一种二次电池化成装置的制作方法

本实用新型属于电池生产技术领域，具体涉及一种二次电池化成装置。

背景技术：

随着电动汽车、储能行业的大力发展，大容量的二次电池的研发受到广大的关注。为了提高二次电池的电化学性能，化成工艺也进行了不断的改进。锂离子电池在首次活化过程中，由于SEI膜的形成，其会产生大量的气体，因此电池在注入电解液后不能马上将电池封口，一般都采用开口化成，以保证化成期间产生的气体能及时排出。这样一来，化成产生的气体溢出时会携带部分电解液出来，若不采取相应的措施手段，这些溢出的电解液以及化成时产生的气体会污染整个车间，影响环境。

目前大部分厂家的做法是注液后对电池的注液口处进行负压抽气，如实用新型专利CN202308199U公开了一种锂离子电池化成的装置，然而，气体从排气管中排出的时候会将电池内部的电解液带出，这样会导致电池的残留电解液过少，影响电池的电化学性能。此外，还有实用新型专利CN203553288U中也提到一种方形铝壳锂电池负压化成辅助装置，但同样未解决负压化成时被抽走的气体及挥发电解液的收集处理问题。

有鉴于此，确有必要对现有的二次电池化成装置作进一步的改进，以减少电解液在化成过程中的挥发，并使外排电解液回流到电池内部。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种二次电池化成装置，以减少电解液在化成过程中的挥发，并使外排电解液回流到电池内部，有效解决化成排气过程中电解液损失的难题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种二次电池化成装置，包括横向设置的排气管和竖向设置的储液管，所述排气管设置有排气口和通气口，所述排气口连接于真空负压系统，所述通气口与所述储液管的一端连接，所述储液管的另一端通过连接管与电池的注液孔密封连接，所述排气管或所述连接管设置有微压阀，所述微压阀包括第一阀体、与第一阀体相配合的第二阀体、以及活动设置于所述第一阀体和所述第二阀体之间的微压阀片。

本实用新型采用封闭液面空间法，使得化成过程中电池电解液的液面上方很容易达到挥发物饱和蒸汽压状态，减小整个化成过程中的电解液挥发总量；同时，通过微压阀的设置，能有效地封闭负压管道，在化成过程中产气时，一旦超过微压阀的预设值，微压阀片便开启，然后自由排气，排气结束后微压阀片自动关闭，维持电解液表面的蒸汽压，降低电解液的挥发；当有电解液随气体排出时，电解液可存到储液管内并回流到电池内部，而不会流到横向设置的排气管，从而避免了因电池内电解液减少而影响电池的电化学性能的问题。

本实用新型具体的工作原理为：当化成开始时，该化成装置接通真空负压系统，由于此时电池内部压力高于管路压力，当超过5Pa压力差时，微压阀片开启（开启压力可根据需要进行调设），电池内部的气体通过微压阀释放到真空负压管路中；当压力差在5Pa以内时，微压阀片关闭，使电池的电解液表面密封形成一个密闭的负压环境；在化成过程中，当电解液产生的气体使得密闭的负压环境超过5Pa时，微压阀片开启，释放压力后，再次关闭。如此，可形成相对密闭的环境，使电解液蒸汽保持相对饱和状态，因此，相对于开放的负压环境，本实用新型能够减小电解液的挥发量，并减小化成过程中电解液的损失。需要说明的是，当化成完成后，等待下一组电池化成前，可以给微压阀供应检漏压缩空气，以检查微压阀片的密闭效果。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述第一阀体的端部设置有凸台，所述第一阀体的中央设置有第一孔道；所述第二阀体的端部设置有与所述凸台相配合的凹槽，所述第二阀体的中央设置有与所述第一孔道相对应的第二孔道。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述第二孔道与所述凹槽之间设有阀片槽，所述微压阀片设置于所述阀片槽。其中，微压阀片可通过自身的重力驱动，也可通过弹力或其他动力进行驱动。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述第二孔道的内径大于或等于所述第一孔道的内径。这样的设置便于形成气压差，以控制微压阀片的自动开启和关闭。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述微压阀片的开启压力为1~50pa；其中，需要说明的是，微压阀片的开启压力值，可通过第二孔道的孔径大小以及微压阀片的重量进行调设。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述储液管的形状设置为中间大两头小的橄榄形。中间大两头小的变截面设置，有利于电解液的存储，因为从窄截面到宽截面，空间突然增大，使得气体无法带动电解液向外排。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述通气口、所述储液管和所述连接管的数量均设置为至少一个。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，该化成装置还包括过滤阀和调压阀，所述过滤阀和所述调压阀依次设置于所述排气管。其中，过滤阀可用于过滤电解液挥发物，净化排出气体，防止其污染外管路；而调压阀则用于调控负压管路的真空度。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，该化成装置还包括用于固定连接管的固定管架和设置于固定管架下端的压缩弹簧。其中，压缩弹簧用于压紧密封嘴或者微压阀，使其保持良好的固定效果。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述连接管的下端部设置有密封嘴，所述密封嘴与电池的注液孔密封连接。

