CN110048073A - 一种软包装锂电池的注液装置及其注液方式 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软包装锂电池的注液装置及其注液方式，该注液装置包括电芯夹具、注液器具以及离心机，所述电芯夹具用于放置待注液的软包装锂电池；所述注液器具与电芯夹具为可拆卸式固定连接，注液时，所述注液器具的出液端与软包装锂电池的注液口端连通；所述电芯夹具与离心机适配连接。本发明的注液方式具体说是在离心旋转作用下，使电解液直接甩入电芯内部，解决了传统真空注液方式中真空度难以控制的问题，电解液不易气化、不会沸腾、不会残留于铝塑膜上，节约了生产成本的同时，提升了电池封装的良品率，不易腐蚀设备。
Description
技术领域
本发明属于锂电池加工技术领域，具体涉及一种软包装锂电池的注液装置及其注液方式。
背景技术
随着汽车工业、电子产品等领域轻量化和智能化的发展趋势，软包装锂电池在人们生活中日益重要。软包装锂电池包括正极、负极、电解液、隔膜和铝塑膜，其中，电解液的组成和用量是决定电池性能的关键因素。
目前，软包装锂电池的电解液为液态形式，电解液注入电芯的操作流程一般为两步：第一步，将电解液注入软包装锂电池的敞开包装膜中；第二步，通过抽真空的方式使电解液渗入电芯内部。首先，该注液方式存在真空度难以控制的问题，如真空度太高，具有电芯易变形、电解液易飞溅出电池外部而污染铝塑膜、电解液易汽化损失等缺点；又如真空度太低，导致电解液难以渗入电芯内部，具有注液在线时间长、效率低等缺点。其次，抽真空的注液方式会使电解液沸腾，残余在铝塑膜内部的电解液或电解质会影响封装，导致电池漏液。最后，抽真空的注液方式易出现电解液腐蚀设备的问题。
因此，需要研发一种新型的软包装锂电池注液方式，能够解决真空注液方式难以克服的缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种软包装锂电池的注液装置及其注液方式，采用离心注液方式将电解液直接甩入电芯内部，电解液不易气化和残留于铝塑膜上，有助于提升电池封装的良品率。
本发明通过以下技术方案实现发明目的：
一种软包装锂电池的注液装置，包括电芯夹具、注液器具以及离心机，所述电芯夹具用于放置待注液的软包装锂电池；所述注液器具与电芯夹具为可拆卸式固定连接，注液时，所述注液器具的出液端与软包装锂电池的注液口端连通；所述电芯夹具与离心机适配连接。
进一步的，所述的注液器具为注液杯、注液筒、注液管或注射针中的一种或多种。
进一步的，所述的注液器具为注液筒和注液管；所述注液管的一端套接于注液筒的出液端，另一端伸入软包装锂电池的注液口端内部。
进一步的，所述软包装锂电池的注液装置还包括注液夹具，所述注液夹具与电芯夹具为可拆卸式连接；所述注液器具通过注液夹具固定于电芯夹具上。
进一步的，所述的注液夹具为架体结构，注液夹具上设有若干个用来放置注液器具的容纳腔，容纳腔底部设有供注液器具穿设的通孔。
进一步的，所述电芯夹具为与注液夹具相适配的架体结构，电芯夹具上设有连接杆以实现与注液夹具可拆卸式连接。
本发明还提供了一种软包装锂电池的注液方式，采用上述注液装置对软包装锂电池注液，包括如下步骤：
S1、将待注液的软包装锂电池装入电芯夹具中；
S2、对软包装锂电池的注液口端进行扩口；
S3、将注液夹具固定于电芯夹具上，使注液器具的出液端与对应软包装锂电池的注液口端相连通；
S4、向注液器具中添加电解液；
S5、将电芯夹具固定于离心机中，然后离心旋转以使电解液进入对应软包装锂电池的内部。
进一步的，所述电解液中的电解质为六氟磷酸锂、硼酸锂以及三氟甲基磺酸锂中的一种或多种组合物。
进一步的，所述电解液中的溶剂为碳酸甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及碳酸甲乙酯中的至少两种组合物。
进一步的，在所述步骤S5中，离心机的旋转转速为1500～5000r/min，时间为1～5min。
本发明的有益效果：
1、本发明提供了一种软包装锂电池的注液装置及其注液方式，弥补了现有技术的空白，采用离心方式对软包装锂电池进行注液，电解液在重力作用下直接甩入电芯内部，该注液方式解决了传统真空注液方式中真空度难以控制的问题，具有操作简便的优点；
2、相较于传统真空注液方式，本发明的电解液不易气化、不会沸腾、不会残留于铝塑膜上，节约了生产成本的同时，提升了电池封装的良品率，不易腐蚀设备；
3、本发明的注液装置结构简单、注液方便且操作简便，减少了电解液浸润时间，节约了生产成本。
附图说明
图1为实施例中电芯夹具和注液夹具装配一体的示意图。
