CN110720151B - 二次电池的充电-放电装置以及包括该充电-放电装置的二次电池的激活处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二次电池充电‑放电装置以及一种包括该二次电池充电‑放电装置的二次电池激活处理装置。本发明的充电‑放电装置包括：箱型主体，箱型主体包括形成在其侧面处的两个开口部；充电‑放电端子，充电‑放电端子设置在主体的侧面上；不可燃阻挡装置，不可燃阻挡装置用于打开或者关闭侧面处的开口部；空气调节管线，空气调节管线连接到所述主体的内部，以单独地控制每个充电‑放电装置的温度；和/或CO₂供应管线，CO₂供应管线用于在着火时在所述主体内部喷射二氧化碳。根据此构造，可以均匀地控制和管理用于执行二次电池的激活处理的充电‑放电装置的内部温度，并且当着火时，可立即且高效地灭火，并防止火势蔓延到外部。

Description

二次电池的充电-放电装置以及包括该充电-放电装置的二次 电池的激活处理装置

技术领域

本申请要求基于2018年1月12日提交的韩国专利申请No.10-2018-0004627的优先权的权益，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种二次电池的充电器/放电器以及一种包括该充电器/放电器的二次电池的激活处理设备，并且更具体地，本发明涉及这样一种二次电池的充电器/放电器：其通过均匀地控制执行激活处理的充电器/放电器的内部温度，能够减小由于温度偏差而导致的二次电池的激活处理的测量偏差。

背景技术

随着移动装置的技术发展及对移动装置需求的增加以及电动车辆的普及不断扩大，对作为能源的二次电池的需求也在快速地增加。其中，对具有高容量和能量密度的锂二次电池的需求特别高。

一般而言，锂二次电池通过如下方式制造：将由负极电极、正极电极和分隔件构成的电极组件容纳到圆柱形或矩形金属罐或铝层压片的袋形壳体中，并且将电解质注入到电极组件中。只有通过执行预定的充电/放电而激活电池，如上所述制造的锂二次电池才能够用作电池。这样的处理被称作化成处理或激活处理。在该激活处理中，使用充电器/放电器。在二次电池的批量生产过程中，充电器/放电器被设置成能够同时地对多个单体进行充电和放电，以便提高生产率。

图1是示意性地示出用于执行二次电池的大量激活处理的常规装置的正视图，图2是图1的侧视图。多个充电器110被布置在激活处理室100中，空气调节管道120被安装在激活处理室100的顶棚上，以便控制室温，并且在被分层布置的多个充电器/放电器110的前部和后部中制备有用于每个操作员的维护过道和堆垛机130的过道的特定空间。

图3是示意性地示出在图1所示设备中使用的充电器/放电器110的放大示例的立体图。所示的常规充电器/放电器在箱型主体111的左右侧壁上配备有充电/放电端子112，从而接触装载在托盘(未示出)中的电池单体的电极引线，风扇113被安装在主体111的顶棚中，从而冷却在激活处理期间产生的热量，并且箱形主体111具有这样的结构：四个侧面中的前后两侧被打开。在这些当中，后开口部成为用于通过堆垛机将托盘插入内部或者从内部排出的通道，而前开口部在必要时成为工人的工作通道。另一方面，主体的底部为开放型的，但是当托盘被插入时，托盘被安设且固定至主体的底部，同时关闭开口。

这里，在锂二次电池的激活处理期间，由于电池的特性，存在发生燃烧或爆炸的可能性，并且随着电池的容量和能量密度逐渐变高，燃烧或爆炸可能性和风险增加，但是常规地，激活处理室或激活处理设备中并未适当地设置灭火设备，所以当发生火灾时，人们需要直接携带灭火器来灭火。此外，由于常规充电和放电单元向内部和外部开放，所以当在激活处理时在电池中着火时，火势可能易于蔓延到外部。

