鋰電池化成裝置製造方法
2023-12-02 14:46:36 2
鋰電池化成裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋰電池化成裝置，其包括：臺面；安裝在檯面上的用於將電芯傳送至便於第一轉料模塊夾持位置的上料模塊；用於將上料模塊傳送的電芯轉移至第一夾具模塊的第一轉料模塊；用於夾緊、浸潤並加熱來自第一轉料模塊的電芯的第一夾具模塊；用於對夾持於滑動槽中浸潤、加熱的電芯進行充電的充電模塊；用於將已充電的電芯轉移至第二夾具模塊的第二轉料模塊；以及用於擠壓已充電的電芯的第二夾具模塊。本實用新型鋰電池化成裝置可以縮短化成工藝時間，節約設備和人工成本，改善電芯界面，消除黑斑和析鋰現象，對鋰電池的容量、倍率、存儲和循環性能也有明顯改善。
【專利說明】裡電池化成裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於鋰電池製造領域，更具體地說，本實用新型涉及一種鋰電池化成
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]鋰電池具有電壓高、比能量大、充放電壽命長和安全環保等優點，因此被廣泛應用於各類電子產品(如手機、數位相機、筆記本電腦、電動工具)、便捷式小型電器、電動汽車和儲能系統中。
[0003]鋰電池的製備工藝繁雜，包括攪拌、塗布、乾燥、裸電芯製備、封裝和化成等，其中，化成工藝是鋰電池製備工藝過程中不可或缺的工序，對鋰電池的性能起到至關重要的作用。
[0004]目前，鋰電池的化成工藝都是將裸電芯入殼封裝，再定量注入電解液，通過一段時間的靜置後再化成。現有的鋰電池化成工藝過程繁雜，需要控制的因素很多，整個化成工藝需要的時間和操作人 員很多，浪費了大量的成本和工藝時間。特別是動力鋰電池，動力鋰電池化成後的界面不好，容易出現黑斑和析鋰。
[0005]中國發明專利申請CN201110432901.4公開了一種確定動力鋰電池注液量的方法，其通過電解液浸泡裸電芯的方法確定動力鋰電池的注液量。上述方法需要將裸電芯浸泡後取出，擦去表面游離態的電解液稱重，然後減去裸電芯的重量便得到鋰電池的注液量。但是，上述方法在實際生產中難以實現，因為裸電芯浸泡後會鼓漲，即使擦去表面游離態的電解液也很難在稱重過程中防止電解液的滴落造成的汙染和數據不準確的情況；此外，上述方法還需要後續的化電保證電池形成穩定的SEI膜，在工序和設備上並沒有簡化鋰電池的製造工藝。
[0006]有鑑於此，確有必要提供一種快速、簡便且可提高鋰電池性能的鋰電池化成裝置。實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在於:提供一種鋰電池化成裝置，其可縮減工序時間，改善鋰電池的界面和電性能。
[0008]為了實現上述發明目的，本實用新型提供了一種鋰電池化成裝置，其包括:臺面和安裝在檯面上的上料模塊、第一轉料模塊、第一夾具模塊、充電模塊、第二轉料模塊和第二夾具模塊；其中，上料模塊將電芯傳送至便於第一轉料模塊夾持的位置，第一轉料模塊將上料模塊傳送的電芯轉移至第一夾具模塊，第一夾具模塊用於夾緊、浸潤並加熱來自第一轉料模塊的電芯，充電模塊用於對浸潤、加熱的電芯進行充電，第二轉料模塊將已充電的電芯轉移至第二夾具模塊，第二夾具模塊用於擠壓已充電的電芯。
[0009]作為本實用新型鋰電池化成裝置的一種改進，所述上料模塊用於將電芯傳送至便於第一轉料模塊夾持的位置，其包括:固定安裝於檯面上的一對底座、設置於一對底座之間的拉帶槽、可沿著拉帶槽傳送的拉帶、可驅動拉帶沿著拉帶槽移動的電機，以及可將電芯阻擋在第一轉料模塊的夾子夾持位置的擋板。
[0010]作為本實用新型鋰電池化成裝置的一種改進，所述第一轉料模塊用於將上料模塊傳送的電芯轉移至第一夾具模塊，其包括:固定安裝在檯面上的固定座、安裝在固定座上的滑板、設置於滑板上的滑軌、可沿著滑軌滑移的夾子，以及可驅動夾子沿著滑軌移動的氣動槍。
[0011]作為本實用新型鋰電池化成裝置的一種改進，所述第一夾具模塊用於夾緊、浸潤並加熱來自第一轉料模塊的電芯，其包括:軌道、可沿著軌道運動的滑動槽、可驅動滑動槽沿著軌道移動的電機、用於夾緊電芯的壓板、用於加熱電芯的電阻絲，以及將電解液引入滑動槽中的電解液罐和導管。
[0012]作為本實用新型鋰電池化成裝置的一種改進，所述充電模塊用於對夾持於滑動槽中浸潤、加熱的電芯進行充電，其包括:安裝於檯面上的固定架、安裝於固定架上的氣缸、用於罩住滑動槽的真空罩、用於抽出空氣的真空箱和導管，以及用於對電芯進行充電的充電器和導線。
