CN102760857B - 一种圆柱型锂电池开口注液的方法 - Google Patents

一种圆柱型锂电池开口注液的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种圆柱型锂电池开口注液的方法,依次包括放置电芯、抽真空、第一阶段注液、第二阶段注液、第三阶段注液、加氩气或氮气和检验步骤。本发明通过先焊好电池的盖帽,通过先放置好电芯、电芯托盘、真空罩、注液头、定量杯,实现电芯注液的自动化操作,通过利用弹性体软管以及上压辊、下压辊代替开关,降低了生产成本,实现了对注液过程的精确控制,实现电芯在注液过程中,注入量和吸收量的平衡,有效控制电液漫出,提高了电芯的性能,并避免电解液在电芯壳口产生污染。

Description

一种圆柱型锂电池开口注液的方法
【技术领域】
本发明涉及电池生产的技术领域,特别是圆柱型锂电池开口注液方面的技术领域。
【背景技术】
锂电池在生产过程中,有一个必要步骤就是在电芯中注入电解液,锂电池随着能量密度的不断提升,对其注液就显得越来越困难。目前大多数工厂都是采用先抽真空后注液的方法,采用将带密封圈的圆形杯套和下面要注液的电池密封连接,将一定量的电解液先一次性注入杯套中,再经过反复抽真空,静止,加压的循环,此方法虽然一次性可以做几十个,但工序较多;这种方法会导致空气中少量的水分留在电解液中,影响电池性能;另外在抽真空时,电解液会发生沸腾导致部分电解液损失,影响注液量的精准性;还有部分电解液气化后会进入真空泵,加速真空泵的部件损坏;这种注液方法还容易使电解液在极耳的表面形成污染。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种圆柱型锂电池开口注液的方法,不仅能够使注液过程可不断重复进行,简化锂电池的注液工序,做到精确控制注液量,而且能够提高电池的性能,防止真空泵的损坏。
为实现上述目的,本发明提出了一种圆柱型锂电池开口注液设备,包括包括电芯托盘、真空罩、注液头、弹性体软管、上压辊、下压辊、定量杯、出气孔和进气孔,所述电芯托盘位于真空罩的下方并被真空罩包围,所述真空罩的上方安装有若干弹性体软管,所述弹性体软管与真空罩之间通过注液头连接,所述弹性体软管的数量和注液头的数量相同,所述弹性体软管的上端安装有定量杯,所述弹性体软管上安装有上压辊,弹性体软管上上压辊的下方安装有下压辊,所述上压辊和下压辊之间的距离为5~10cm,所述真空罩的两侧分别设有出气孔和进气孔。
作为优选,所述上压辊和下压辊之间的距离为8cm,上压辊和下压辊之间的距离设定为8cm,使一次注入的电解液量更精确。
本发明还提出了一种圆柱型锂电池开口注液的方法,依次包括如下步骤:
a)放置电芯:将焊好盖帽的若干电芯(1)依次放置在电芯托盘(2)上,放下真空罩(3),使真空罩(3)上的注液头(4)与电芯(1)对应设置;
b)抽真空:放置好电芯(1)之后,提升电芯托盘(2),使电芯托盘(2)与真空罩(3)密封配合,将注液头(4)的下端伸入电芯(1)内,关闭弹性体软管(5)上的上压辊(6),开启连接到出气孔(9)上的抽真空阀,进行抽真空;
c)第一阶段注液:在进行b)步骤的同时,向定量杯(8)中注入电解液;
d)第二阶段注液:在真空罩(3)内的真空抽到100~500pa时,关闭抽真空阀,静止1~10s,然后压下下压辊(7),使下压辊(7)关闭,抬起上压辊(6),使上压辊(6)打开,使电解液注入到上压辊(6)和下压辊(7)之间的弹性体软管(5)内;
e)第三阶段注液:在d)步骤中电解液完全注入到上压辊(6)和下压辊(7)之间之后,压下上压辊(6),使上压辊(6)关闭,抬起下压辊(7),使下压辊(7)打开,使弹性体软管(5)内的电解液注入到电芯(1)内;
f)重复注液:重复d)步骤和e)步骤若干次,直到定量杯(8)中的电解液全部注入到电芯(1)内;
