CN105552441A - 一种软包锂电池抽空装置及其使用方法 - Google Patents

一种软包锂电池抽空装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软包锂电池抽空装置及其使用方法，目的在于解决现有软包锂电池抽真空时间长、在抽真空和保压过程中电解液溢出的问题。本发明提供的一种软包锂电池抽空装置，包括真空腔和真空管道，所述真空腔内设有真空吸附口，所述真空管道与真空吸附口连通，所述真空腔内设有组合式吸盘，所述组合式吸盘包括固定吸盘和可伸缩的驱动吸盘，所述固定吸盘固定在真空腔内壁上，所述驱动吸盘与固定吸盘相对设置，并与真空腔内真空吸附口连接，所述驱动吸盘内设有可伸缩的刺刀。本发明通过组合式吸盘，对软包锂电池分两次抽真空，降低了抽真空时间，减少了电解液的溢出，同时还避免了因负压气化的电解液对电池表面被污染。

Description

一种软包锂电池抽空装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及锂电池生产领域，尤其涉及一种软包锂电池抽空装置及其使用方法。
背景技术
软包锂电池是在原有钢壳、铝壳、塑壳电池的基础上发展起来的第三代动力锂电池，以其更轻、更薄、循环寿命长、安全性能好、能量密度高、放电平台稳定、功率性能出色、环保无污染等优势，广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车、手机、笔记本电脑等电子设备和器件中。
在软包锂电池的生产过程中，注液完成后，需要对锂电池进行抽真空处理，通过真空负压将电池内的气体排出，保证极片和隔膜之间通过电解液的浸润而紧密接触。如果电池内部存在气泡，不仅影响电池的外观，还会造成析锂，导致电池性能下降，甚至产生安全隐患。现有锂电池抽真空的方法是将电池放入密闭的腔体内，通过刺刀将电池铝塑膜的气囊部分刺穿，利用真空泵使腔体维持一定的真空度，从而将电池内的气体排出。该方法需要将整个腔体内的气压抽至工艺要求的气压，需要较长的抽真空时间，对于大尺寸电池，腔体体积更大，抽真空时间会更久，造成生产效率下降。另外，在抽真空和保压过程中，需要通过整个腔体内压强的下降，来保证电池内气体的排出，期间会造成大量电解液溢出，从而污染产品和设备。
中国专利公布号CN102903884A，公开了一种锂电池注液及化成抽真空一体化装置，该装置主要由双排注液和抽真空管路、双开活塞、导管和程控部分构成，双开活塞有4～8只，并联在相互独立的注液管路和抽真空管路上。该发明结构简单，操作方便，简化了工序，降低了能耗，但是该发明真空管路较长，导致抽真空时间长，从而影响了生产效率。
发明内容
本发明的目的主要是针对现有软包锂电池抽真空时间长、在抽真空和保压过程中电解液溢出的问题，提供一种软包锂电池抽空装置，该装置在真空腔内设有组合式吸盘，通过组合式吸盘，对软包锂电池分两次抽真空，减少了抽真空时间，同时还减少了电解液因负压造成的溢出。
本发明还提供了一种软包锂电池抽空装置的使用方法。
本发明的具体技术方案为：一种软包锂电池抽空装置，包括真空腔和真空管道，所述真空腔内设有真空吸附口，所述真空管道与真空吸附口连通，所述真空腔内设有组合式吸盘，所述组合式吸盘包括固定吸盘和可伸缩的驱动吸盘，所述固定吸盘固定在真空腔内壁上，所述驱动吸盘与固定吸盘相对设置，并与真空腔内真空吸附口连接，所述驱动吸盘内设有可伸缩的刺刀。
本发明在真空腔内设置了组合式吸盘，采用组合式吸盘对软包锂电池分两次抽真空，首先将真空腔抽至一定的真空度，然后通过组合式吸盘固定电池气囊，驱动组合式吸盘内的刺刀刺穿电池气囊，对电池内部进行第一次排气，排气完成后，通过组合式吸盘单独对软包锂电池抽真空，并进行第二次排气。通过对软包锂电池分两次抽真空，降低了抽真空时间，提高了生产效率，另外通过组合式吸盘抽真空，降低了电解液的溢出，同时还可以将因负压而气化的电解液，通过吸盘直接排出，避免了电池表面被污染。
作为优选，所述组合式吸盘设有1～6个。组合式吸盘的个数会影响软包锂电池抽真空和排气的速度，作为最优选，设置3～5个。
一种软包锂电池抽真空装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)将已注电解液的电池固定在真空腔内，密封真空腔，抽真空至真空度为-0.07～-0.09MPa；
(2)使用组合式吸盘固定电池气囊，驱动刺刀刺穿电池气囊，对电池进行第一次排气；
(3)排气完成后通过组合式吸盘，对电池气囊进行抽真空至真空度达到-0.093MPa以下，对电池进行第二次排气；
(4)排气完成后对电池进行热封封口，抽空完成。
抽空是软包锂电池的关键工序，抽空不完全，电池内部存在的气泡，会造成析锂，导致电池性能下降，甚至产生安全隐患。本发明采用组合式吸盘对软包锂电池分两次抽真空，由于水分对电池性能影响很大，在第一次抽真空时，将真空腔的真空度控制在-0.07～-0.09MPa，以充分降低真空腔内的水分含量，防止电池气囊刺穿后，真空腔内的水分进入电池内部。第二次抽真空时，将电池内部的真空度控制在-0.093MPa以下，以充分排出电池内部的气体和水分。
作为优选，所述步骤(2)第一次排气时间为10～30s。通过刺刀驱动机构刺穿电池气囊，对电池内部排气，通过调节排气时间，以充分排出电池内的气体和水分。