图2为实施例中注液夹具的结构示意图。
图3为实施例中注液器具的结构示意图。
图4为电芯夹具和离心机装配一体的示意图。
其中，附图标记如下所述；
1：电芯夹具，2：注液器具，3：注液夹具，4：离心机，5：软包装锂电池，11：连接杆，21：注液筒，22：注液管，31：通孔。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明较佳的实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例
本实施例提供了一种软包装锂电池的注液装置及其注液方式，具体为一种离心注液方式，电解液在重力作用下直接甩入软包装锂电池电芯的内部，电解液不易气化和残留，不易腐蚀设备，有效避免出现电解液飞溅污染铝塑膜、电池漏液等现象，提升了注液效率，节约了生产成本。
如图至图所示，本实施例的注液装置包括电芯夹具1、注液器具2、注液夹具3以及离心机4。所述的电芯夹具1和注液夹具2均为架体结构，且电芯夹具1和注液夹具2为可拆卸式地适配连接；所述架体结构包括底板，底板的截面为矩形，电芯夹具1和注液夹具2的底板尺寸相同。
电芯夹具1和注液夹具2上各设有若干个容纳腔，所述电芯夹具1的容纳腔用来放置待注液的软包装锂电池5，所述注液夹具3的容纳腔用来放置注液器具2，使得一个注液器具2对应一个待注液的软包装锂电池5；容纳腔的数量不做具体限定，本实施例优选为：电芯夹具1和注液夹具2上各设有两排容纳腔，每排设有八个容纳腔。电芯夹具1顶部的四个角各设有一根连接杆11，注液时，注液夹具3通过连接杆11固定于电芯夹具1的上方。所述连接杆11与注液夹具3底部的四个角相抵接，需要说明的是，连接杆11也可与注液夹具3底部的四个角采用卡接、套接、插接、螺接等其他任一可拆卸式的连接方式。当注液夹具3固定于电芯夹具1的上方后，使得注液夹具3的容纳腔与电芯夹具1的容纳腔上下一一对应，从而一个注液器具2对应位于其正下方的一个软包装锂电池5。
注液器具2为注液筒21和注液管22，注液管22套接于注液筒21的出液端，所述注液夹具3的底板上设有供注液管22穿设的通孔31。注液时，注液管22的一端套接于注液筒21的出液端，另一端穿过通孔31伸入软包装锂电池5的注液口端内部，有助于电解液顺利进入软包装锂电池5的电芯内部。
电芯夹具1适配安装于离心机4上，即：离心机4上设有与电芯夹具1相匹配的安装位，使得电芯夹具1能够牢固固定于离心机4进行旋转离心操作。本实施例的离心机4优选具有四个安装位，两两相对设置，将配平后的两个电芯夹具1相对放置于离心机4上。
本实施例的注液方式具体包括如下步骤：
S1、将待注液的软包装锂电池5依次装入电芯夹具1的容纳腔中；
S2、对软包装锂电池5的注液口端进行扩口；
S3、将注液管22的一端套接于注液筒21的出液端，然后将套接有注液管22的注液筒21依次装入注液夹具3的容纳腔中，并使注液管22的另一端从通孔31处穿出；
S4、将注液夹具3固定于电芯夹具1的上方，使每个注液器具2与正下方的软包装锂电池5一一对应，并使从通31孔处穿出的注液管22端部伸入对应软包装锂电池5的注液口端内；
S5、向注液器具2中添加电解液；
S6、将电芯夹具1固定于离心机4中，然后离心旋转以使电解液进入对应软包装锂电池5的电芯内部。
对上述步骤需要说明的是，在所述的步骤S5中，所述电解液中的电解质可为六氟磷酸锂、硼酸锂以及三氟甲基磺酸锂中的一种或多种组合物，溶剂可为碳酸甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及碳酸甲乙酯中的至少两种组合物，本实施例优选电解液中的电解质为六氟磷酸锂，溶剂为碳酸甲酯、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯混合物，但在此不做具体限定。
在所述步骤S6中，离心机4的旋转转速为2500r/min，时间为2min。
性能检测
以型号为703545的方形电池作为性能检测对象，其电解液注液质量为3.8g，标称容量为1000mAh。对照组为：采用传统真空注液方式对批量方形电池进行注液操作，然后随机抽取300只方形电池进行电解液保液率、封装不良率以及电性能测试。实验组为：采用实施例提供的离心注液方式对批量方形电池进行注液操作，然后随机抽取300只方形电池进行电解液保液率、封装不良率以及电性能测试。其中，电解液保液率＝(注液后电池质量－注液前电池质量)/电解液注液质量×100％，电解液保液率小于85％的电池无法完全发挥其放电容量，尤其是倍率电池。封装不良率＝注液后封装不良电池数量/注液前待封装电池数量×100％。电性能测试指的是对目标锂电池的1C放电容量、10C放电容量以及300周循环容量保持率进行检测。1C放电容量是指在常温条件下，以1000mA恒流放电至3.0V的容量。10C放电容量是指在常温条件下，以10A恒流放电至3.0V的容量。300周循环放电条件是指在常温条件下以1C进行充电，10C进行放电至3.0V，按此工步循环300周。300周循环容量保持率＝第300周放电容量/第1周放电容量×100％。测试结果详见表1至表3。