另一方面，由于锂二次电池可能根据温度而在性能上发生极大变化，所以重要的是均匀地管理温度分布。激活处理同时执行将多个托盘放置在处理室中并将多个电池单体装载在另一托盘中。因此，在激活处理室中或者在不同充电器/放电器之间存在温差。特别地，在常规激活处理室中，空气调节管道被安装在所述激活处理室的顶棚中，并且根据与空气调节管道相隔的距离而在所述激活处理室内产生温差。此外，由于充电器/放电器的内部空间是开放的，所以外部温度偏差会随之影响内部。由于这样的温度偏差，出现了这样的问题：无法正确测量电池容量等，或者发生测量偏差，并且测量可靠性降低。为了防止温度偏差，优选的是室型充电器/放电器，但是由于高生产成本而难以付诸应用。

如上所述，在常规激活处理设备和充电器/放电器的情况下，当发生火灾时，不能适当地进行灭火，并且存在火势蔓延到外部的风险。此外，存在这样的问题：处理室中或者充电器/放电器之间发生温度偏差，从而频繁引起诸如电池容量测量偏差的问题。

发明内容

【技术问题】

因此，本发明致力于解决上述现有技术的问题，并且本发明的目的是为了提供如下一种充电器/放电器以及包括该充电器/放电器的激活处理设备：当激活处理设备或充电器/放电器中着火时，所述充电器/放电器能够适当地灭火，并且能够防止火势蔓延到外部。

本发明的另一目的是提供如下一种充电器/放电器以及包括该充电器/放电器的激活处理设备：所述充电器/放电器能够通过减小执行激活处理的多个电池单体之间的温度变化来提高电池容量等的测量可靠性。

【技术方案】

在一方面中，提供了一种二次电池的充电器/放电器，包括：箱形主体，所述主体具有顶部、底部和侧部，并且具有形成在所述主体的侧部处的两个开口；充电/放电端子，所述充电/放电端子被设置在所述主体的侧部处，并且被构造成通过接触被装载在托盘上的多个电池单体的电极引线来施加电流；以及不可燃阻挡装置，所述不可燃阻挡装置能够打开或者关闭所述侧部的开口。

在所述托盘被插入所述充电器/放电器的内部或者从所述充电器/放电器的内部排出时，所述不可燃阻挡装置可以打开，而在所述托盘被充电/放电时，所述不可燃阻挡装置可被关闭以阻挡。所述不可燃阻挡装置由已知材料中的任何一种制成而未特别限制，只要所述材料在着火的情况下不利于燃烧，但是它可以优选地采用门或幕帘的形式，更优选地为不易燃幕帘。

另外，优选的是，所述不可燃阻挡装置是自动开闭型，当托盘被插入以用于电池单体的充电/放电时，所述不可燃阻挡装置自动地关闭，而当充电/放电完成时，所述不可燃阻挡装置自动地打开。所述不易燃幕帘可被设计成被竖直或水平地打开和关闭，但是更优选的是竖直开闭型。在这种情况下，如果在所述幕帘的下端处设置磁体，则能够形成稳定的密封状态，这是优选的。

在另一方面中，提供了一种二次电池的充电器/放电器，包括：箱形主体，所述主体具有顶部、底部和侧部，并且具有形成在所述主体的侧部处的两个开口；充电/放电端子，所述充电/放电端子被设置在所述主体的侧部处，并且被构造成通过接触装载在托盘上的多个电池单体的电极引线来施加电流；空气调节管线，所述空气调节管线连接到所述主体的内部，以单独地控制每个充电器/放电器的温度；以及CO₂供应管线，所述CO₂供应管线用于在着火时将二氧化碳注入到所述主体中。

在本文中，所述空气调节管线和所述CO₂供应管线被构造成：在所述空气调节管线和所述CO₂供应管线被引入到所述主体中之前，所述空气调节管线和所述CO₂供应管线通过开闭阀被结合成一条管线。如果所述开闭阀被构造成在着火时通过感测到着火来关闭所述空气调节管线并且打开所述CO₂供应管线，则可在开始着火时自动地灭火，这是所希望的。