作为优选，所述步骤(3)第二次排气时间为5～20s。通过调节排气时间，以充分排出电池内的气体和水分。
本发明的有益效果是：(1)通过采用组合式吸盘分两次抽真空，第一次对真空腔抽真空，第二次只对软包锂电池抽真空，从而减少了抽真空时间；(2)采用组合式吸盘对软包锂电池抽真空，减少了电解液的溢出；(3)采用组合式吸盘抽真空，在抽空过程中，因负压而气化的电解液，直接通过吸盘排出，避免了电池表面被气化的电解液污染。
附图说明
图1是本发明软包锂电池抽空装置的一种结构示意图；
图2是本发明组合式吸盘的一种结构示意图；
图3是本发明组合式吸盘的一种位置连接关系图；
图4是本发明组合式吸盘刺穿以及抽空原理图。
图中：1-电池气囊，2-组合式吸盘，3-软包锂电池，4-夹板，5-真空腔，6-真空吸附口，7-真空管道，10-阀门，11-固定吸盘，12-驱动吸盘，14-刺刀。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1、图2、图3所示，一种软包锂电池抽空装置，包括真空腔5和真空管道7，真空腔5内设有真空吸附口6，真空管道7与真空吸附口6连通，真空腔5内设有组合式吸盘2，组合式吸盘2包括固定吸盘11和可伸缩的驱动吸盘12，固定吸盘11固定在真空腔5内壁上，驱动吸盘12与固定吸盘11相对设置，并与真空腔5内真空吸附口6连接，驱动吸盘12内设有可伸缩的刺刀14。
图4是本发明使用的组合式吸盘刺穿和抽空原理图，如图4所示，在第一次抽空完成后，使用固定吸盘11和驱动吸盘12固定电池气囊1，再驱动刺刀14刺穿电池气囊1，以进行排气，排气完成后，切换阀门10，进行第二次抽真空。由于固定吸盘10和驱动吸盘12固定在电池气囊1上，使电池气囊1与真空腔隔离，抽真空时，只会抽出软包锂电池3内的气体，而不会抽出真空腔5内的气体，从而减少了抽空体积，缩短了抽空时间。
进行抽空操作时，首先将已注电解液的软包锂电池3放入真空腔5内，通过夹板4夹紧定位，密封真空腔5后，切换阀门10，开始抽真空，达到预定真空度后，切换阀门10，停止抽真空。通过固定吸盘11和驱动吸盘12固定电池气囊1，然后驱动刺刀14刺穿电池气囊1，开始排气，排气完成后，切换阀门10，开始第二次抽真空，达到预定真空度后，维持一段时间，以排尽软包锂电池3内部气体，排气完成后，对软包锂电池3进行热封封口，抽空完成。
实施例1
采用本发明对已注电解液的软包锂电池进行抽空处理，步骤如下：
(1)将已注电解液的软包锂电池3固定在真空腔5内，通过夹板4夹紧定位，密封真空腔5后，切换阀门10，开启真空泵，进行第一次抽真空，真空腔内的真空度达到-0.07MPa后，切换阀门10，停止抽真空；
(2)通过固定吸盘11和驱动吸盘12固定电池气囊1，然后驱动刺刀14刺穿电池气囊1，开始排气，排气时间30s，其中组合式吸盘设置为1个；
(3)排气完成后，切换阀门10，进行第二次抽真空，真空度达到-0.093MPa后，维持20s后，以充分排尽软包锂电池3内部的气体；
(4)排气完成后，对软包锂电池3进行热封封口，抽空完成。
实施例2
采用本发明对已注电解液的软包锂电池进行抽空处理，步骤如下：
(1)将已注电解液的软包锂电池3固定在真空腔5内，通过夹板4夹紧定位，密封真空腔5后，切换阀门10，开启真空泵，进行第一次抽真空，真空腔内的真空度达到-0.08MPa后，切换阀门10，停止抽真空；
(2)通过固定吸盘11和驱动吸盘12固定电池气囊1，然后驱动刺刀14刺穿电池气囊1，开始排气，排气时间20s，其中组合式吸盘设置为3个；
(3)排气完成后，切换阀门10，进行第二次抽真空，真空度达到-0.094MPa后，维持12s后，以充分排尽软包锂电池3内部的气体；
(4)排气完成后，对软包锂电池3进行热封封口，抽空完成。
实施例3
采用本发明对已注电解液的软包锂电池进行抽空处理，步骤如下：
(1)将已注电解液的软包锂电池3固定在真空腔5内，通过夹板4夹紧定位，密封真空腔5后，切换阀门10，开启真空泵，进行第一次抽真空，真空腔内的真空度达到-0.09MPa后，切换阀门10，停止抽真空；
(2)通过固定吸盘11和驱动吸盘12固定电池气囊1，然后驱动刺刀14刺穿电池气囊1，开始排气，排气时间10s，其中组合式吸盘设置为6个；
(3)排气完成后，切换阀门10，进行第二次抽真空，真空度达到-0.095MPa后，维持5s后，以充分排尽软包锂电池3内部的气体；
(4)排气完成后，对软包锂电池3进行热封封口，抽空完成。
实施例4
采用本发明对已注电解液的软包锂电池进行抽空处理，步骤如下：
(1)将已注电解液的软包锂电池3固定在真空腔5内，通过夹板4夹紧定位，密封真空腔5后，切换阀门10，开启真空泵，进行第一次抽真空，真空腔内的真空度达到-0.08MPa后，切换阀门10，停止抽真空；
(2)通过固定吸盘11和驱动吸盘12固定电池气囊1，然后驱动刺刀14刺穿电池气囊1，开始排气，排气时间18s，其中组合式吸盘设置为4个；
(3)排气完成后，切换阀门10，进行第二次抽真空，真空度达到-0.093MPa后，维持10s后，以充分排尽软包锂电池3内部的气体；
(4)排气完成后，对软包锂电池3进行热封封口，抽空完成。
通过采用本发明的抽空方法，对于同一种产品，可以减少40～60％的抽真空时间，失液量可以减少到2g以下。

