一种电芯陈化设备及陈化控制方法与流程

[0001]
本发明属于锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电芯注液后用于电芯陈化的设备及相应的陈化控制方法。


背景技术：

[0002]
陈化是电芯注液后的一道重要工序，即对电芯进行注液后使电解液将极片和隔膜充分浸润，陈化效果的好坏会直接决定电芯的使用性能。现阶段大多数电池厂家所采用的陈化方式都是在一定的温度下将电芯静置几十个小时，让电芯内的电解液慢慢将电芯极片浸润，虽然这样也可以达到电芯陈化的基本目的，电解液可以充分浸润卷芯，但较长的陈化时间降低了生产效率，延长了电池的生产周期，提高了整个生产过程的成本。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一套可以在较短时间内使电芯快速高效地完成陈化的设备。
[0004]
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
[0005]
一种电芯陈化设备，包括旋转基体、电芯放置盒，电芯放置盒设置于旋转基体上非转心的位置；其特征在于，还包括电芯载体，电芯载体包括分别用于承载被陈化电芯的电芯本体和囊体的电芯本体承载部和囊体承载部；所述电芯本体承载部固定设置于电芯放置盒内，所述电芯放置盒以所述囊体承载部朝向所述旋转基体内侧的方式设置于旋转基体上；所述电芯载体还包括驱动所述囊体承载部相对电芯本体承载部打平或折回一定角度的囊体驱动机构。
[0006]
作为具体的技术方案，所述电芯陈化设备还包括电芯自转驱动机构，在所述囊体承载部朝向所述旋转基体内侧的前提下，所述电芯自转驱动机构驱动所述电芯放置盒相对所述旋转基体在一定范围内转动。
[0007]
作为具体的技术方案，所述电芯陈化设备还包括电芯夹紧机构，所述电芯夹紧机构包括对所述电芯本体施加贴合于所述电芯本体承载部的作用力的电芯本体夹紧件及对所述囊体施加贴合于所述囊体承载部的作用力的囊体夹紧件。
[0008]
作为具体的技术方案，所述囊体承载部通过转轴连接于所述电芯本体承载部的一侧。
[0009]
作为具体的技术方案，所述囊体驱动机构是设置于电芯本体承载部或囊体承载部内的、与所述转轴驱动配合的电机及齿轮组件。
[0010]
作为具体的技术方案，所述囊体驱动机构是设置于所述电芯放置盒内的、可向上顶起或向下拉回所述囊体承载部的顶杆结构。
[0011]
作为具体的技术方案，所述旋转基体为转盘结构、或者轮毂状结构、或者一条支撑板、或者由若干支撑板共转心构成的风车状结构。
[0012]
作为具体的技术方案，所述电芯放置盒为两个以上，设置于所述旋转基体上远离
所述转心的同一圆周或不同圆周上。
[0013]
作为具体的技术方案，所述电芯本体承载部上开设有适应于电芯本体的容置槽。
[0014]
一种电芯陈化控制方法，基于上文所述的电芯陈化设备，其特征在于，所述控制方法包括：
[0015]
(1)将被陈化电芯的电芯本体和囊体分别承载于所述电芯本体承载部和囊体承载部；
[0016]
(2)调整电芯放置盒的初始朝向，使得所述囊体总体上朝向旋转基体内侧；
[0017]
(3)控制旋转基体旋转预定的时间；其中：控制囊体承载部旋转使囊体与电芯本体承载部程135
°-
90
°
夹角；以及，在所述囊体承载部朝向所述旋转基体内侧的前提下，控制电芯放置盒定期转动。
[0018]
本发明提供的设备或方法，在陈化操作时，旋转基体会以一个较大的转速转动，以便为产品内部的电解液提供离心力，使电解液朝远离转芯的方向运动，在旋转基体以一定的转速转动的同时，电芯载体盘可以以一个较小的转速或非匀速转动，在一定范围内定期改变电芯朝向,以控制电解液在电芯内的流向，这样可使得电芯内的电解液在大圆盘及小圆盘的作用下在电芯内部定向流动以便对极片进行充分浸润；更重要的是，控制囊体承载部旋转使囊体与电芯本体承载部程135
°-
90
°
夹角，可以有效避免电解液回流囊体。总的来说，本发明能够减少电芯陈化时间，缩短电芯制造周期，提高生产效率，提高极片吸收电解液效率，降低电芯注液量，降低生产成本。
附图说明
[0019]
