CN106299484A - 一种锂离子电池串联闭口化成设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池串联闭口化成设备，包括箱体、一次预化模块、二次预化模块、主动式自管理化成模块和充电模块，一次预化模块、二次预化模块、主动式自管理化成模块和充电模块设置在箱体内，一次预化模块用于分解锂离子电池中的H2O；二次预化模块用于形成锂离子电池的SEI膜；主动式自管理化成模块用于修复未完整的SEI膜；充电模块用于电池化成过程中充电。本发明设备通过智能主动式自管理均衡充电系统对锂离子电池进行串联闭口化成，一次性完成锂离子电池内四只半成品电芯的化成、分容及成组等后续电芯制作工作，其效率是普通设备的4倍，电芯一次合格率95％，简化了锂离子电池的化成工艺、节约了制造成本。

Description

一种锂离子电池串联闭口化成设备
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造设备技术领域，具体涉及一种锂离子电池串联闭口化成设备。
背景技术
在液态锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层，形成的层钝化膜能有效地阻止溶剂分子的通过,但Li+却可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出,具有固体电解质的特征,因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”(solid electrolyte interface),简称SEI。
电池化成是通过一定的充放电制度将制作完的电池进行激活的过程。传统的化成制度在化成过程中会产生气体，气体必须去除，不然会影响电池的性能。同时传统的化成制度在电池激活的过程中保留铝塑膜气囊(带外壳的电池留有排气孔)，以存储化成过程中产生的气体。后续不管采用何种排气方法，都会残留部分气体及水分，从而影响电池的循环寿命。目前软包锂离子电池的化成方法一般是气囊式，即用铝塑膜包装电芯时，除完全包装电芯外，留有一部分铝塑膜用作气囊，存储化成过程中生成的气体，化成结束后切除气囊进行封装。这种方法浪费铝塑膜，增加电池生产成本，另外产生的气体不能消除彻底，化成步骤繁琐。另外，传统的化成工艺是单只电池进行充电化成，电池的离散型大，后续要经过分容、成组才能使用，产品的一致性难以控制，增加电池生产制造成本，大大制约了动力锂离子电池产业化应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种能降低生产成本、提高电芯一致性、提高生产效率和循环寿命以及提高电池安全性的锂离子电池化成设备。
为了解决上述技术问题，本发明一种锂离子电池串联闭口化成设备，包括箱体、一次预化模块、二次预化模块、主动式自管理化成模块和充电模块，所述一次预化模块、二次预化模块、主动式自管理化成模块和充电模块设置在箱体内，所述一次预化模块用于分解锂离子电池中的H2O，将H2O转化成不可逆的氢原子与氧原子；所述二次预化模块用于形成锂离子电池的SEI膜；所述主动式自管理化成模块用于修复未完整的SEI膜，同时提升锂离子电池抗击穿电压能力；所述充电模块用于电池化成过程中向锂离子电池充电。
进一步地，所述一次预化模块的预化截止电压范围为2.5-2.6V，预化的电流最大值为0.01CA；所述二次预化模块的预化截止电压范围为3.5-3.6V，预化的电流最大值为0.1CA；所述主动式自管理化成模块化成截止电压为4.15V，化成电流最大值为0.3CA。
进一步地，所述箱体顶端设有输入端和输出端，所述输入端和输出端的内侧均设有散热风扇。
进一步地，所述箱体的前侧面板上设有电源开关、指示灯、显示数码管和调节按钮。
进一步地，所述锂离子电池包括四只抽气封口的电芯，所述四只电芯串联。
具体地，所述输出端的第一接口与串联首端的电芯的正极连接，所述输出端的第二接口与串联末端的电芯的负极连接，以形成一个闭合的电路。
本发明具有如下有益效果：本发明设备通过智能主动式自管理均衡充电系统对锂离子电池进行串联闭口化成，一次性完成锂离子电池内四只半成品电芯的化成、分容及成组一系列后续电芯制作工作，其效率是普通设备的4倍，电芯一次合格率95％，简化了锂离子电池的化成工艺、节约了制造成本，解决了锂电池制造领域一致性难以控制的技术瓶颈，而且生产出来的电池充放电性能、循环寿命等关键指标大大超过传统的化成工艺。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明锂离子电池闭口串联化成设备与锂离子电池连接的示意图；
图2是本发明化成设备的面板示意图；
图中：1-箱体，2-一次预化模块，3-二次预化模块，4-主动式自管理化成模块，5-充电模块，6-输入端，7-输出端，8-散热风扇，9-电源开关，10-指示灯，11-显示数码管，12-调节按钮，13-电芯。
具体实施方式