Claims (5)

1.一种软包锂电池抽空装置，包括真空腔和真空管道，所述真空腔内设有真空吸附口，所述真空管道与真空吸附口连通，其特征在于，所述真空腔内设有组合式吸盘，所述组合式吸盘包括固定吸盘和可伸缩的驱动吸盘，所述固定吸盘固定在真空腔内壁上，所述驱动吸盘与固定吸盘相对设置，并与真空腔内真空吸附口连接，所述驱动吸盘内设有可伸缩的刺刀。
2.根据权利要求1所述的一种软包锂电池抽空装置，其特征在于，所述组合式吸盘设有1～6个。
3.一种如权利要求1至2任一项所述的软包锂电池抽空装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将已注电解液的电池固定在真空腔内，密封真空腔，抽真空至真空度为-0.07～-0.09MPa；
(2)使用组合式吸盘固定电池气囊，驱动刺刀刺穿电池气囊，对电池进行第一次排气；
(3)排气完成后通过组合式吸盘，对电池气囊进行抽真空至真空度达到-0.093MPa以下，对电池进行第二次排气；
(4)排气完成后对电池进行热封封口，抽空完成。
4.根据权利要求3所述的一种软包锂电池抽空装置的使用方法，其特征在于，所述步骤(2)第一次排气时间为10～30s。
5.根据权利要求3所述的一种软包锂电池抽空装置的使用方法，其特征在于，所述步骤(3)第二次排气时间为5～20s。
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Applicant after: Wanxiang 123 Co Ltd

Applicant after: Wanxiang Group Corporation

Address before: 311215 Xiaoshan economic and Technological Development Zone, Zhejiang, No. two road, building No. 118, No.

Applicant before: Universal A 1 System Co., Ltd

Applicant before: Wanxiang Group Corporation

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
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TR01 Transfer of patent right
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Effective date of registration: 20211124

Address after: No.855, Jianshe 2nd Road, Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Wanxiang A123 Co.,Ltd.

Address before: No.855, Jianshe 2nd Road, Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: Wanxiang A123 Co.,Ltd.

Patentee before: Wanxiang Group Co., Ltd