CN101609907A - 一种锂离子二次电池的封口方法及真空压封装置 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子二次电池的封口方法及真空压封装置，该封口方法是：在对电池完成注液、化成之后，在真空状态下对电池进行封口。该真空压封装置包括机架，还设有钢珠吸取和推压机构、钢珠顶出机构、可移动工作台、控制机构。本发明可减轻电池的鼓胀问题，以及由于电池鼓胀带来的一系列电池性能下降问题。

Description

一种锂离子二次电池的封口方法及真空压封装置
技术领域
本发明涉及一种锂离子二次电池的封口方法及装置，尤其是涉及一种用于电动自行车、电动摩托车、助力车和汽车等的大功率钢(铝)壳锂离子动力电池的封口方法及真空压封装置。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，锂离子电池正日趋广泛的进入到人们的生产生活领域。
从锂离子电池的生产工艺来讲，锂离子电池的化成工艺一般分为两种：封口化成和开口化成。由于电芯在化成时SEI膜的形成过程中会产生气体，而产生的气体容易停留在极片与极片之间，或滞留在电芯壳体内，对于封口化成的电池来说，很容易使电池产生鼓涨现象，故封闭的化成方式一般很少被采用。
而开口化成时，外界水气和氧气对电解液和电池性能会有负面影响，化成过程中最初产生的气体对电池性能也有负面影响，会降低电池活性物质的利用率。有鉴于此，为避免所述缺陷，很多生产厂商在开口化成后，都会选择真空封口。一般作法是，在真空封口过程中，待真空抽气基本干净后，将电池移出真空室再行封闭注液孔。此外，为保证方形电池不出现鼓涨，还有厂家在生产中会采用模具压扁电池钢(铝)壳的方法，以便壳体内的气体更好的排出，再进行封口；而对于圆柱型壳体电池，还无法进行此操作。这些方法能在一定程度上排出电池电芯内的气体，但仍然会有较多的气体滞留在电芯内，其结果是，电解液被滞留在电芯极片与极片之间的气体阻隔，而难以对极片进行充分而全面的润湿，致使气泡处的极片不能较好地活化，导致电芯在以后的充放电过程中容易产生片料分离，降低电芯容量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池的新封口方法及真空压封装置，使用本发明封口方法及真空压封装置制造的锂离子二次电池，可以减轻充电过程中造成的电池鼓胀问题，以及由于电池鼓胀带来的电池性能下降问题。
本发明之锂离子二次电池封口方法是，在对电池注液、化成，然后，在真空负压状态下对电池进行封口。
封口材料优选钢珠。
本发明之真空压封装置包括机架、钢珠吸取推压机构、钢珠顶出机构、可移动工作台、控制机构；机架上设有台板；钢珠吸取推压机构包括装配在台板上的吸压支架，吸压支架上装配有调整升降头架，吸压支架顶部装配有调整升降头架高低位置的升降螺丝，升降头架上装配有吸盘气缸和下压气缸，吸盘气缸连接有吸盘固定套，吸盘固定套端部装配有吸盘，吸盘固定套内装配有压杆，压杆通过承压环，压头及锁紧螺母与下压气缸相连；钢珠顶出机构包括固定在工作台左端料杯座，料杯座上有料杯，料杯底部有顶料杆，顶料杆底部连接顶料气缸，顶料气缸固定于料杯座底部；可移动工作台包括固定于机架台板上的直线导轨，固定于直线导轨滑动块上的移动小台板，固定于机架台板并连接移动小台板的推合气缸，电池固定角座装配在移动小台板上，电池定位夹紧靠电池固定角座侧向安装于移动小台板，电池定位夹与夹爪气缸连接；控制机构包括设在真空管道上的真空阀和检测待封口电池内腔压力的数字压力开关，真空阀和数字压力开关与整机控制器相连。
所述吸盘为优选耐腐蚀软质材料制造的吸盘。
本发明装置的工作原理及工作过程为：开启装置，装置上的顶料杆将一颗钢珠从料杯顶至吸盘；将化成后的电池装载于电池固定角座上；夹爪气缸推动定位夹夹紧压电池，推合气缸推动移动小台板，将电池移送至工作位置，此时电池的注液小圆孔与吸盘以及吸盘吸附的小钢珠、压杆定位在同一垂直线上；吸盘气缸下压，使吸盘与电池的注液孔紧密接触，真空开启；由数字压力开关检测电池壳体内压力，当达到设定值(-0.95MPa)时，真空关闭；下压气缸推动压杆将钢珠压入注液孔，对电池注液口进行封闭。
本发明的特点在于，对电池注液后，将现有非负压状态下直接封口的方法改为在真空负压状态下对电池进行封口。
本发明的有益效果：可有效减轻电池的鼓胀问题，以及由于电池鼓胀带来的一系列电池性能下降问题。
附图说明
图1为本发明真空压封装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
本发明真空压封装置实施例。
参照附图，本发明真空压封装置包括机架1、钢珠吸取推压机构、钢珠顶出机构、可移动工作台、控制机构；机架1上设有台板2；钢珠吸取推压机构包括装配在台板2上的吸压支架3，吸压支架3上装配有调整升降头架4，吸压支架3顶部装配有调整升降头架4高低位置的升降螺丝7，升降头架4上装配有吸盘气缸5和下压气缸6，吸盘气缸5连接有吸盘固定套8，吸盘固定套8端部装配有吸盘9，吸盘固定套8内装配有压杆10，压杆通过承压环11，压头12及锁紧螺母13与下压气缸6相连；钢珠顶出机构包括固定在工作台左端料杯座14，料杯座14上有料杯15，料杯15底部有顶料杆16，顶料杆16底部连接顶料气缸17，顶料气缸17固定于料杯座14底部；可移动工作台包括固定于台板2上的直线导轨18，固定于直线导轨18滑动块上的移动小台板19，固定于台板2并连接移动小台板19的推合气缸20，电池固定角座21装配在移动小台板19上，电池定位夹22紧靠电池固定角座21侧向安装于移动小台板19，电池定位夹22与夹爪气缸23连接；控制机构包括设在真空管道上的真空阀24和检测待封口电池内腔压力的数字压力开关25，真空阀24和数字压力开关25与整机控制器26相连。
工作过程：开启装置，料杯15底部的顶料杆16将一颗钢珠从料杯15顶至吸盘9；将化成后的电池装载于电池固定角座21上；夹爪气缸23推动电池定位夹22紧压电池，推合气缸20推动移动小台板19，将电池移送至工作位置，此时电池的注液小圆孔与吸盘9以及吸盘吸附的小钢珠、压杆10定位在同一垂直线上；吸盘气缸5下压，使吸盘9与电池的注液孔紧密接触时，形成一个可相对移动又密封的空腔，空腔通过吸盘固定套8侧壁上的小孔与设有真空阀24的真空管道相连，真空阀24开启，由数字压力开关25检测电池壳体内压力，当达到设定值(-0.95MPa)时，真空阀24关闭；下压气缸6推动压杆10将钢珠压入注液孔，将电池注液口封闭。