作为本实用新型二次电池化成装置的一种改进，所述微压阀设置于压缩弹簧与密封嘴之间，或者设置于通气口与过滤阀之间。其中，当有电解液流出时，宜将微压阀设置于通气口与过滤阀之间；当没有电解液流出时，宜将微压阀设置于压缩弹簧与密封嘴之间。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型一种二次电池化成装置，包括横向设置的排气管和竖向设置的储液管，所述排气管设置有排气口和通气口，所述排气口连接于真空负压系统，所述通气口与所述储液管的一端连接，所述储液管的另一端通过连接管与电池的注液孔密封连接，所述排气管或所述连接管设置有微压阀，所述微压阀包括第一阀体、与第一阀体相配合的第二阀体、以及活动设置于所述第一阀体和所述第二阀体之间的微压阀片。相比于现有技术，本实用新型采用封闭液面空间法，使得化成过程中电池电解液的液面上方很容易达到挥发物饱和蒸汽压状态，减小整个化成过程中的电解液挥发总量；同时，通过微压阀的设置，能有效地封闭负压管道，在化成过程中产气时，一旦超过微压阀的预设值，微压阀片便开启，然后自由排气，排气结束后微压阀片自动关闭，维持电解液表面的蒸汽压，降低电解液的挥发；当有电解液随气体排出时，电解液可存到储液管内并回流到电池内部，而不会流到横向设置的排气管，从而避免了因电池内电解液减少而影响电池的电化学性能的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图之一。

图2为本实用新型的结构示意图之二。

图3为本实用新型中微压阀的结构示意图。

图4为图3中第一阀体的结构示意图。

图5为图3中第二阀体的结构示意图。

图6为图3中微压阀片的结构示意图。

图中：1-排气管；2-储液管；3-排气口；4-通气口；5-连接管；6-微压阀；61-第一阀体；611-凸台；612-第一孔道；62-第二阀体；621-凹槽；622-第二孔道；623-阀片槽；63-微压阀片；7-电池；8-过滤阀；9-调压阀；10-密封嘴；11-固定管架；12-压缩弹簧。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1~6所示，一种二次电池化成装置，包括横向设置的排气管1和竖向设置的储液管2，排气管1设置有排气口3和通气口4，排气口3连接于真空负压系统，通气口4与储液管2的一端连接，储液管2的另一端与连接管5连接，连接管5的下端部设置有密封嘴10，密封嘴10与电池7的注液孔密封连接；排气管1依次连接有微压阀6、过滤阀8和调压阀9，微压阀6设置于通气口4与过滤阀8之间，微压阀6包括第一阀体61、与第一阀体61相配合的第二阀体62、以及活动设置于第一阀体61和第二阀体62之间的微压阀片63。

其中，第一阀体61的端部设置有凸台611，第一阀体61的中央设置有第一孔道612；第二阀体62的端部设置有与凸台611相配合的凹槽621，第二阀体62的中央设置有与第一孔道612相对应的第二孔道622；第二孔道622与凹槽621之间设有阀片槽623，微压阀片63设置于阀片槽623。

其中，第二孔道622的内径大于或等于第一孔道612的内径。这样的设置便于形成气压差，以控制微压阀片63的自动开启和关闭。需要说明的是，微压阀片63可通过自身的重力驱动，也可通过弹力或其他动力进行驱动。

本实用新型具体的工作原理为：当化成开始时，该化成装置接通真空负压系统，由于此时电池7内部压力高于管路压力，当超过5Pa压力差时，微压阀片63开启（开启压力可根据需要进行调设），电池7内部的气体通过微压阀6释放到真空负压管路中；当压力差在5Pa以内时，微压阀片63关闭，使电池7的电解液表面密封形成一个密闭的负压环境；在化成过程中，当电解液产生的气体使得密闭的负压环境超过5Pa时，微压阀片63开启，释放压力后，再次关闭。如此，可形成相对密闭的环境，使电解液蒸汽保持相对饱和状态，因此，相对于开放的负压环境，本实用新型能够减小电解液的挥发量，并减小化成过程中电解液的损失。需要说明的是，当化成完成后，等待下一组电池7化成前，可以给微压阀6供应检漏压缩空气，以检查微压阀片63的密闭效果。

在根据本实用新型的二次电池化成装置的一实施例中，该化成装置还包括用于固定连接管5的固定管架11和设置于固定管架11下端的压缩弹簧12。其中，压缩弹簧12用于压紧密封嘴10或者微压阀6，使其保持良好的固定效果。

在根据本实用新型的二次电池化成装置的一实施例中，连接管5设置有微压阀6，微压阀6设置于压缩弹簧12与密封嘴10之间。

在根据本实用新型的二次电池化成装置的一实施例中，微压阀片63的开启压力为1~50pa；其中，需要说明的是，微压阀片63的开启压力值，可通过第二孔道622的孔径大小以及微压阀片63的重量进行调设。

在根据本实用新型的二次电池化成装置的一实施例中，储液管2的形状设置为中间大两头小的橄榄形。中间大两头小的变截面设置，有利于电解液的存储，因为从窄截面到宽截面，空间突然增大，使得气体无法带动电解液向外排。

在根据本实用新型的二次电池化成装置的一实施例中，通气口4、储液管2和连接管5的数量均设置为一个或多个。设置为多个时，其数量相同。

相比于现有技术，本实用新型采用封闭液面空间法，使得化成过程中电池7电解液的液面上方很容易达到挥发物饱和蒸汽压状态，减小整个化成过程中的电解液挥发总量；同时，通过微压阀6的设置，能有效地封闭负压管道，在化成过程中产气时，一旦超过微压阀6的预设值，微压阀片63便开启，然后自由排气，排气结束后微压阀片63自动关闭，维持电解液表面的蒸汽压，降低电解液的挥发；当有电解液随气体排出时，电解液可存到储液管2内并回流到电池7内部，而不会流到横向设置的排气管1，从而避免了因电池7内电解液减少而影响电池7的电化学性能的问题。

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能够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述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。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。