g)加氩气或氮气:在完成f)重复注液之后,打开真空罩(3)上的进气孔(10)开关,向真空罩(3)内加0.1~0.5Mpa的氩气或氮气;
h)检验:在g)步骤之后,检验电解液是否被电芯(1)完全吸收,并将电芯托盘(2)从真空罩(3)下取出。
作为优选,所述a)步骤中电芯的数量和注液头的数量相等,所述电芯之间的距离相等,通过电芯和注液头配套使用,能够提高电池生产的效率。
作为优选,所述b)步骤中,注液头的下端伸入到电芯中距离电芯壳口1mm处,通过将注液头伸入到电芯里,可以有效避免电解液溢出污染电极。
作为优选,所述d)步骤第二阶段注液中,当真空罩内的真空抽到250pa时,关闭抽真空阀,静止5s,在250pa的情况下,抽真空效率最高,空气抽得最彻底,静止5s,可以利用重力作用,使电解液完全进入到弹性体软管内。
作为优选,所述g)步骤中加入0.3Mpa的氩气或氮气,通过加入一定量的氩气或氮气,能够加快电芯对电解液的吸收,防止电解液污染电芯壳口。
本发明的有益效果:本发明通过先焊好电池的盖帽,通过先放置好电芯、电芯托盘、真空罩、注液头、定量杯,实现电芯注液的自动化操作,通过利用弹性体软管以及上压辊、下压辊代替开关,降低了生产成本,实现了对注液过程的精确控制,实现电芯在注液过程中,注入量和吸收量的平衡,有效控制电液漫出,提高了电芯的性能,并避免电解液在电芯壳口产生污染。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种圆柱型锂电池开口注液的方法中涉及的设备的结构示意图。
图中:1-电芯、2-电芯托盘、3-真空罩、4-注液头、5-弹性体软管、6-上压辊、7-下压辊、8-定量杯、9-出气孔、10-进气孔。
【具体实施方式】
参阅图1,一种圆柱型锂电池开口注液设备,包括电芯托盘2、真空罩3、注液头4、弹性体软管5、上压辊6、下压辊7、定量杯8、出气孔9和进气孔10,所述电芯托盘2位于真空罩3的下方并被真空罩3包围,所述真空罩3的上方安装有若干弹性体软管5,所述弹性体软管5与真空罩3之间通过注液头4连接,所述弹性体软管5的数量和注液头4的数量相同,所述弹性体软管5的上端安装有定量杯8,所述弹性体软管5上安装有上压辊6,弹性体软管5上上压辊6的下方安装有下压辊7,所述上压辊6和下压辊7之间的距离为8cm,所述真空罩3的两侧分别安装有出气孔9和进气孔10。
本发明一种圆柱型锂电池开口注液的方法,依次包括如下步骤:
a)放置电芯1:将焊好盖帽的若干电芯1依次放置在电芯托盘2上,放下真空罩3,使真空罩3上的注液头4和电芯1一一对应,所述电芯1的数量和注液头4的数量相同;
b)抽真空:在放置好电芯1之后,提升电芯托盘2,使电芯托盘2和真空罩3密封,将注液头4的下端伸入电芯1内,注液头4的下端伸入到电芯1中距离电芯壳口1mm处,关闭弹性体软管5上的上压辊6,开启出气孔9上的抽真空阀,进行抽真空;
c)第一阶段注液:在进行b)步骤的同时,向定量杯8中注入电解液;
d)第二阶段注液:在真空罩3内的真空抽到250pa时,关闭抽真空阀,静止5s,然后压下下压辊7使下压辊7关闭,抬起上压辊6,打开上压辊6,使电解液注入到上压辊6和下压辊7之间的弹性体软管5内;
e)第三阶段注液:在d)步骤中电解液完全注入到上压辊6和下压辊7之间之后,压下上压辊6,使上压辊6关闭,抬起下压辊7,使下压辊7打开,使弹性体软管5内的电解液注入到电芯1内;
f)重复注液:重复d)步骤和e)步骤若干次,直到定量杯8中的电解液全部注入到一个电芯1内;
g)加氩气或氮气:在完成f)重复注液之后,打开真空罩3上的进气孔10开关,向真空罩3内加0.3Mpa的氩气或氮气;
h)检验:在g)步骤之后,检验电解液是否被电芯1完全吸收,并将电芯托盘2从真空罩3下取出。