Claims (4)

1.一种锂离子二次电池的封口方法，其特征在于，在对电池完成注液、化成之后，在真空状态下对电池进行封口。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池的封口方法，其特征在于，封口材料为钢珠。
3.一种锂离子二次电池真空压封装置，包括机架，其特征在于，还设有钢珠吸取推压机构、钢珠顶出机构、可移动工作台、控制机构；机架上设有台板；钢珠吸取推压机构包括装配在台板上的吸压支架，吸压支架上装配有调整升降头架，吸压支架顶部装配有调整升降头架高低位置的升降螺丝，升降头架上装配有吸盘气缸和下压气缸，吸盘气缸连接有吸盘固定套，吸盘固定套端部装配有吸盘，吸盘固定套内装配有压杆，压杆通过承压环，压头及锁紧螺母与下压气缸相连；钢珠顶出机构包括固定在工作台左端料杯座，料杯座上有料杯，料杯底部有顶料杆，顶料杆底部连接顶料气缸，顶料气缸固定于料杯座底部；可移动工作台包括固定于机架台板上的直线导轨，固定于直线导轨滑动块上的移动小台板，固定于机架台板并连接移动小台板的推合气缸，电池固定角座装配在移动小台板上，电池定位夹紧靠电池固定角座侧向安装于移动小台板，电池定位夹与夹爪气缸连接；控制机构包括设在真空管道上的真空阀和检测待封口电池内腔压力的数字压力开关，真空阀和数字压力开关与整机控制器连接。
4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池真空压封装置，其特征在于，所述吸盘为用耐腐蚀软质材料制造的吸盘。
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