优选地，在所述主体的顶部中安装风扇，使得通过所述空气调节管线供应的空气被平稳地供应到所述充电/放电装置的内部。这里，可以使用扁平风扇，或者也可以使用鼓风扇。

在使用所述鼓风扇的情况下，如果所述空气调节管线和所述CO₂供应管线连接到所述鼓风扇的进气口，则可控制内部温度，并且可平稳地灭火。

在再一方面中，提供了一种二次电池的激活处理设备，包括：充电器/放电器组，在充电器/放电器组中布置有两个或更多个上述二次电池的充电器/放电器；空气调节装置，所述空气调节装置连接到所述充电器/放电器中的每一个的空气调节管线，以控制温度；以及CO₂供应源，所述CO₂供应源被构造成连接到所述充电器/放电器中的每一个的CO₂供应管线，并且在着火时注入二氧化碳。

【有益效果】

根据本发明，由于提供了用于从外部阻挡充电器内部的不可燃阻挡装置，所以在激活处理期间，温度不受外部温度变化的影响，从而维持均匀的温度，并且如果着火，可防止火势蔓延到外部。此外，由于对于每个充电器/放电器来说，空气调节管线和CO₂供应管线彼此连接，所以可均匀且平稳地调节内部温度，并且如果着火，可以打开CO₂供应管线，使得可立即高效地进行灭火工作。因此，在根据本发明的充电器/放电器中，可以通过使内部温度均匀地维持在预定温度下，从而减小由于温度偏差而导致的测量偏差，并且可以立即有效地灭火并防止火势蔓延到外部。

附图说明

图1是示意性地示出用于执行二次电池的大量激活处理的常规装置的正视图。

图2是图1的侧视图。

图3是示意性地示出在图1所示的常规设备中使用的充电器/放电器的立体图。

图4是示意性地示出根据本发明优选实施例的、用于激活二次电池的处理设备的正视图，并且图5是其侧视图。

图6是示意性地示出根据本发明实施例的二次电池的充电器/放电器的立体图。

图7是示出处于充电/放电状态的图6所示充电器/放电器的立体图。

图8是详细示出根据本发明优选实施例的充电器/放电器中的空气调节管线和CO₂供应管线的构造的示例的立体图。

图9是详细示出根据本发明另一优选实施例的充电器/放电器中的空气调节管线和CO₂供应管线的构造的另一示例的立体图。

具体实施方式

在下文中，将参考关于本发明的示例性实施例的附图来更具体地描述本发明。应当理解的是，以下详细描述和附图仅仅示出本发明的实施例，因此本发明不应该被解释为限于本描述和内容。

同时，在本发明中，使用了诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”这样的术语，但是这些术语是基于所示附图而使用的，以便于说明和容易理解。应当理解的是，这些术语的使用是基于相对意义上的关系而不是绝对意义上关系，并且这些术语不应该被不适当地解释成限制本发明的范围。

本发明提供二次电池的充电器/放电器以及包括该充电器/放电器的二次电池的激活处理设备，但是为了便于描述，首先将详细地描述根据本发明的二次电池的激活处理设备。

图4是示意性地示出根据本发明优选实施例的用于激活二次电池的处理设备的正视图，图5是其侧视图。参考这些附图，如在常规设备中一样，在激活处理室10中，多个充电器/放电器20沿着水平和竖直方向并排布置，并且在布置有所述多个充电器/放电器20的列的前部(图5侧视图中的左侧)中设置预定空间，并且该预定空间成为工人的维护通道，而设置在后部(图5侧视图中的右侧)中的空间成为堆垛机30的移动通道40。在图5的侧视图中，充电器/放电器20沿着水平方向布置在一列中，但也可以被布置在多列中。

此外，在本发明的激活处理设备中，类似于常规技术，连接到空气调节装置(未示出)的空气调节管道50被安装在处理室的顶棚上，并且空气调节管道50通过单独的空气调节管线21连接到每个充电器/放电器20。

此外，本发明的处理设备具有这样的结构：CO₂供应源60通过CO₂供应管线22被安装和连接到每个充电器/放电器20。尽管示出了两个CO₂供应源60被安装在处理室10中，但是它们可以被安装在处理室的外部，或者可以通过安装一个CO₂供应源60来连接到两侧。

如上所述，在根据本发明的激活处理设备中，空气调节管线被连接用于每个充电器/放电器，从而实现均匀和平稳的内部温度控制。此外，在设备中安装附加的CO₂供应管线，使得在充电器/放电器内部着火的情况下，可以打开CO₂供应管线、而不是空气调节管线，以立即高效地执行灭火工作。下文将参考稍后描述的充电器/放电器对此进行详细的描述。

