CN104124473A - 软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置 - Google Patents

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Abstract

一种软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置，其中装置包括包括机架、在所述机架上设有若干块可沿所述机架同一方向移动的热源板，在所述热源板上设有若干用于放置电芯的放置部，一施压器，作用于最外侧的热源板，给所述电芯施力定型并对所述电芯加温。本发明具有可以加快电芯的老化进程，缩短电芯的老化时间，提高老化质量，也可以减少人工，节省占地面积的优点。

Description

软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置
技术领域
本发明涉及一种软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置，尤其是一种软包液态锂电池老化成型方法及其老化成型装置。
背景技术
锂离子电池由于具有诸多优势,例如高的体积能量密度和重量能量 密度,低的自放电率，因而在便携式电器中得到广泛的商业化应用，如手 机,膝上电脑,便捎式摄录机以及类似的小型电子设备。
在锂离子电池电芯制作过程中，需要对锂离子电池电芯进行成化、老化和成型后才可以出厂（也有人将成化和老化过程统称为老化过程），这就形成了传统的锂离了电池电芯制作过程中的成化工序、老化工序及成型工序。锂电池电芯的成化过程是给锂电池输入恒定的小电流，一定时间后在负极表面开成一层SEI膜的过程；锂电池电芯的老化是在一定温度下（一般为40摄氏度至60摄氏度之间选择），输入恒定的老化电流，使正极材料老化分解产生的气体排出的过程；锂电池电芯的成型是用专用夹具给成化和老化好后的锂电池电芯施压定型为预定形状的过程。
在这三道工序中，在锂电池电芯较窄的侧面设有一个与锂电池电芯内部空间相通的气囊，如图7所示，在锂电池电芯本体100的一侧设有气囊200，在另一侧设有正极300和负极400，气囊200用于收集在老化过程中产生的气体，最后，在锂电池电芯被成后，热封该气囊200，并剪去气囊多余部分后，成为一个成品电芯。
传统的锂电池电芯后期处理，一般分为三个步骤（成化、老化和成型）或两个步骤（成化和老化合并为一个步骤，成型一个步骤），这种多步骤的操作需要更多的人力和更长的流水线工作，在现在人力成本的大幅增长，以及房租面积单价大幅提升情况下，如果还使用传统的作法，势必会大大锂离子电池的制造成本；另外，现有的成型过程中，为了放入电芯的方便，一般采用电芯平放，从上至下施压电芯，有时会造成电解液被挤入气囊中后，而无法回流到电芯内的问题，这会影响到电芯的电容量。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，向社会提供一种集成化、老化与成型于一体的软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置。
本发明的另一个目的是当气囊中出现电解液时，也可以及时回返到电芯内。
本发明的技术方案是：设计一种软包锂电池老化成型方法，包括：
设计一集成化、老化与成型于一体的装置，将需要成化、老化与成型的软包锂电池电芯置于所述装置内，在给电芯输入预定电流进行成化和老化的同时，通过热源板给电芯施压和加温，以提高电芯老化速度与成型电芯外形。
作为对本发明的改进，所述热源板是电热板或液热板。
作为对本发明的改进，所述热源板是上下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施压的。
本发明还提供一种软包锂电池老化成型装置，包括机架、在所述机架上设有若干块可沿所述机架同一方向移动的热源板，在所述热源板上设有若干用于放置电芯的放置部，一施压器，作用于最外侧的热源板，给所述电芯施力定型并对所述电芯加温。
作为对本发明的改进，还包括一保温箱，所述保温箱具有一容纳所述机架的空间，所述机架设置在所述保温箱的容纳空间内。
作为对本发明的改进，所述热源板是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述热源板主体的电热丝。
作为对本发明的改进，所述热源板是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源板主体，所述热源板主体上设有可以通入热液体的进口和输出热液体的出口。
作为对本发明的改进，还包括液体热源发生器，所述液体热源发生器给所述液热板提供加热后的热液源。
作为对本发明的改进，所述施压器是上下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施压的。
作为对本发明的改进，在所述放置部的一侧设有用于将电芯的气囊斜放支撑条。
本发明由于采用了将电芯的成化、老化与成型于一体的方法，所述本发明具有可以加快电芯的老化进程，缩短电芯的老化时间，提高老化质量，也可以减少人工，节省占地面积的优点。
附图说明
图1是本发明第一种实施例的侧面结构示意图。
图2是图1的俯视平面结构示意图（去掉保温箱）。
图3是本发明第二种实施例的侧面结构示意图。
图4是图3的俯视平面结构示意图（去掉保温箱）。
图5是本发明第三种实施例的侧面结构示意图。
图6是图5的俯视平面结构示意图（去掉保温箱）。
图7是现有等处理电芯的结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
本发明提供一种软包锂电池老化成型方法，包括：设计一集成化、老化与成型于一体的装置，将需要成化、老化与成型的软包锂电池电芯置于所述装置内，在给电芯输入预定电流进行成化和老化的同时，通过热源板给电芯施压和加温，以提高电芯老化速度与成型电芯外形。这样就可以将现有的三道工序或两序工序变为一道工序，并且可以加快电芯的老化进程，缩短电芯的老化时间，提高老化质量，也可以减少人工，节省占地面积。
