锂电池化成装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种锂电池化成装置，其包括：台面；安装在台面上的用于将电芯传送至便于第一转料模块夹持位置的上料模块；用于将上料模块传送的电芯转移至第一夹具模块的第一转料模块；用于夹紧、浸润并加热来自第一转料模块的电芯的第一夹具模块；用于对夹持于滑动槽中浸润、加热的电芯进行充电的充电模块；用于将已充电的电芯转移至第二夹具模块的第二转料模块；以及用于挤压已充电的电芯的第二夹具模块。本实用新型锂电池化成装置可以缩短化成工艺时间，节约设备和人工成本，改善电芯界面，消除黑斑和析锂现象，对锂电池的容量、倍率、存储和循环性能也有明显改善。
【专利说明】裡电池化成装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于锂电池制造领域，更具体地说，本实用新型涉及一种锂电池化成
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【背景技术】
[0002]锂电池具有电压高、比能量大、充放电寿命长和安全环保等优点，因此被广泛应用于各类电子产品(如手机、数码相机、笔记本电脑、电动工具)、便捷式小型电器、电动汽车和储能系统中。
[0003]锂电池的制备工艺繁杂，包括搅拌、涂布、干燥、裸电芯制备、封装和化成等，其中，化成工艺是锂电池制备工艺过程中不可或缺的工序，对锂电池的性能起到至关重要的作用。
[0004]目前，锂电池的化成工艺都是将裸电芯入壳封装，再定量注入电解液，通过一段时间的静置后再化成。现有的锂电池化成工艺过程繁杂，需要控制的因素很多，整个化成工艺需要的时间和操作人 员很多，浪费了大量的成本和工艺时间。特别是动力锂电池，动力锂电池化成后的界面不好，容易出现黑斑和析锂。
[0005]中国发明专利申请CN201110432901.4公开了一种确定动力锂电池注液量的方法，其通过电解液浸泡裸电芯的方法确定动力锂电池的注液量。上述方法需要将裸电芯浸泡后取出，擦去表面游离态的电解液称重，然后减去裸电芯的重量便得到锂电池的注液量。但是，上述方法在实际生产中难以实现，因为裸电芯浸泡后会鼓涨，即使擦去表面游离态的电解液也很难在称重过程中防止电解液的滴落造成的污染和数据不准确的情况；此外，上述方法还需要后续的化电保证电池形成稳定的SEI膜，在工序和设备上并没有简化锂电池的制造工艺。
[0006]有鉴于此，确有必要提供一种快速、简便且可提高锂电池性能的锂电池化成装置。实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于:提供一种锂电池化成装置，其可缩减工序时间，改善锂电池的界面和电性能。
[0008]为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种锂电池化成装置，其包括:台面和安装在台面上的上料模块、第一转料模块、第一夹具模块、充电模块、第二转料模块和第二夹具模块；其中，上料模块将电芯传送至便于第一转料模块夹持的位置，第一转料模块将上料模块传送的电芯转移至第一夹具模块，第一夹具模块用于夹紧、浸润并加热来自第一转料模块的电芯，充电模块用于对浸润、加热的电芯进行充电，第二转料模块将已充电的电芯转移至第二夹具模块，第二夹具模块用于挤压已充电的电芯。
[0009]作为本实用新型锂电池化成装置的一种改进，所述上料模块用于将电芯传送至便于第一转料模块夹持的位置，其包括:固定安装于台面上的一对底座、设置于一对底座之间的拉带槽、可沿着拉带槽传送的拉带、可驱动拉带沿着拉带槽移动的电机，以及可将电芯阻挡在第一转料模块的夹子夹持位置的挡板。
[0010]作为本实用新型锂电池化成装置的一种改进，所述第一转料模块用于将上料模块传送的电芯转移至第一夹具模块，其包括:固定安装在台面上的固定座、安装在固定座上的滑板、设置于滑板上的滑轨、可沿着滑轨滑移的夹子，以及可驱动夹子沿着滑轨移动的气动枪。
[0011]作为本实用新型锂电池化成装置的一种改进，所述第一夹具模块用于夹紧、浸润并加热来自第一转料模块的电芯，其包括:轨道、可沿着轨道运动的滑动槽、可驱动滑动槽沿着轨道移动的电机、用于夹紧电芯的压板、用于加热电芯的电阻丝，以及将电解液引入滑动槽中的电解液罐和导管。
[0012]作为本实用新型锂电池化成装置的一种改进，所述充电模块用于对夹持于滑动槽中浸润、加热的电芯进行充电，其包括:安装于台面上的固定架、安装于固定架上的气缸、用于罩住滑动槽的真空罩、用于抽出空气的真空箱和导管，以及用于对电芯进行充电的充电器和导线。