[0013]作為本實用新型鋰電池化成裝置的一種改進，所述第二轉料模塊用於將已充電的電芯轉移至第二夾具模塊，其包括:安裝於檯面上的固定座、安裝在固定座上的滑板、設置於滑板上的滑軌、可沿著滑軌滑移的夾子，以及驅動夾子沿著滑軌移動的氣動槍。
[0014]作為本實用新型鋰電池化成裝置的一種改進，所述第二夾具模塊用於擠壓已充電的電芯，其包括:夾具槽、壓板，以及驅動壓板的電機。
[0015]作為本實用新型鋰電池化成裝置的一種改進，所述第一夾具模塊的上表面和第二夾具模塊的下表面連接在一起。
[0016]相對於現有技術，本實用新型鋰電池化成裝置具有以下優點:
[0017]縮短了化成工藝時間，整個工藝時間不超過60min，且後續的封裝不需要多餘的氣袋，可節省成本。
[0018]工藝簡單，易於實現，可節約設備和人工成本。
[0019]可明顯改善電芯界面，消除黑斑和析鋰現象，且對鋰電池的容量、倍率、存儲和循環性能也有明顯改善。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型鋰電池化成裝置及其技術效果進行詳細說明，附圖中:
[0021]圖1為本實用新型鋰電池化成裝置的結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型鋰電池化成裝置的另一個角度的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型的發明目的、技術方案和技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中給出的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本實用新型，並非為了限制本實用新型，本實用新型並不局限於說明書中給出的【具體實施方式】。
[0024]請參照圖1和圖2所示，本實用新型鋰電池化成裝置包括臺面10和安裝在臺面10上的上料模塊、第一轉料模塊、第一夾具模塊、充電模塊、第二轉料模塊和第二夾具模塊。
[0025]上料模塊用於將電芯傳送至便於第一轉料模塊夾持的位置，其包括:固定安裝於臺面10上的一對底座202、設置於一對底座202之間的拉帶槽204、可沿著拉帶槽204傳送的拉帶206、可驅動拉帶206沿著拉帶槽204移動的電機208，以及可將電芯阻擋在第一轉料模塊的夾子308夾持位置的擋板210。
[0026]第一轉料模塊用於將上料模塊傳送的電芯轉移至第一夾具模塊，其包括:固定安裝在臺面10上的固定座302、安裝在固定座302上並大致垂直於臺面10的滑板304、間隔設置於滑板304上的兩條平行的滑軌306、可沿著滑軌306水平滑移的夾子308，以及可驅動夾子308沿著滑軌306移動的氣動槍310。
[0027]第一夾具模塊用於夾緊、浸潤並加熱來自第一轉料模塊的電芯，其包括:軌道402、可沿著軌道402運動的滑動槽404、可驅動滑動槽404沿著軌道移動的電機406、用於夾緊電芯的壓板408、用於加熱電芯的電阻絲410，以及將電解液弓I入滑動槽404中的電解液罐412和導管414。
[0028]充電模塊用於對夾持於滑動槽404中浸潤、加熱的電芯進行充電,其包括:安裝於臺面10上的固定架502、安裝於固定架502上的氣缸504、用於罩住滑動槽404的真空罩506、用於抽出空氣的真空箱508和導管510、以及用於對電芯進行充電的充電器512和導線514。
[0029]第二轉料模塊用於將已充電的電芯轉移至第二夾具模塊，其結構與第一轉料模塊的結構類似，包括:安裝於臺面10上的固定座602、安裝在固定座602上並大致垂直於臺面10的滑板604、間隔設置於滑板604上的兩條平行的滑軌606、可沿著滑軌606水平滑移的夾子608，以及驅動夾子608沿著滑軌606移動的氣動槍610。
[0030]第二夾具模塊用於擠壓已充電的電芯，其包括:夾具槽702、壓板704，以及驅動壓板704的電機706，其中，第二夾具模塊的下表面和第一夾具模塊的上表面連接在一起。
[0031]以下結合圖1和圖2所示，詳細描述本實用新型鋰電池化成裝置的工作過程:
[0032]將電芯極耳向上間隔放置在拉帶206上，啟動上料模塊的電機208，驅動拉帶206沿著拉帶槽204移動並帶動電芯向第一轉料模塊移動，直至碰到擋板210時停止。