优选的，所述热源板是电热板或液热板，采用液热板更加具有安全性，因为用液体加热不易发生起火现象。本发明中，所述热源板可以是上下方向给电芯施压的方式，也可以采用左右方向给电芯施压的方式，采用左右方向给电芯施压的方式优于上下方向给电芯施压的方式，这是因为，采用左右方向给电芯施压时，电芯必须向上放置，这时气囊朝上，即使在施压的过程中，电芯内的电解液被挤出到气囊内，当解除施压后，电解液也会被重新吸回到电芯的电极材料内，不会浪费电解液，有利于提高电芯的电容量。
请参见图1和图2，图1和图2是本发明的第一种实施例，它是一种软包锂电池老化成型装置，包括机架1、在所述机架1上设有若干块可沿所述机架1同一方向移动的热源板2，本实施例中，所述热源板2是水平设置的，在所述热源板2上设有若干用于放置电芯的放置部3，本实施例中，所述放置部3是设在热源板2上的电芯槽，使用时电芯可以水平放置在所述电芯槽内，一施压器4，作用于最上侧的热源板2，给所述电芯施力定型并对所述电芯加温。所述施压器4可以采用气缸、电缸或油缸，本实施例中，当施压器4从上向下施压时，所有热源板2均沿着机架1的导轨（未画出）向下移动，实现在对电芯的定型，与此同时，给热源板提供热能，保持热源板2的温度在40-60摄氏度，并依次输入预定的成化电流、老化电流（依据电池材料及容量的不同，其成化电流和老化电流有所不同，具体地可以见相关资料，是现有技术，这里不再赘述）就可以实现对电芯的成化、老化和成型一次完成。
为了保持电芯温度不变，本发明设置了一保温箱5，所述保温箱5具有一容纳所述机架1的空间，所述机架1设置在所述保温箱5的容纳空间51内，这样可以保证电芯的温度总是处于预定温度范围内，如在40-60摄氏度范围内。
优选的，所述热源板2可以是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述热源板主体的电热丝（图中未示出），通过给电热丝通电，而加热热源板主体，达到给电芯加热的目的。利用电热丝加热的方法，具有热源板2结构简单的优点，但是，也存在一些缺点，如电热丝的温度不易控制，如果一组电热丝损坏而不发热，其相应的电芯的成化和老化效果会受到影响，更致命的是如果电热丝的发热不受控制，就会造成局部过热，而对该部位的电芯造成损害。
优选的，所述热源板2可以是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源板主体，所述热源板主体上设有可以通入热液体的进口和输出热液体的出口，这种热源板是利用外界输入的热液体作为热源的，如热水、热油等；对于电芯的加热最好用热水加热，其具有加热均匀，不会起火燃烧，容易控制的优点；当然，如果是液热板加热，最好有液体热源发生器，所述液体热源发生器给所述液热板提供加热后的热液源。所述液体热源发生器可以与保温箱5做为一体，也可以是设置于保温箱5外的分体式结构。
请参见图3和图4，图3和图4所示的是本发明第二种实施例，它与图1和图2所示的实施例相比，其大体结构相同，所不同的是在所述放置部3的一侧设有用于将电芯的气囊斜放支撑条21，这样，在放置电芯时，可将气囊放在支撑条21上，使气囊向上倾斜，如此，即使用是在对电芯施压有部分电解液溢出到气囊内，解压后，电解液也会在重力作用下，再回返到电芯内。
请参见图5和图6，图5和图6所示实施例中，所述施压器4是左右方向给电芯施压的，包括机架1、在所述机架1上设有若干块可沿所述机架1水平方向移动的热源板2，本实施例中，所述热源板2是竖直设置的，在相邻的两所述热源板2之间设有用于放置电芯的放置部3，本实施例中，所述放置部3是设在与热源板2相垂直的托板6上的电芯槽，使用时电芯可以垂直放置在所述电芯槽内，一施压器4，作用于最外侧的热源板2，给所述电芯施力定型并对所述电芯加温。所述施压器4可以采用气缸、电缸或油缸，本实施例中，当施压器4从左向右（或从右向左）施压时，所有热源板2均沿着机架1的导轨（未画出）向右或左移动，实现在对电芯的定型，与此同时，给热源板提供热能，保持热源板2的温度在40-60摄氏度，并依次输入预定的成化电流、老化电流（依据电池材料及容量的不同，其成化电流和老化电流有所不同，具体地可以见相关资料，是现有技术，这里不再赘述）就可以实现对电芯的成化、老化和成型一次完成。左右施压相对于上下施压具有很多好处，一是左右施压，每个电芯受力比较均匀，二是电芯的气囊朝上，即使有部分电解液被挤出，解压后也会很快回到电芯内。
为了保持电芯温度不变，本发明设置了一保温箱5，所述保温箱5具有一容纳所述机架1的空间，所述机架1设置在所述保温箱5的容纳空间51内，这样可以保证电芯的温度总是处于预定温度范围内，如在40-60摄氏度范围内。
优选的，所述热源板2可以是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述热源板主体的电热丝（图中未示出），通过给电热丝通电，而加热热源板主体，达到给电芯加热的目的。利用电热丝加热的方法，具有热源板2结构简单的优点，但是，也存在一些缺点，如电热丝的温度不易控制，如果一组电热丝损坏而不发热，其相应的电芯的成化和老化效果会受到影响，更致命的是如果电热丝的发热不受控制，就会造成局部过热，而对该部位的电芯造成损害。
优选的，所述热源板2可以是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源板主体，所述热源板主体上设有可以通入热液体的进口和输出热液体的出口，这种热源板是利用外界输入的热液体作为热源的，如热水、热油等；对于电芯的加热最好用热水加热，其具有加热均匀，不会起火燃烧，容易控制的优点；当然，如果是液热板加热，最好有液体热源发生器，所述液体热源发生器给所述液热板提供加热后的热液源。所述液体热源发生器可以与保温箱5做为一体，也可以是设置于保温箱5外的分体式结构。
当然，本发明中，所述热源板2也可以设置成是相对于机架1的水平底面斜置的，也可以起到相同的作用。