图1为本发明实施例提供的电芯陈化设备的示意图。
[0020]
图2为陈化前电芯的构造示意图。
[0021]
图3为本发明实施例提供的电芯陈化设备中电芯放置盒和电芯载体组装后的示意图。
[0022]
图4为本发明实施例提供的电芯陈化设备中电芯载体的示意图。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，为了便于说明，本申请中对上、下、左、右等方位的定义，这些方位的定义仅仅为了便于清楚地描述装置的构造，并不用于对装置在生产、使用、销售等过程中实际方位的限制。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
[0024]
如图1所示，本实施例提供的电芯陈化设备包括旋转基体10、电芯放置盒20、电芯载体30及电芯夹紧机构40。旋转基体10为一个转盘，在一个电芯公转驱动机构(例如电机等，图中未示)的控制下以不同的速度匀速或变速转动，从而带动其上设置的电芯放置盒20及盒内的电芯50以旋转基体10的转心公转。可以理解的是，旋转基体10不一定是圆盘状，还可以是轮毂状结构，或者是一条支撑板，或者是由若干支撑板共转心构成的风车状结构。
[0025]
电芯放置盒20设置于旋转基体10上非转心的位置，较佳为远离转心的边缘。旋转基体10上同一圆周或不同圆周上可以分别设置多个电芯放置盒20。电芯放置盒20设置为可相对旋转基体10转动，即电芯放置盒20底部通过转轴与旋转基体10连接。本实施例中设置
有电芯自转驱动机构(例如电机等，图中未示)，来驱动电芯放置盒20相对旋转基体10的转动，这样更容易实现对电芯放置盒20转动方式的主动控制。
[0026]
如图2所示，电芯50包括电芯本体51和位于电芯本体51一侧的囊体52，囊体52内起初存储要输注给电芯本体51的电解液。结合图3及图4所示，电芯放置盒20具有开口和容纳腔，电芯载体30包括电芯本体承载部31、囊体承载部32，电芯本体承载部31上开设有适应于电芯本体51的容置槽311，电芯本体承载部31固定设置于电芯放置盒20的容纳腔内，囊体承载部32通过转轴33连接于电芯本体承载部31的一侧，使得囊体承载部32能够相对电芯本体承载部31打平或折回一定角度。电芯载体30还包括驱动囊体承载部32相对电芯本体承载部31转动的囊体驱动机构，该囊体驱动机构可以是设置于电芯本体承载部31或囊体承载部32内的电机及齿轮组件，也可以是设置于电芯放置盒20内的、可向上顶起或向下拉回囊体承载部32的顶杆结构。
[0027]
如图3所示，电芯夹紧机构40包括电芯本体夹紧件41及囊体夹紧件42，分别装配于电芯本体承载部31和囊体承载部32上，电芯本体夹紧件41用于对电芯本体51施加贴合于电芯本体承载部31的作用力，囊体夹紧件42用于对囊体52施加贴合于囊体承载部32的作用力。
[0028]
基于上述电芯陈化设备，其工作过程及控制方法如下：
[0029]
(1)将电芯50放置于电芯放置盒20内的电芯载体30上，同时利用电芯本体夹紧件41将电芯本体51夹紧于电芯本体承载部31上，利用囊体夹紧件42将囊体52夹紧于囊体承载部32上；
[0030]
(2)调整电芯放置盒20的初始朝向，使得囊体52总体上朝向旋转基体10转心；
[0031]
(3)控制旋转基体10以一个较大转速旋转预定的时间，即使囊体52内的电解液在离心力的作用朝远离旋转基体10转心的方向流动，流入电芯本体51中(以便电解液更好的浸润电芯本体51内的卷芯)；
[0032]
旋转基体10旋转前或旋转过程中，控制囊体承载部32旋转使囊体与电芯本体承载部31程135
°-
90
°
夹角，避免电解液回流囊体52；
[0033]
旋转基体10旋转过程中(即旋转基体10提供离心力的同时)，控制电芯放置盒20定期转动，以控制电解液在电芯本体51内部的流向，使电解液能够和卷芯充分接触并浸润卷芯，减少陈化时间。
[0034]
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、无需经过创造性劳动即可等到的等效技术特征的替换，应当视为本发明揭露的范围。