

图2是一实施例中密闭型锂离子电池制造装置的结构示意图。

图3是一实施例中密闭型锂离子电池制造装置的结构示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

图1显示的是本发明密闭型锂离子电池制造装置的示意图。本发明制造装置用于向锂离子电池的外壳内注入电解液和氦气，该制造装置与锂离子电池外壳上的注入口相连通。参阅图1，本发明制造装置包括：氦气存储罐1、氦气供应管道2、氦气计量泵3、电解液存储罐4、电解液供应管道5、电解液计量泵6、主管道8、真空管道9、真空泵10。主管道8与锂离子电池外壳的注入口连通。氦气存储罐1通过氦气供应管道2连通至主管道8的上部。电解液存储罐4通过电解液供应管道5连通至主管道8的中部。真空泵10通过真空管道9连通至主管道8的下部。优选地，在主管道8上进一步设置有第一阀门11，第一阀门11位于电解液供应管道5和真空管道9之间。电解液计量泵6可以使用阀门代替。图1所示的制造装置的具体制造过程如下：

步骤一：关闭氦气计量泵3、电解液计量泵6(可进一步关闭第一阀门11)，打开真空泵10。利用真空泵10将锂离子电池外壳内部的空气抽出，可参考主管道8上设置的压强计数值，抽吸直至真空后关闭真空泵10。

步骤二：打开电解液计量泵6可进一步打开第一阀门11，从电解液存储罐4中抽取定量的电解液通过电解液供应管道5输送到主管道8内。利用锂离子电池外壳内部的负压及重力将电解液注入锂离子电池外壳。

步骤三：打开氦气计量泵3同时关闭电解液计量泵6，抽取定量的氦气通过氦气供应管道2输送到主管道8内。通过氦气计量泵3的压强将定量的氦气注入锂离子电池内。

为防止电解液在真空状态下发生沸腾，氦气计量泵3及电解液计量泵6均由电子控制装置所调节，电子控制装置为plc等具有信息处理、控制功能的仪器，打开氦气计量泵3及关闭电解液计量泵6之间的时间差可降低至毫秒级，避免电解液在真空的锂离子电池外壳内发生明显沸腾。

利用本发明后，将氦气与电解液分开注入，因此注入的氦气体积、浓度可调，解决了现有技术中实际冲入锂离子电池的氦气原子数下降的问题。

考虑到电解液供应管道5内会有电解液残留，残留的电解液挥发会与氦气混合，为了进一步提高本发明的氦气注入精度，提出了如图2所示的优选实施例。图2中，在主管道8上进一步设有三通阀7。三通阀7的第一端口与氦气供应管道2连通，第二端口与电解液供应管道5连通，第三端口与主管道8的下部连通。

使用图2所示的制作装置中，在步骤二和步骤三时切换三通阀7的连通状态，在步骤三打开氦气计量泵3之前利用三通阀7关闭电解液供应管道5与主管道8之间的连接，使得残留在电解液供应管道5的电解液的挥发气体不会降低主管道内氦气的浓度。

进一步地，考虑到主管道8的内壁上仍然可能有微量的电解液残留，残留的电解液挥发会与氦气混合降低氦气浓度，因此在图2所示的装置基础上，进一步提出了如图3所示的优选实施例。如图3所示，进一步设置有旁路气道12；三通阀7的第一端口与氦气供应管道2连通，第二端口与旁路气道12的一端连通，第三端口与主管道8连通，电解液供应管道5连通至第三端口的下方的主管道8上；旁路气道12的另一端连通至电解液供应管道5下方的主管道8上。优选地，在旁路气道12和电解液供应管道5之间设置有第一阀门11，旁路气道12上也可设置第二阀门13来控制氦气的流动。图3所示的制造装置的具体制造过程如下：

步骤一：关闭氦气计量泵3、电解液计量泵6(可进一步关闭第一阀门11)，打开真空泵10。三通阀7连通氦气供应管道2与旁路气道12。利用真空泵10将锂离子电池外壳内部的空气抽出，可参考主管道8上设置的压强计数值，抽吸直至真空后关闭真空泵10。

步骤二：打开电解液计量泵6(可进一步打开第一阀门11)，从电解液存储罐4中抽取定量的电解液通过电解液供应管道5输送到主管道8内。利用锂离子电池外壳内部的负压将电解液注入锂离子电池外壳。

步骤三：打开氦气计量泵3、关闭电解液计量泵6(可进一步关闭第一阀门11)，抽取定量的氦气通过氦气供应管道2输送到旁路气道12内，经过旁路气道12进入主管道8后注入锂离子电池的外壳中。通过氦气计量泵3的压强将定量的氦气注入锂离子电池内。

使用图3所示的制作装置中，在步骤三中氦气通过旁路气道12绕过电解液供应管道5以及主管道8的上部和中部，直接进入锂离子电池中。配合第一阀门11，该方式可以进一步降低氦气与电解液挥发气体混合的机会，进一步提高注入锂离子电池内的氦气浓度。

以上图1到图3的实施方式中，电子控制装置分别与氦气计量泵3、电解液计量泵6、真空泵10、三通阀7、第一阀门11和第二阀门13连接。电子控制装置可将各元件之间的调节时间差降低至毫秒级。在主管道8的下部可进一步设有氦气浓度计，用于检测实际进入锂离子电池中氦气的浓度值。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。