表1为对照组和实验组的电解液保液率测试结果
| 电解液保液率 | ＜85％ | 85％～90％ | 90％～95％ | 95％～100％ |
| 对照组数量(只) | 56 | 206 | 31 | 7 |
| 实验组数量(只) | 2 | 35 | 254 | 8 |
由表1可知，相较于传统的真空注液方式，实施例提供的离心注液方式注入锂电池内部的电解液量分布更窄，电解液保液率小于85％的锂电池数量更少，充分说明实施例提供的离心注液方式提升了锂电池注液的良品率，需要进行补液加工的锂电池数量更少，节约了生产成本的同时，提高了注液效率。
表2为对照组和实验组的锂电池封装不良率测试结果
由表2可知，相较于传统的真空注液方式，实施例提供的离心注液方式有效地减少了锂电池封装的不良品率，提升了锂电池的加工质量和生产效率，极大地节约了生产成本。
表3为对照组和实验组的锂电池电性能测试结果
由表3可知，采用传统的真空注液方式和实施例提供的离心注液方式对锂电池的电性能影响不大，但实施例提供的离心注液方式具有操作简便、节约生产成本、提升电池封装良品率、不易腐蚀设备等优点，因此，本实施例提供的离心注液方式相较于传统的真空注液方式具有明显的竞争优势，可以推广使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种软包装锂电池的注液装置，其特征在于，包括电芯夹具、注液器具以及离心机，所述电芯夹具用于放置待注液的软包装锂电池；所述注液器具与电芯夹具为可拆卸式固定连接，注液时，所述注液器具的出液端与软包装锂电池的注液口端连通；所述电芯夹具与离心机适配连接。
2.根据权利要求1所述软包装锂电池的注液装置，其特征在于，所述的注液器具为注液杯、注液筒、注液管或注射针中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述软包装锂电池的注液装置，其特征在于，所述的注液器具为注液筒和注液管；所述注液管的一端套接于注液筒的出液端，另一端伸入软包装锂电池的注液口端内部。
4.根据权利要求1－3任一项中所述软包装锂电池的注液装置，其特征在于，还包括注液夹具，所述注液夹具与电芯夹具为可拆卸式连接；所述注液器具通过注液夹具固定于电芯夹具上。
5.根据权利要求4所述软包装锂电池的注液装置，其特征在于，所述的注液夹具为架体结构，注液夹具上设有若干个用来放置注液器具的容纳腔，容纳腔底部设有供注液器具穿设的通孔。
6.根据权利要求5所述软包装锂电池的注液装置，其特征在于，所述电芯夹具为与注液夹具相适配的架体结构，电芯夹具上设有连接杆以实现与注液夹具可拆卸式连接。
7.一种软包装锂电池的注液方式，其特征在于，采用如权利要求1－6任一项中所述的注液装置对软包装锂电池注液，包括如下步骤：
S1、将待注液的软包装锂电池装入电芯夹具中；
S2、对软包装锂电池的注液口端进行扩口；
S3、将注液夹具固定于电芯夹具上，使注液器具的出液端与对应软包装锂电池的注液口端相连通；
S4、向注液器具中添加电解液；
S5、将电芯夹具固定于离心机中，然后离心旋转以使电解液进入对应软包装锂电池的内部。
8.根据权利要求7所述软包装锂电池的注液方式，其特征在于，所述电解液中的电解质为六氟磷酸锂、硼酸锂以及三氟甲基磺酸锂中的一种或多种组合物。
9.根据权利要求7或8所述软包装锂电池的注液方式，其特征在于，所述电解液中的溶剂为碳酸甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及碳酸甲乙酯中的至少两种组合物。
10.根据权利要求7所述软包装锂电池的注液方式，其特征在于，在所述步骤S5中，离心机的旋转转速为1500～5000r/min，时间为1～5min。
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2019
- 2019-04-04 CN CN201910269998.8A patent/CN110048073A/zh active Pending
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