一种双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置及工艺方法与流程

本发明涉及锂电池，具体地说，涉及一种双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置及工艺方法。

背景技术：

1、锂电池的注电解液工艺有很多种，其中等压静置注液有快速高效的优点，被大规模的采用实际电池生产中。现有的等压注液设备均采用大型的压力容器作为密封腔来满足一次投入几十至几百支电池的产量。但因为等压静置注液的过程中需要频繁的增压和泄压，而目前的密封腔体由于体积大，所需要的增压和泄压的气体资源也需要越多，因此会在增压和泄压时造成大量的能源浪费，且腔体越大，造价越高，对整个工艺经济性不利。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置及工艺方法。本发明可以对泄压和增压过程中的气体进行循环往复的利用，节省了能源，提高了工艺的经济性，并且本发明的结构体积能够小型化，减少了制造成本。

2、本发明的技术方案如下：一种双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，包括钢架组件，所述钢架组件上设有两个呈上下方位设置的隧道腔体；所述隧道腔体的两端设置有腔门；所述隧道腔体的内部设置有轨道系统，轨道系统用于治具上料小车移动；所述隧道腔体之间设置有进出气系统；所述进出气系统连接两个所述隧道腔体。

3、上述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，所述隧道腔体的内径为1400±3mm，长12米，分为两段，各长6米，两段之间采用法兰连接，并设置金属石墨密封垫片；所述隧道腔体上设置有玻璃观察孔。

4、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，下层隧道腔体的筒体中心离地高度1035±2mm，上层隧道腔体的筒体中心离地高度2937±2mm。

5、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，所述进出气系统包括1套进气组件、多套串气组件和1套排气组件；所述进气组件与隧道腔体连接用于进气增压；所述串气组件将两个所述隧道腔体进行连接用于将其中一个隧道腔体的泄压导入到另一个隧道腔体进行增压；所述排气组件与隧道腔体连接用于排气泄压。

6、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，所述进气组件包括第一进气管路，第一进气管路上设置第一气控球阀；所述第一进气管路连接有两条分别与上层和下层隧道腔体对应连接的第二进气管路，第二进气管路上设有第一手动球阀；每条所述第二进气管道连接有两条第三进气管道，每条第三进气管道分别与单层的隧道腔体的两段相连接；所述第三进气管道上设置有第二气控球阀。

7、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，所述串气组件包括连接在隧道腔体之间的串气通道，串气通道上设有两个第三气控球阀；所述串气通道位于两个第三气控球阀之间段还连接有抽风通道，抽风通道上设有第四气控球阀；

8、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，所述排气组件包括分别与上层和下层隧道腔体对应连接的排气通道，排气通道上设置有第二手动球阀。

9、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置的工艺方法，包括如下步骤：

10、步骤1、治具上料小车通过轨道系统导入到隧道腔体中；

11、步骤2、将隧道腔体的腔门关闭，对下层隧道腔体进行增压，然后保压；

12、步骤3、保压结束后，将下层的隧道腔体放压泄气，泄气的压力通过进出气系统进入上层的隧道腔体，使上层的隧道腔体增压，然后进行上层隧道腔体的保压；

13、步骤5、打开下层隧道腔体的腔门，下层隧道腔体内的治具上料小车通过轨道系统导出，并导入新的治具上料小车，再关闭腔门；

14、步骤6、待上层隧道腔体保压结束，将其放压泄气至下层隧道腔体中，进而使下层隧道腔体再进行增压保压，同时上层隧道腔体中的治具上料小车导出，并导入新的治具上料小车，以此往复。

15、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置的工艺方法，在通过进出气系统将两个隧道腔体进行泄压与增压时，将增压的隧道腔体与设置压力目标值进行比较，根据比较结果的偏差，利用pi控制算法获得调节量，根据调节量对隧道腔体的压力进行补充或泄压，以此使得隧道腔体中的压力达到压力目标值。

16、前述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置的工艺方法，所述目标压力值设置为0.8-0.9mpa，保压时间为30分钟，保压过程中测试压降≤5kpa/min。

