一种提升锂离子电芯注液效率的装置的制作方法

本发明涉及锂电池制造领域，具体涉及一种提升锂离子电芯注液效率的装置。

背景技术

锂离子电池因其长循环寿命、安全性能好以及环境友好等优点，越来越多的应用于人们的日常生活中，在动力电池领域，随着国家补贴力度的逐渐减小以及市场上愈发激烈的竞争，为获得更大的生存空间，锂离子电池厂家需要进一步的提高电池的性能以及进一步的降低电池的生产成本。

为了满足低成本的需求，厂家多从电芯原材料、制造成本、人工成本等各方面着手，但是原材料的成本控制具有不确定性以及当前的人工成本在逐渐增高，因此厂家更多的是将精力集中在降低制造成本上，具体而言，主要是提升电芯直通率a品率和提高电芯的智能制造效率。而电芯制作过程中的一二工段效率均受制于设备能力，但三工段注液效率不仅与设备能力相关还与电芯内部填充设计相关。

目前市场上对于锂离子电芯的要求主要是高能量密度、长续航里程，因此现有的电芯内部设计孔隙率和填充比均比较高，从而进一步的影响到了生产工艺中的注液工段的效率，目前大多锂离子电芯厂家注液工序也是制约电芯制作的主要瓶颈。对于注液效率低的问题，目前普遍采用的有两种解决方式：一是增加设备或注液工位，相应的会增加设备采购成本，同时注液环境露点要求非常严格，增加设备同时会增加环境维护成本；二是采用多次注液方式，这样不可避免会增加电芯放置空间及时间，不利于制造成本降低。

由于电解液在合适温度下，锂离子的传输速率及扩散速率会提高，因此可从这个角度着手，设计一种可以提升锂离子电芯注液效率的装置。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种提升锂离子电芯注液效率的装置，主要解决现有锂电池生产制造过程中，缺少能有效提升注液效率的装置问题。

一种提升锂离子电芯注液效率的装置，其特征在于：包括输送装置、夹具、第一发热装置和集热板；

输送装置的输送部件上设有夹具；单体电芯放置在夹具上，并被夹具夹紧固定，随着输送部件移动；第一发热装置位于输送装置两侧，并且两侧的第一发热装置之间连接有集热板，集热板位于单体电芯的上方。

优选的，还包括第二发热装置，第二发热装置为环形结构，并包裹在运输电解液的管道外周。

优选的，集热板为金属板，优选的，集热板上表面覆盖有隔热板，下表面设有散热鳍片。

优选的，单体电芯竖向放置在夹具上。

优选的，输送装置的两侧设有支架，第一发热装置安装在支架上。

优选的，支架为可调的伸缩支架。

优选的，第一发热装置包括靠近单体电芯的第一热传导层、位于中间的第一产热层和位于外部的第一保温层。

优选的，第二发热装置包括与管道外周接触的第二热传导层、位于中间的第二产热层和位于外部的第二保温层。

优选的，第一产热层内设有电热丝或电热管。

优选的，第二产热层内设有电热丝或电热管。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、不同于一般二次注液增加时间或增加装置的角度，本发明提供了一种提升锂离子电芯注液效率的装置，使得单体电芯在注液前能够受到均匀连续的热辐射，进而提高温度，从而在注液时能够提高电解液浸润速率，提升锂离子电芯的注液效率；

2、本发明中包括第一发热装置和第二发热装置，其中第一发热装置用于加热位于输送带上的单体电芯，第二发热装置用于加热管道中的电解液；相较于加热单一对象，本发明具有了更大的灵活性，可以根据实际情况选择第一发热装置和第二发热装置同时加热或者单一加热；

3、第一发热装置和第二发热装置均由三部分组成，其中外层为保温层、中层为产热层、内层为热传导层，保温层可减小中层向外辐射的热量，传导层使得被加热体不会与产热层直接接触证，被加热体的受热更加均匀温和；

4、第一发热装置之间还设有集热板，集热板和第一发热装置一起在输送带的两侧和上方形成一个半环绕式的加热场，能使单体电芯获得更好的加热效果；同时集热板的上表面覆盖有隔热板，能减少向上辐射的热量，下表面设有散热鳍片，能增加向下辐射的热量，保证了热量稳定性还能减少多余的热量损失，更加节能。