[0013]作为本实用新型锂电池化成装置的一种改进，所述第二转料模块用于将已充电的电芯转移至第二夹具模块，其包括:安装于台面上的固定座、安装在固定座上的滑板、设置于滑板上的滑轨、可沿着滑轨滑移的夹子，以及驱动夹子沿着滑轨移动的气动枪。
[0014]作为本实用新型锂电池化成装置的一种改进，所述第二夹具模块用于挤压已充电的电芯，其包括:夹具槽、压板，以及驱动压板的电机。
[0015]作为本实用新型锂电池化成装置的一种改进，所述第一夹具模块的上表面和第二夹具模块的下表面连接在一起。
[0016]相对于现有技术，本实用新型锂电池化成装置具有以下优点:
[0017]缩短了化成工艺时间，整个工艺时间不超过60min，且后续的封装不需要多余的气袋，可节省成本。
[0018]工艺简单，易于实现，可节约设备和人工成本。
[0019]可明显改善电芯界面，消除黑斑和析锂现象，且对锂电池的容量、倍率、存储和循环性能也有明显改善。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型锂电池化成装置及其技术效果进行详细说明，附图中:
[0021]图1为本实用新型锂电池化成装置的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型锂电池化成装置的另一个角度的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰，以下结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中给出的【具体实施方式】仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限制本实用新型，本实用新型并不局限于说明书中给出的【具体实施方式】。
[0024]请参照图1和图2所示，本实用新型锂电池化成装置包括台面10和安装在台面10上的上料模块、第一转料模块、第一夹具模块、充电模块、第二转料模块和第二夹具模块。
[0025]上料模块用于将电芯传送至便于第一转料模块夹持的位置，其包括:固定安装于台面10上的一对底座202、设置于一对底座202之间的拉带槽204、可沿着拉带槽204传送的拉带206、可驱动拉带206沿着拉带槽204移动的电机208，以及可将电芯阻挡在第一转料模块的夹子308夹持位置的挡板210。
[0026]第一转料模块用于将上料模块传送的电芯转移至第一夹具模块，其包括:固定安装在台面10上的固定座302、安装在固定座302上并大致垂直于台面10的滑板304、间隔设置于滑板304上的两条平行的滑轨306、可沿着滑轨306水平滑移的夹子308，以及可驱动夹子308沿着滑轨306移动的气动枪310。
[0027]第一夹具模块用于夹紧、浸润并加热来自第一转料模块的电芯，其包括:轨道402、可沿着轨道402运动的滑动槽404、可驱动滑动槽404沿着轨道移动的电机406、用于夹紧电芯的压板408、用于加热电芯的电阻丝410，以及将电解液弓I入滑动槽404中的电解液罐412和导管414。
[0028]充电模块用于对夹持于滑动槽404中浸润、加热的电芯进行充电,其包括:安装于台面10上的固定架502、安装于固定架502上的气缸504、用于罩住滑动槽404的真空罩506、用于抽出空气的真空箱508和导管510、以及用于对电芯进行充电的充电器512和导线514。
[0029]第二转料模块用于将已充电的电芯转移至第二夹具模块，其结构与第一转料模块的结构类似，包括:安装于台面10上的固定座602、安装在固定座602上并大致垂直于台面10的滑板604、间隔设置于滑板604上的两条平行的滑轨606、可沿着滑轨606水平滑移的夹子608，以及驱动夹子608沿着滑轨606移动的气动枪610。
[0030]第二夹具模块用于挤压已充电的电芯，其包括:夹具槽702、压板704，以及驱动压板704的电机706，其中，第二夹具模块的下表面和第一夹具模块的上表面连接在一起。
[0031]以下结合图1和图2所示，详细描述本实用新型锂电池化成装置的工作过程:
[0032]将电芯极耳向上间隔放置在拉带206上，启动上料模块的电机208，驱动拉带206沿着拉带槽204移动并带动电芯向第一转料模块移动，直至碰到挡板210时停止。