图6是示意性地示出根据本发明实施例的二次电池的充电器/放电器20的立体图，并且图7是示出处于充电/放电状态的图6所示充电器/放电器的立体图。参考这些附图，与常规技术类似，本发明的充电器/放电器20包括常规的箱形主体23、设置在箱形主体23的侧部上的充电/放电端子24a和24b以及设置在箱形主体23的顶部23a中的风扇25。箱形主体23包括顶部23a、底部23b和侧部，由于侧部的前后两侧是开放的，所以后开口部成为用于通过堆垛机30将托盘(未示出)插入内部或者从内部排出的通道，而当检查充电器/放电器或者当需要手动工作时，前开口部变成工人的工作通道。箱形主体23的底部23b是开放的，并且托盘被安设和固定到该开口部。充电/放电端子24a和24b通过接触安装在托盘(未示出)中的电池单体的电极引线来施加电流，并且风扇25冷却在激活处理期间产生的热量。

如上所述，本发明的充电器/放电器还设置有能够打开和关闭箱形主体23中的两个侧开口的不可燃阻挡装置。这里，在托盘被放置在充电器/放电器内部或者排出时，所述不可燃阻挡装置可被打开，而当托盘被推入而进行充电/放电时，所述不可燃阻挡装置可被关闭以进行阻挡。特别地，优选的是，在托盘被放入以进行充电/放电时，所述不可燃阻挡装置被自动地关闭，而在充电/放电完成时，所述不可燃阻挡装置被自动地打开。

此外，尽管不可燃阻挡装置可以具有门的形式，但是优选的是，其被构造为如图6和图7所示的不易燃幕帘26a、26b。所述不易燃幕帘26a和26b可以被设计成竖直地或水平地打开和关闭，但优选的是被竖直地打开和关闭。在这种情况下，如果在幕帘的下端处设置磁体(未示出)，则可以形成稳定密封状态，这是优选的。另一方面，可以从本领域中已知技术中任意地选择使用不易燃织物，诸如阻燃的织物或无纺织物，而没有特别限制，因此将在这里省略其详细描述。

作为上述阻挡装置的不易燃幕帘可以被廉价且简单地安装，并且可像图7所示从外部高效地阻挡充电器/放电器的内部，从而使内部维持在均匀温度下，而不受激活处理中的外部温度偏差的影响。另外，当着火时，不易燃幕帘表现出防止火势蔓延到外部的优异效果。

此外，本发明的特征还在于，还设置了上述连接到箱形主体23的内部的空气调节管线21和CO₂供应管线22。在本文中，空气调节管线21向主体23的内部供应温度受控的空气，并且用来独立地调整充电器/放电器内部的温度，而当着火时，CO₂供应管线22用来通过将二氧化碳注入到主体中来扑灭火。

图8和图9分别是详细地示出根据本发明优选实施例的充电器/放电器中的空气调节管线和CO₂供应管线的示例性构造的立体图，并且示意性地示出了两个充电器/放电器20被上下布置状态下的构造的一部分。参考这些附图，类似于现有技术，箱形主体23的顶部23a设置有扁平风扇25或鼓风扇27，同时附加地设置有通过顶部23a连接到内部的空气调节管线21和CO₂供应管线22，并且空气调节管线21和CO₂供应管线22被构造成在被引入到主体23中之前通过自动开闭阀28结合成一条管线。自动开闭阀28通常处于空气调节管线21被打开的状态，但是当着火时，自动开闭阀28被操作以关闭空气调节管线21并且打开CO₂供应管线22。

扁平风扇25或鼓风扇27允许通过空气调节管线供应的空气被平稳地供应到充电/放电装置的内部。当使用鼓风扇27时，优选的是，将空气调节管线21和CO₂供应管线22连接到鼓风扇27的进气口，使得可以更平稳地执行温度控制和灭火。可以根据设备的大小以不同数目安装鼓风扇27，但是通常优选安装大约2至4个鼓风扇27。