下面将对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1至图2，本发明一种锂离子电池化成设备，包括箱体1、一次预化模块2、二次预化模块3、主动式自管理化成模块4和充电模块5，所述一次预化模块2、二次预化模块3、主动式自管理化成模块4和充电模块5设置在箱体1内，所述一次预化模块2用于分解锂离子电池中的H2O，将H2O转化成不可逆的氢原子H与氧原子O，预化截止电压范围为2.5-2.6V，预化的电流最大值为0.01CA，从而阻止了化成过程中水分解成氢气和氧气，使之不能与电解液发生复杂的化学反应，保证了锂离子电池生产和使用过程的安全性，同时提升锂离子电池各项性能指标；
所述二次预化模块3用于形成锂离子电池正极片与负极片表面致密的SEI膜，预化截止电压范围为3.5-3.6V，预化的电流最大值为0.1CA，此过程决定锂离子电池循环寿命的长短，SEI膜形成越完整则电池的电性能参数越好；
所述主动式自管理化成模块4用于修复未完整的SEI膜，智能控制整组电芯的一致性，同时提升锂离子电池抗击穿电压能力，大大提高锂离子电池的过充电能力，化成截止电压4.15V，化成电流最大0.3CA；
所述充电模块5用于电池化成过程中向锂离子电池充电。
进一步地，所述箱体1顶端设有输入端6和输出端7，所述输入端6和输出端7的内侧均设有散热风扇8，所述输入端的交流电压为220V，所述输出端与锂离子电池连接，所述散热风扇8用于排除此化成设备内部的热量。
进一步地，所述箱体1的前侧面板上设有电源开关9、指示灯10、显示数码管11和调节按钮12，用于对整个设备进行操作。
进一步地，所述锂离子电池包括四只抽气封口的电芯13，所述四只电芯13串联，电芯是极片入壳注液静置24小时，然后抽气封口的半成品未化成电芯，所述输出端7的第一接口与串联首端的电芯13的正极连接，所述输出端7的第二接口与串联末端的电芯13的负极连接，以形成一个闭合的电路。
本发明具有如下有益效果：本发明设备通过智能主动式自管理均衡充电系统对锂离子电池进行串联闭口化成，一次性完成锂离子电池内四只半成品电芯的化成、分容及成组一系列后续电芯制作工作，其效率是普通设备的4倍，电芯一次合格率95％，简化了锂离子电池的化成工艺、降低了电池的生产成本、提高生产效率，解决了锂电池制造领域一致性难以控制的技术瓶颈，而且生产出来的电池充放电性能、循环寿命等关键指标大大超过传统的化成工艺生产出的锂离子电池，为锂离子动力电池大规模产业化生产提供了可靠的技术支撑。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种锂离子电池串联闭口化成设备，其特征在于，包括箱体(1)、一次预化模块(2)、二次预化模块(3)、主动式自管理化成模块(4)和充电模块(5)，所述一次预化模块(2)、二次预化模块(3)、主动式自管理化成模块(4)和充电模块(5)设置在箱体(1)内，所述一次预化模块(2)用于分解锂离子电池中的H2O，将H2O转化成不可逆的氢原子与氧原子；所述二次预化模块(3)用于形成锂离子电池的SEI膜；所述主动式自管理化成模块(4)用于修复未完整的SEI膜，同时提升锂离子电池抗击穿电压能力；所述充电模块(5)用于电池化成过程中向锂离子电池充电。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池串联闭口化成设备，其特征在于，所述一次预化模块(2)的预化截止电压范围为2.5-2.6V，预化的电流最大值为0.01CA；所述二次预化模块(3)的预化截止电压范围为3.5-3.6V，预化的电流最大值为0.1CA；所述主动式自管理化成模块(4)化成截止电压为4.15V，化成电流最大值为0.3CA。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池串联闭口化成设备，其特征在于，所述箱体(1)顶端设有输入端(6)和输出端(7)，所述输入端(6)和输出端(7)的内侧均设有散热风扇(8)。
4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池串联闭口化成设备，其特征在于，所述箱体(1)的前侧面板上设有电源开关(9)、指示灯(10)、显示数码管(11)和调节按钮(12)。
5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池串联闭口化成设备，其特征在于，所述锂离子电池包括四只抽气封口的电芯(13)，所述四只电芯(13)串联。
6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池串联闭口化成设备，其特征在于，所述输出端(7)的第一接口与串联首端的电芯(13)的正极连接，所述输出端(7)的第二接口与串联末端的电芯(13)的负极连接，以形成一个闭合的电路。
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