[0033]夹子308夹取位于挡板210处的电芯，气动枪310将夹子308沿着滑板304上的滑轨306滑到对应的位置并将电芯放置在滑动槽404中的压板408之间；启动电机406使压板408压住电芯的主体位置，然后夹子308松开归位准备夹下一个电芯；启动电机，滑动槽404沿着轨道402滑到下一个工位；如此反复，直至每一个压板408上都装满电芯。
[0034]将电解液罐412中的定量电解液通过导管414加到滑动槽404中，使电芯浸泡在电解液中，然后通过电阻丝410对电芯进行加热；滑动槽404沿着滑轨402滑到底端对应的位置。
[0035]通过气缸504将真空罩506完全罩住滑动槽404，然后对其抽真空，将抽完的气体通过导管510放入真空箱508中；然后，充电器512将电流通过导线514接到电芯中完成充电。
[0036]完成充电后，关闭气缸504将真空罩506归回原处，滑动槽404通过滑轨402滑到起始位置；夹子608将电芯夹住后，压板408松开，然后气动枪610将夹子608通过滑板604上的滑轨606滑动到对应位置。[0037]夹子608夹住电芯并放置在压板对应的位置上后，启动电机706，压板704将电芯压紧后松开夹子，压出的电解液流回滑动槽404中，通过导管414将所有电解液回收到电解液槽412中。
[0038]将电芯取出入壳封装，完成化成。
[0039]经实际检验，相对于现有技术，本实用新型锂电池化成装置具有以下优点:
[0040]缩短了化成工艺时间，整个工艺时间不超过60min，且后续的封装不需要多余的气袋，可节省成本。
[0041]工艺简单，易于实现，可节约设备和人工成本。
[0042]明显改善电芯界面，可消除黑斑和析锂现象，且对电池的容量、倍率、存储和循环性能均有明显改善。
[0043]需要说明的是，根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一些等同修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了 一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
【权利要求】
1.一种锂电池化成装置，其特征在于，包括:台面、上料模块、第一转料模块、第一夹具模块、充电模块、第二转料模块和第二夹具模块，上料模块、第一转料模块、第一夹具模块、充电模块、第二转料模块和第二夹具模块分别安装在台面上；其中，上料模块将电芯传送至便于第一转料模块夹持的位置，第一转料模块将上料模块传送的电芯转移至第一夹具模块，第一 夹具模块用于夹紧、浸润并加热来自第一转料模块的电芯，充电模块用于对浸润、加热的电芯进行充电，第二转料模块将已充电的电芯转移至第二夹具模块，第二夹具模块用于挤压已充电的电芯。
2.根据权利要求1所述的锂电池化成装置，其特征在于，所述上料模块包括:固定安装于台面上的一对底座、设置于一对底座之间的拉带槽、可沿着拉带槽传送的拉带、可驱动拉带沿着拉带槽移动的电机，以及可将电芯阻挡在第一转料模块的夹子夹持位置的挡板。
3.根据权利要求1所述的锂电池化成装置，其特征在于，所述第一转料模块包括:固定安装在台面上的固定座、安装在固定座上的滑板、设置于滑板上的滑轨、可沿着滑轨滑移的夹子，以及可驱动夹子沿着滑轨移动的气动枪。
4.根据权利要求1所述的锂电池化成装置，其特征在于，所述第一夹具模块包括:轨道、可沿着轨道运动的滑动槽、可驱动滑动槽沿着轨道移动的电机、用于夹紧电芯的压板、用于加热电芯的电阻丝，以及将电解液引入滑动槽中的电解液罐和导管。
5.根据权利要求4所述的锂电池化成装置，其特征在于，所述充电模块用于对夹持于滑动槽中浸润、加热的电芯进行充电，其包括:安装于台面上的固定架、安装于固定架上的气缸、用于罩住滑动槽的真空罩、用于抽出空气的真空箱和导管，以及用于对电芯进行充电的充电器和导线。
6.根据权利要求1所述的锂电池化成装置，其特征在于，所述第二转料模块包括:安装于台面上的固定座、安装在固定座上的滑板、设置于滑板上的滑轨、可沿着滑轨滑移的夹子，以及驱动夹子沿着滑轨移动的气动枪。
7.根据权利要求1所述的锂电池化成装置，其特征在于，所述第二夹具模块包括:夹具槽、压板，以及驱动压板的电机。
8.根据权利要求1所述的锂电池化成装置，其特征在于，所述第一夹具模块的上表面和弟二夹具|旲块的下表面连接在一起。
【文档编号】H01M10/44GK203787518SQ201420018092
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】周华利, 姜胜男, 许勇, 游从辉 申请人:宁德新能源科技有限公司, 东莞新能源科技有限公司