新型化成针床探针模块的制作方法

本发明涉及锂电技术领域，具体涉及一种新型化成针床探针模块。

背景技术：

随着方形铝壳锂离子电池在各领域的应用越来越普及，人们对方形铝壳锂离子电池的品质与利用率都提出了更高的要求，传统化成针床迫切需要改良，需要更先进的化成工艺来满足这一需求，现有化成针床主要存在以下问题：

1、化成过程中注液口是开放的，化成过程中所产生的毒性气体释放到空气中会造成一定的环境污染；

2、电池壳体由于化成过程中大量产气的原因，电池壳体内压会增大从而较容易出现鼓包现象；

3、锂离子电池在排放气体时不能及时排放电池内部多余的电解液，所以容易出现电解液残留；

4、化成不够充分，sei(固体电解质边界膜)膜均一、稳定、致密性还有一定的改善空间。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供一种新型化成针床探针模块。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种新型化成针床探针模块，包括底板，探针组件由一对间隔固定在底板上的正极探针、负极探针组成，所述正极探针、负极探针针头分别穿过底板并位于底板底部下方的锂电池正极柱、负极柱正上方，所述底板上部位于正极探针、负极探针之间设置负压装置，所述负压装置穿过底板并位于底板底部下方的锂电池注液口正上方，所述负压装置将注液口密封形成负压系统。

所述负压装置为负压杯模块，所述负压杯模块包括壳体、顶封盖、中封板、吸盘，所述顶封盖通过中封板与壳体上端面密封连接，顶封盖与壳体上端面之间形成水平通道，所述水平通道一端密封，另一端与不锈钢管接头连接，壳体沿竖直方向间隔设置竖直通道，所述竖直通道上端与水平通道连通，下端与吸盘连接，所述壳体位于竖直通道上端设置第一滤芯，所述壳体位于底板上部，所述吸盘穿过底板位于底板下部并朝向锂电池的注液口。

所述负压装置与气液分离器连接。

所述负压杯模块通过不锈钢管接头与气液分离器连接。

所述气液分离器包括分主体、端盖，所述主体为中空柱状，下端封闭，上端开口并与端盖密封连接，主体上端面设置带有通孔的内隔板，所述内隔板上端安装第二滤芯，主体下端设置出液口，主体侧面靠近上端设置进口，进口通过不锈钢管接头与负压杯模块连接，端盖侧面设置出气口。

所述气液分离器通过进液管与废液储存杯连接。

所述废液储存杯上部、底部分别与进液管、出液管连接，所述进液管、出液管与废液储存杯连接处分别设置进液球阀、出液球阀。

所述第一滤芯、第二滤芯为不锈钢烧结滤芯或ptfe滤芯。

所述底板上部位于正极探针、负极探针之间与所述负压装置并列设置温度探针，所述温度探针穿过底板。

本发明的有益效果为：

(1)化成过程中注液口是用吸盘吸合密封的，负压装置对化成过程中生成的有毒及腐蚀性气体进行收集，集中处理，不让其排放到车间及自然环境中，从而改善了操作人员的操作环境，不会污染环境，有利于环保；

(2)由于化成过程中产生的气体通过负压装置抽真空得到了及时的处理，从而避免了电池由于内压增大产生的壳体鼓包现象，改善了壳体美观度，提高了电芯安全性；

(3)负压装置抽真空过程中也及时的处理了多余的电解液，避免了电解液残留；

(4)负压环境能够有效的排除膜片间以及膜片内部微孔中的空气，使电解液填充这些微孔，能够极大地提高电极在电解液中的浸润速度，缩短电芯注液后的静置时间，提高生产效率；同时能够促进电解液在电极内的良好浸润，提高电芯的电化学性能，让化成更充分；