本发明工作过程:在一种圆柱型锂电池开口注液设备工作过程中,在注液前,先将正极盖帽组合件同电池的正极耳用激光或超声波的方法焊接,使电池盖帽直立在电池上口一侧,再将焊好盖帽的电芯1按一定的规则放在电池托盘2上,将电池托盘2放在真空罩3下,每个电芯1上部对应有一注液头4,注液头4的下端伸入到电芯壳上口下面1mm处,注液头4在真空罩3的下部,真空罩上部有若干弹性体软管5,每个注液头4和弹性体软管5一一对应安装,弹性体软管5的另一头连接至定量杯8,弹性体软管5上安装有上压辊6和下压辊7,所述上压辊6和下压辊7之间的距离为8cm,所述上压辊6和下压辊7起到开关作用。注液过程如下:先把装满焊好盖帽的电芯1的电芯托盘2放在真空罩3下,提升电芯托盘2,并放下真空罩3使真空罩3和电芯托盘2密封,然后启动真空罩3上的出气孔9上的抽真空阀,开始抽真空,同时将弹性体软管5上的上压辊6压下使其关闭,向定量杯8中安装工艺标准注入电解液,当真空抽到250pa时,关闭抽真空阀,静止5S,待电池内部空气释放,然后压下下压辊7,抬起上压辊6,使电解液在自然重力作用下,流到上压辊6和下压辊7之间的弹性体软管5内。然后压下上压辊6,抬起下压辊7,使8cm弹性体软管5内的电解液流入电芯1,如此不断循环重复,直到定量杯8中的电解液完全注入到一个电芯1内为止,整个注液过程中,电解液从定量杯8下落到弹性体软管5之后再从弹性体软管5下落到电芯1内,这个过程需要重复20~30次。整个注液过程要耗时20s,前5s注入电解液总量的1/2,后15S每秒注入电解液总量的1/30。注液完成后打开真空罩3上的进气孔10,向真空罩3内加0.3Mpa的氩气或氮气,加快电芯1对电解液的吸收。待电芯1将电解液完全吸收后,将电芯托盘2从真空罩3下取出,转封口工艺。
上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种圆柱型锂电池开口注液的方法,其特征在于:依次包括如下步骤:
a)放置电芯:将焊好盖帽的若干电芯(1)依次放置在电芯托盘(2)上,放下真空罩(3),使真空罩(3)上的注液头(4)与电芯(1)对应设置;
b)抽真空:放置好电芯(1)之后,提升电芯托盘(2),使电芯托盘(2)与真空罩(3)密封配合,将注液头(4)的下端伸入电芯(1)内,关闭弹性体软管(5)上的上压辊(6),开启连接到出气孔(9)上的抽真空阀,进行抽真空;
c)第一阶段注液:在进行b)步骤的同时,向定量杯(8)中注入电解液;
d)第二阶段注液:在真空罩(3)内的真空抽到100~500pa时,关闭抽真空阀,静止1~10s,然后压下下压辊(7),使下压辊(7)关闭,抬起上压辊(6),使上压辊(6)打开,使电解液注入到上压辊(6)和下压辊(7)之间的弹性体软管(5)内;
e)第三阶段注液:在d)步骤中电解液完全注入到上压辊(6)和下压辊(7)之间之后,压下上压辊(6),使上压辊(6)关闭,抬起下压辊(7),使下压辊(7)打开,使弹性体软管(5)内的电解液注入到电芯(1)内;
f)重复注液:重复d)步骤和e)步骤若干次,直到定量杯(8)中的电解液全部注入到电芯(1)内;
g)加氩气或氮气:在完成f)重复注液之后,打开真空罩(3)上的进气孔(10)开关,向真空罩(3)内加0.1~0.5Mpa的氩气或氮气;
h)检验:在g)步骤之后,检验电解液是否被电芯(1)完全吸收,并将电芯托盘(2)从真空罩(3)下取出。
2.如权利要求1所述的一种圆柱型锂电池开口注液的方法,其特征在于:所述a)步骤中电芯(1)的数量和注液头(4)的数量相等,所述电芯(1)之间的距离相等。
3.如权利要求1中所述的一种圆柱型锂电池开口注液的方法,其特征在于:所述b)步骤中,注液头(4)的下端伸入到电芯(1)中距离电芯壳口1mm处。
4.如权利要求1中所述的一种圆柱型锂电池开口注液的方法,其特征在于:所述d)步骤第二阶段注液中,当真空罩(3)内的真空抽到250pa时,关闭抽真空阀,静止5s。
5.如权利要求1中所述的一种圆柱型锂电池开口注液的方法,其特征在于:所述g)步骤中加入0.3Mpa的氩气或氮气。
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