附图说明

图1是本发明中的第一发热装置作用于单体电芯的正视图；

图2是本发明中的第一发热装置的剖视图；

图3是本发明中的第二发热装置作用于电解液的管道的正视图；

图4是本发明中的第二发热装置的剖视图；

附图标记如下：

1、第一发热装置；101、第一保温层；102、第一产热层；103、第一热传导层；2；单体电芯；3、集热板；4、夹具；5、输送带；6、托辊；7、第二发热装置；701、第二保温层；702、第二产热层；703、第二热传导层；8、管道。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种提升锂离子电芯注液效率的装置，包括输送装置、夹具、第一发热装置1和集热板3；

输送装置的输送部件上设有夹具4；单体电芯2放置在夹具4上，并被夹具4夹紧固定，随着输送部件移动；第一发热装置1位于输送装置两侧，并且两侧的第一发热装置1之间连接有集热板3，集热板3位于单体电芯2的上方。

具体而言，输送装置可为链式输送机或带式输送机，本实施例中的输送装置为带式输送机，输送部件为搭接在托辊6上的输送带5，输送带5上的夹具4为工业生产中常用的气动夹具；输送带5的两侧设有支架，第一发热装置1安装在支架上，其中，支架可固定安装在地面上，或者为了让整个结构更加紧凑，支架还可固定安装在带式输送机的机架上。

第一发热装置1包括靠近单体电芯2的第一热传导层103、位于中间的第一产热层102和位于外部的第一保温层101，其中，第一热传导层103和第一产热层102采用导热高分子材料制成，第一产热层102内部嵌设有用于产生热量的电热丝或电热管；第一保温层101采用聚氨酯保温材料制成。

集热板3为金属板，集热板3的两端分别与第一发热装置1中的电热丝或电热管连接，可将第一发热装置1中的一部分热量传导至集热板3，从而和第一发热装置1一起在输送带5的两侧和上方形成一个半环绕式的加热场，相较于两侧第一发热装置1的集中加热，单体电芯2能获得更好更均匀更温和的加热效果。

进一步的，集热板3的上表面覆盖有隔热板，能减少向上辐射的热量，下表面设有散热鳍片，能增加向下辐射的热量，因此既保证了热量稳定性还能减少多余的热量损失，更加节能。

为了获得更大的加热面积，单体电芯2应根据实际型号和尺寸来调整在夹具4上的位置，本实施例中的单体电芯2竖向放置在夹具4上。

为了更好的加热不同型号、不同尺寸大小的单体电芯2，提高装置的适用性，支架应为可调的伸缩支架，伸缩方式可为电动或手动。

为了进一步的提升锂离子电芯注液的效率，还设有第二发热装置7，如图3和图4所示，第二发热装置7为环形结构，并包裹在运输电解液的管道8外周。

第二发热装置7包括与管道8外周接触的第二热传导层703、位于中间的第二产热层702和位于外部的第二保温层701；第二热传导层703和第二产热层702采用导热高分子材料制成，第二产热层702内部嵌设有用于产生热量的电热丝或电热管；第二保温层701采用聚氨酯保温材料制成。

本发明的工作过程如下：先将第一发热装置1、集热板3和第二发热装置7安装在电芯注液的前工序，然后机械手或其他设备将单体电芯2放置于夹具4上，夹具4将单体电芯2夹紧固定，单体电芯2随着输送带5往前移动，其中带式输送机和机械手的配合可实现单体电芯2的连续作业；第一发热装置1中的第一产热层102产生热量，热量一部分经过第一热传导层103向输送带5处辐射，另一部分通过热传导传递给集热板3，集热板3和第一发热装置1一起在输送带5的两侧和上方形成一个半环绕式的加热场；当单体电芯2通过这个加热场时，加热场会对单体电芯2进行均匀温和的连续加热，从而使单体电芯2在注液前能达到合适的温度，以提高电解液浸润速率，提升锂离子电芯的注液效率，进一步的，可通过调整带式输送机的转速来调整单体电芯2的加热时间；

除此之外，还可通过第二发热装置7对电解液管道8进行加热，并且可根据注液效率的实际提升幅度来确定是选择第一发热装置1和第二发热装置7同时加热还是单一加热。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。