Claims (10)

1.一种软包锂电池老化成型方法，其特征在于，包括：
   设计一集成化、老化与成型于一体的装置，将需要成化、老化与成型的软包锂电池电芯置于所述装置内，在给电芯输入预定电流进行成化和老化的同时，通过热源板给电芯施压和加温，以提高电芯老化速度与成型电芯外形。
2.根据权利要求1所述的软包锂电池老化成型方法，其特征在于，所述热源板是电热板或液热板。
3.根据权利要求1或2所述的软包锂电池老化成型方法，其特征在于，所述热源板是上下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施压的。
4.一种软包锂电池老化成型装置，其特征在于，包括机架（1）、在所述机架（1）上设有若干块可沿所述机架（1）同一方向移动的热源板（2），在所述热源板（2）上设有若干用于放置电芯的放置部（3），一施压器（4），作用于最外侧的热源板，给所述电芯施力定型并对所述电芯加温。
5.根据权利要求4所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，还包括一保温箱（5），所述保温箱（5）具有一容纳所述机架（1）的空间，所述机架（1）设置在所述保温箱（5）的容纳空间（51）内。
6.根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，所述热源板（2）是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述热源板主体的电热丝。
7.根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，所述热源板（2）是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源板主体，所述热源板主体上设有可以通入热液体的进口和输出热液体的出口。
8.根据权利要求7所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，还包括液体热源发生器，所述液体热源发生器给所述液热板提供加热后的热液源。
9.根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，所述施压器（4）是上下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施压的。
10.根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，在所述放置部（3）的一侧设有用于将电芯的气囊斜放支撑条（21）。
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