17、与现有技术相比，本发明的采用了双隧道腔体的结构，避免了常规密封腔体过于庞大的体积，实现装置的小型化。本发明通过在腔体中设置了轨道系统，从而可以将多个治具上料小车导入和导出到隧道腔体中，使其装置整体运行简化话。本通过双隧道腔体的结构，可以在对下层隧道腔体进行保压结束后，将泄压产生的气体压力通过进出气系统进入上层的隧道腔体，使上层的隧道腔体增压，然后进行上层隧道腔体的保压，以此可以实现气体压力的循环利用，从而节省了能源，提高了工艺的经济性。同时在其中一个隧道腔体进行保压的过程中，可以对另外一个泄压后的隧道腔体进行治具上料小车的卸料和上料，由此可以实现生产效率的大大提升。进一步地，本发明针对增压和泄压过程中可能存在的气体压力与目标压力有偏差的问题，设计了了相应的pi控制方法，实现了精准控制的效果。

技术特征：

1.一种双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，其特征在于：包括钢架组件(1)，所述钢架组件(1)上设有两个呈上下方位设置的隧道腔体(2)；所述隧道腔体的两端设置有腔门(3)；所述隧道腔体(2)的内部设置有轨道系统(4)，轨道系统(4)用于治具上料小车移动；所述隧道腔体(3)之间设置有进出气系统；所述进出气系统连接两个所述隧道腔体(2)。

2.根据权利要求1所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，其特征在于：所述隧道腔体(1)的内径为1400±3mm，长12米，分为两段，各长6米，两段之间采用法兰连接，并设置金属石墨密封垫片；所述隧道腔体(1)上设置有玻璃观察孔(5)。

3.根据权利要求1所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，其特征在于：下层隧道腔体(1)的筒体中心离地高度1035±2mm，上层隧道腔体(1)的筒体中心离地高度2937±2mm。

4.根据权利要求2所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，其特征在于：所述进出气系统包括1套进气组件(6)、多套串气组件(7)和1套排气组件(8)；所述进气组件(6)与隧道腔体(2)连接用于进气增压；所述串气组件(7)将两个所述隧道腔体(2)进行连接用于将其中一个隧道腔体(2)的泄压导入到另一个隧道腔体(2)进行增压；所述排气组件(8)与隧道腔体(1)连接用于排气泄压。

5.根据权利要求4所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，其特征在于：所述进气组件(6)包括第一进气管路(9)，第一进气管路(9)上设置第一气控球阀(10)；所述第一进气管路(9)连接有两条分别与上层和下层隧道腔体(2)对应连接的第二进气管路(11)，第二进气管路(11)上设有第一手动球阀(12)；每条所述第二进气管道(11)连接有两条第三进气管道(13)，每条第三进气管道(13)分别与单层的隧道腔体(13)的两段相连接；所述第三进气管道(13)上设置有第二气控球阀(14)。

6.根据权利要求4所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，其特征在于：所述串气组件(7)包括连接在隧道腔体(2)之间的串气通道(15)，串气通道(15)上设有两个第三气控球阀(16)；所述串气通道(15)位于两个第三气控球阀(16)之间段还连接有抽风通道(17)，抽风通道(17)上设有第四气控球阀(18)。

7.根据权利要求4所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置，其特征在于：所述排气组件包括分别与上层和下层隧道腔体对应连接的排气通道(19)，排气通道(19)上设置有第二手动球阀(20)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置的工艺方法，其特征在于：在通过进出气系统将两个隧道腔体进行泄压与增压时，将增压的隧道腔体与设置压力目标值进行比较，根据比较结果的偏差，利用pi控制算法获得调节量，根据调节量对隧道腔体的压力进行补充或泄压，以此使得隧道腔体中的压力达到压力目标值。

10.根据权利要求9所述的双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置的工艺方法，其特征在于：所述目标压力值设置为0.8-0.9mpa，保压时间为30分钟，保压过程中测试压降≤5kpa/min。

技术总结
本发明公开了一种双隧道腔式的锂电池电芯等压静置装置及工艺方法，包括钢架组件，所述钢架组件上设有两个呈上下方位设置的隧道腔体；所述隧道腔体的两端设置有腔门；所述隧道腔体的内部设置有轨道系统，轨道系统用于治具上料小车移动；所述隧道腔体之间设置有进出气系统；所述进出气系统连接两个所述隧道腔体。本发明可以对泄压和增压过程中的气体进行循环往复的利用，节省了能源，提高了工艺的经济性，并且本发明的结构体积能够小型化，减少了制造成本。

技术研发人员：张华鑫,张云华,蔡琼瑛,陈磊,陈国富
受保护的技术使用者：台州市众力化工设备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16