(5)可以在高温环境下使锂离子电池负极形成的sei膜更加均一、稳定和致密，从而提高其循环性能和大倍率放电性能，更好的保证li+的迁移；

(6)正负极材料在负压过程中能够更紧密的贴合壳体，有利于提高电极膜片上活性物质的压实密度，以增加其担载量，从而进一步的提高了其能量密度。

附图说明

图1为本发明探针模块上部示意图；

图2为本发明探针模块底部示意图；

图3为本发明负压杯模块外形图；

图4为本发明负压杯模块剖面图；

图5为本发明气液分离器外形图；

图6为本发明气液分离器剖面图；

图7为本发明废液储存杯外形图；

图8为位于本发明探针模块底部下方的电池托盘示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。

如图1-2所示，一种新型化成针床探针模块，包括底板101，探针组件102由一对间隔固定在底板101上的正极探针1021、负极探针1022组成，正极探针1021、负极探针1022针头分别穿过底板101并位于底板101底部下方的锂电池(802)正极柱803、负极柱804正上方，底板101上部位于正极探针1021、负极探针1022两侧分别设置侧面绑线板109，底板101上部位于正极探针1021、负极探针1022一端(图1中底板101前端)设置后绑线板105，与后绑线板105相对一端设置前挡板108，底板101上部两侧分别设置定高块103，靠近四角分别设置托盘定位鞘轴104，托盘定位鞘轴104穿过底板101，通过托盘定位鞘轴104将底板101与位于底板101底部下方装有锂电池的托盘进行定位，定高块103两侧通过安装支架107固定安装氮气嘴106，氮气嘴106出气口朝向底板101底部的正极探针1021、负极探针1022。

图8为位于本发明探针模块底部下方的电池托盘示意图，包括托盘架801，锂电池802置于托盘架801内，锂电池802上端面包括正极柱803、负极柱804以及位于正极柱803、负极柱804之间的注液口805。

底板101上部位于正极探针1021、负极探针1022之间并列设置负压杯模块110、温度探针111。

图3、图4分别为本发明负压杯模块外形图和剖面图，负压杯模块110包括壳体411、顶封盖403、中封板402、吸盘401，壳体411横截面优选为t形，顶封盖403通过中封板402与壳体411上端面密封连接，顶封盖403与壳体411上端面之间形成水平通道409，水平通道409一端密封，另一端与不锈钢管接头404连接，壳体411沿竖直方向间隔设置竖直通道410，竖直通道410上端与水平通道409连通，下端与吸盘401连接，吸盘401优选为风琴形吸盘，壳体411位于竖直通道410上端设置第一滤芯407，第一滤芯407优选为不锈钢烧结滤芯或ptfe(聚四氟乙烯)滤芯，中封板402上端面与顶封盖403接触面间隔设置o形密封条，中封板402下端面与壳体411接触面设置第一密封圈406，第一滤芯407与壳体411接触面设置第二密封圈407；壳体411位于底板101上部，吸盘401穿过底板101位于底板101下部并朝向锂电池(802)的注液口(805)。

负压杯模块110通过不锈钢管接头404与气液分离器500连接。

图3、图4分别为本发明气液分离器500外形图和剖面图，气液分离器500包括分主体501、端盖505，主体501为中空柱状，下端封闭，上端开口并通过o形密封圈与端盖505密封连接，主体501上端面设置带有通孔的内隔板508，内隔板508上端安装第二滤芯509，第二滤芯509优选为不锈钢烧结滤芯，主体501下端设置出液口504，出液口504与废液存储杯连接，从而对分离出的废液进行收集，主体501侧面靠近上端设置进口503，进口503通过不锈钢管接头404与负压杯模块110连接，端盖505侧面设置出气口502，上端连接固定支架506。

气液分离器500通过进液管701与废液储存杯700连接。

废液储存杯700上部、底部分别与进液管701、出液管703连接，进液管701、出液管703与废液储存杯700连接处分别设置进液球阀702、出液球阀704。

通过将负压杯模块110与气液分离器500连接，可以将液态电解液分离出来收集到废液储存杯700中集中处理，从而保护了气动配件免遭电解液的腐蚀，电解液中产生的氟化氢、氢氟酸属于高危气体与强酸溶液，腐蚀性极强，不仅对气动器件有强烈腐蚀性，对人体呼吸道也会造成很大危害，该套装置不仅无形中延长了昂贵气动配件的使用寿命，也有利于环保，一般所选负压气动配件均是品牌供应商耐腐蚀的特殊气动配件，电解液具有超强的腐蚀能力，常规气动配件用不了多久，会频繁更换，且达不到良好的密封效果，该配套保护装置的应用可以为用户节省巨大的配件更换费，维护费以及维护所带来的时间浪费。废液储存杯700巧妙的设计可以在电池化成过程中随时排空其中的废液，并不影响化成工作，具体操作：先关闭废液储存杯700上部的进液球阀702，短时间的关闭并不影响正常的负压化成，此时可打开废液储存杯700底部出液球阀704快速排放废液至接液盒或导流到集中处理池等安全场所。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。