[0033]夾子308夾取位於擋板210處的電芯，氣動槍310將夾子308沿著滑板304上的滑軌306滑到對應的位置並將電芯放置在滑動槽404中的壓板408之間；啟動電機406使壓板408壓住電芯的主體位置，然後夾子308鬆開歸位準備夾下一個電芯；啟動電機，滑動槽404沿著軌道402滑到下一個工位；如此反覆，直至每一個壓板408上都裝滿電芯。
[0034]將電解液罐412中的定量電解液通過導管414加到滑動槽404中，使電芯浸泡在電解液中，然後通過電阻絲410對電芯進行加熱；滑動槽404沿著滑軌402滑到底端對應的位置。
[0035]通過氣缸504將真空罩506完全罩住滑動槽404，然後對其抽真空，將抽完的氣體通過導管510放入真空箱508中；然後，充電器512將電流通過導線514接到電芯中完成充電。
[0036]完成充電後，關閉氣缸504將真空罩506歸回原處，滑動槽404通過滑軌402滑到起始位置；夾子608將電芯夾住後，壓板408鬆開，然後氣動槍610將夾子608通過滑板604上的滑軌606滑動到對應位置。[0037]夾子608夾住電芯並放置在壓板對應的位置上後，啟動電機706，壓板704將電芯壓緊後鬆開夾子，壓出的電解液流回滑動槽404中，通過導管414將所有電解液回收到電解液槽412中。
[0038]將電芯取出入殼封裝，完成化成。
[0039]經實際檢驗，相對於現有技術，本實用新型鋰電池化成裝置具有以下優點:
[0040]縮短了化成工藝時間，整個工藝時間不超過60min，且後續的封裝不需要多餘的氣袋，可節省成本。
[0041]工藝簡單，易於實現，可節約設備和人工成本。
[0042]明顯改善電芯界面，可消除黑斑和析鋰現象，且對電池的容量、倍率、存儲和循環性能均有明顯改善。
[0043]需要說明的是，根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些等同修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了 一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種鋰電池化成裝置，其特徵在於，包括:臺面、上料模塊、第一轉料模塊、第一夾具模塊、充電模塊、第二轉料模塊和第二夾具模塊，上料模塊、第一轉料模塊、第一夾具模塊、充電模塊、第二轉料模塊和第二夾具模塊分別安裝在檯面上；其中，上料模塊將電芯傳送至便於第一轉料模塊夾持的位置，第一轉料模塊將上料模塊傳送的電芯轉移至第一夾具模塊，第一 夾具模塊用於夾緊、浸潤並加熱來自第一轉料模塊的電芯，充電模塊用於對浸潤、加熱的電芯進行充電，第二轉料模塊將已充電的電芯轉移至第二夾具模塊，第二夾具模塊用於擠壓已充電的電芯。
2.根據權利要求1所述的鋰電池化成裝置，其特徵在於，所述上料模塊包括:固定安裝於檯面上的一對底座、設置於一對底座之間的拉帶槽、可沿著拉帶槽傳送的拉帶、可驅動拉帶沿著拉帶槽移動的電機，以及可將電芯阻擋在第一轉料模塊的夾子夾持位置的擋板。
3.根據權利要求1所述的鋰電池化成裝置，其特徵在於，所述第一轉料模塊包括:固定安裝在檯面上的固定座、安裝在固定座上的滑板、設置於滑板上的滑軌、可沿著滑軌滑移的夾子，以及可驅動夾子沿著滑軌移動的氣動槍。
4.根據權利要求1所述的鋰電池化成裝置，其特徵在於，所述第一夾具模塊包括:軌道、可沿著軌道運動的滑動槽、可驅動滑動槽沿著軌道移動的電機、用於夾緊電芯的壓板、用於加熱電芯的電阻絲，以及將電解液引入滑動槽中的電解液罐和導管。
5.根據權利要求4所述的鋰電池化成裝置，其特徵在於，所述充電模塊用於對夾持於滑動槽中浸潤、加熱的電芯進行充電，其包括:安裝於檯面上的固定架、安裝於固定架上的氣缸、用於罩住滑動槽的真空罩、用於抽出空氣的真空箱和導管，以及用於對電芯進行充電的充電器和導線。
6.根據權利要求1所述的鋰電池化成裝置，其特徵在於，所述第二轉料模塊包括:安裝於檯面上的固定座、安裝在固定座上的滑板、設置於滑板上的滑軌、可沿著滑軌滑移的夾子，以及驅動夾子沿著滑軌移動的氣動槍。
7.根據權利要求1所述的鋰電池化成裝置，其特徵在於，所述第二夾具模塊包括:夾具槽、壓板，以及驅動壓板的電機。
8.根據權利要求1所述的鋰電池化成裝置，其特徵在於，所述第一夾具模塊的上表面和弟二夾具|旲塊的下表面連接在一起。
【文檔編號】H01M10/44GK203787518SQ201420018092
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】周華利, 姜勝男, 許勇, 遊從輝 申請人:寧德新能源科技有限公司, 東莞新能源科技有限公司