如上所述，本发明的充电器/放电器包括空气调节管线21和CO₂供应管线22，并且这些管线由自动开闭阀28控制，使得可以均匀且平稳地控制充电器/放电器内部的温度，并且当着火时，可以打开CO₂供应管线，以立即且高效地执行灭火工作。

如上文详细描述，根据本发明的二次电池的充电器/放电器以及包括该充电器/放电器的激活处理设备可以通过将内部温度均匀地控制到预定温度来减小由于温度偏差而导致的处理的测量偏差，并且如果着火，则具有高效灭火并防止火势蔓延到外部的效果，这在工业上非常有用。

虽然已经参考本发明的示例性实施例特别示出并描述了本发明，但是应当理解的是，本发明将不限于其细节，并且对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可以基于上述描述在不脱离本发明的范围的情况下做出诸如上述描述的各种修改、组件等的替换、附加组件的添加等。

[附图标记说明]

10：激活处理室

20：充电器/放电器

21：空气调节管线

22：CO₂供应管线

23：箱形主体

23a：顶部

23b：底部

24a、24b：充电/放电端子

25：扁平风扇

26a、26b：不易燃幕帘

27：鼓风扇

28：自动开闭阀

30：堆垛机

40：堆垛机移动通道

50：空气调节管道

60：CO₂源

10：激活处理室

110：常规充电器/放电器

111：箱形主体

112：充电/放电端子

113：风扇

120：空气调节管道

130：堆垛机

Claims (10)

1.一种二次电池的充电器/放电器，所述充电器/放电器包括：

箱形主体，所述主体具有顶部、底部和侧部，并且具有形成在所述主体的所述侧部处的两个开口；

充电/放电端子，所述充电/放电端子被设置在所述主体的所述侧部处，并且被构造成通过接触被装载在托盘上的多个电池单体的电极引线来施加电流；

不可燃阻挡装置，所述不可燃阻挡装置能够打开或者关闭所述侧部的所述开口；

空气调节管线，所述空气调节管线连接到所述主体的内部，以单独地控制每个充电器/放电器的温度；以及

CO₂供应管线，所述CO₂供应管线用于在着火时将二氧化碳注入到所述主体中，

其中，所述不可燃阻挡装置是不易燃幕帘。

2.根据权利要求1所述的充电器/放电器，其中，所述不可燃阻挡装置是自动开闭型的，当所述托盘被插入以用于所述电池单体的充电/放电时，所述不可燃阻挡装置自动地关闭，而当充电/放电完成时，所述不可燃阻挡装置自动地打开。

3.根据权利要求1所述的充电器/放电器，其中，所述不易燃幕帘在竖直方向上被打开和关闭。

4.根据权利要求3所述的充电器/放电器，其中，所述不易燃幕帘包括位于所述不易燃幕帘的下端处的磁体。

5.根据权利要求1所述的充电器/放电器，其中，所述空气调节管线和所述CO₂供应管线被构造成：在所述空气调节管线和所述CO₂供应管线被引入到所述主体中之前，所述空气调节管线和所述CO₂供应管线通过开闭阀被结合成一条管线。

6.根据权利要求5所述的充电器/放电器，其中，所述开闭阀是自动开闭阀，所述自动开闭阀被构造成：在着火时，所述开闭阀通过感测到着火来关闭空气调节管线并且打开所述CO₂供应管线。

7.根据权利要求1所述的充电器/放电器，其中，风扇被附加地安装在所述主体的所述顶部中。

8.根据权利要求7所述的充电器/放电器，其中，所述风扇是鼓风扇。

9.根据权利要求8所述的充电器/放电器，其中，所述空气调节管线和所述CO₂供应管线被连接到所述鼓风扇的进气口。

10.一种二次电池的激活处理设备，包括：

充电器/放电器组，在所述充电器/放电器组中布置有两个或更多个根据权利要求1至9中的任一项所述的二次电池的充电器/放电器；

空气调节装置，所述空气调节装置连接到所述充电器/放电器中的每一个的空气调节管线，以控制温度；以及

CO₂供应源，所述CO₂供应源被构造成连接到所述充电器/放电器中的每一个的CO₂供应管线，并且在着火时注入二氧化碳。

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