CN110915029B - 具有减小的温度差的用于二次电池化成过程的充电/放电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于二次电池的充电/放电设备。所述充电/放电设备包括：容纳结构，其包括多个容纳空间，并且在所述容纳空间的一侧设置有布线管道；多个充电/放电盒，其分别安装在所述多个容纳空间中；电线，其被布设在所述布线管道中；以及排气扇，其被安装在所述布线管道内，其中，所述电线被布设在所述布线管道中，以沿着所述排气扇的外侧穿过。除了排气扇之外，所述布线管道中还可以另外安装热绝缘面板。因此，当进行二次电池的化成过程时，防止每个充电/放电盒的内部空间受到电线等所产生热量的影响，因此均匀地控制和管理内部空间的内部温度。

Description

具有减小的温度差的用于二次电池化成过程的充电/放电设备
技术领域
本申请要求基于2018年3月8日提交的韩国专利申请No.10-2018-0027427的优先权权益，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入于此。
本发明涉及一种用于二次电池的激活过程的充电/放电设备，更具体地，本发明涉及这样一种用于二次电池的激活过程的充电/放电设备：其在制造二次电池之后执行激活过程时、通过不允许外部发热和温度差影响充电/放电盒的内部，能够将充电/放电盒的内部温度控制为均匀的。
背景技术
随着技术的发展和对移动设备的需求的增加以及电动车辆的普及程度的扩大，对作为能源的二次电池的需求也在迅速增加。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。
通常，锂二次电池通过以下方式制造：将由负极电极、正极电极和分隔件组成的电极组件容纳在圆柱形或矩形金属罐或铝层压片的袋状壳体中，并向电极组件中注入电解质。如上所述制造的锂二次电池能够仅通过执行预定的充电/放电来激活电池而用作电池。这种过程称为化成过程或激活过程。在这种激活过程中，使用充电/放电设备。在二次电池的大批量生产过程中，充电/放电设备通常被设置成能够同时对多个单体进行充电和放电，以增加生产率。
图1是示意性地示出用于执行大量二次电池的激活过程的常规充/放电设备的布置状态的示例的平面图，并且图2是其一部分的侧视图。参考这些视图，多个容纳空间21和布线管道22被设置在容纳结构20中，以便多个充电/放电盒能够在水平方向和竖直方向上堆叠，所述容纳结构20被布置在激活过程室10内。而且，每个容纳空间21都设置有充电/放电盒30。
图3是图2中的一个充电/放电盒30的容纳空间21的放大立体图，并且图4是其侧视图。参考这些视图，布线管道22被设置在设于容纳结构20中的容纳空间21的一侧处，由用于向充电/放电盒供电的多条电线23构成的线束穿过布线管道22的中空空间，并且排气扇24被安装在布线的外侧处，以将充电/放电期间产生的热量从充电/放电盒排出至外部。
锂二次电池的性能可能会根据温度而变化很大，并且通过将多个充电/放电盒分层放置在过程室中并将多个电池单体容纳在另一个充电/放电盒中来同时执行二次电池的激活过程。这样，由于充电/放电盒之间或充电/放电盒中的各个电池单体之间可能存在温度偏差，因此保持均匀的温度分布是很重要的。
然而，在常规的充电/放电设备中，如图3和图4中所示，充电/放电盒30的容纳空间21是敞开的，使得外部发热、温度偏差等向内部影响，并且根据这些外部影响，充电/放电盒之间发生温度变化。另外，在二次电池的充电/放电过程中，除了在电池单体中产生的热量之外，用于向多个充电/放电盒供电的布线本身中也产生大量的热。参考常规的充电/放电设备的结构，在与充电/放电盒30的容纳空间21接触的布线管道22的内部进行布线，并且布线管道22的排气扇24被安装在布线的外部，以抽吸布线管道22内的空气，从而使空气流动到充电器/放电器的外部。因此，电线23产生的热量没有被排气扇24顺畅地排放到外部，由此降低了排热效率。结果，由于所布置的电线产生的热量，布线管道22内部的温度升高，并且布线管道22内部的温度影响相邻的充电/放电盒30。因此，存在发生温度偏差的问题，并且由于这种温度偏差，电池容量等被错误地测量或者发生测量偏差，由此降低了测量的可靠性。
发明内容
[技术问题]
因而，本发明旨在解决上述现有技术的问题，并且本发明的目的在于提供一种用于二次电池的激活过程的充电/放电设备，该充电/放电设备通过在制造二次电池后执行激活过程时防止布线等产生的热量影响充电/放电盒的内部，从而能够均匀地控制内部温度。
[技术解决方案]
根据本发明的用于二次电池的激活过程的充电/放电设备包括：容纳结构，其具有多个容纳空间，并且在每个容纳空间的一侧设置有布线管道；多个充电/放电盒，每个充电/放电盒都安装在多个容纳空间中的每一个中；电线，其被布设在布线管道内部的空间中；以及排气扇，其安装在布线管道的内壁上。
这里，排气扇被安装在布线管道的与容纳空间的一侧相邻的内壁上，并且电线被布设成穿过排气扇的外侧。
此外，热绝缘面板可以与排气扇一起另外安装在布线管道中。通过这种构造，可以通过允许在执行二次电池的激活过程时、由布线等产生的热量不影响充电/放电盒的内部来均匀地控制内部温度。
另一方面，排气扇从布线管道的设置有排气扇的内壁沿着布线管道与该内壁面对的另一内壁的方向吹送空气，直接吹向发热的电线，并且强制循环布线管道内部的空气，以将其排出。因此，冷却效率非常优秀。
另外，为了进一步增加冷却效率，还可以在布线管道的与安装有排气扇的内壁面对的另一内壁上设置排气口。
可以设置多个排气扇，并且可以通过一种将排气扇沿着布线管道的内壁的长度方向或宽度方向彼此间隔地布置的方法来进一步提高冷却效率。
二次电池充电和放电设备还可以在布线管道的内壁上包括热绝缘面板，并且热绝缘面板防止由布线产生的热量移动到充电/放电盒，由此改善温度变化，这是本发明的效果。为了阻止热量从布线流入充电/放电盒，优选的是，在布线管道的与其中容纳有充电/放电盒的容纳空间的一侧相邻的内壁上设置热绝缘面板。另外，当将排气扇和热绝缘板安装在一起时，排气扇可以安装在热绝缘面板的上部，并且可以形成一起穿透热绝缘面板和布线管道的内壁的通孔，然后排气扇可被插入并安装在通孔中。
当将排气扇安装在热绝缘面板上时，优点在于能够强烈地增加布线管道内部的冷却效率。当在热绝缘面板的内壁和布线管道中形成通孔、并且将排气扇插入所形成的通孔中时，从充电/放电盒产生的热量以及从布线产生的热量被一起吸收和排出。
根据本发明的二次电池的充电/放电设备通过充电/放电盒和排气扇布线电线进行电连接和操作，并且每个充电/放电盒都被容纳在具有充电/放电盒的容纳空间的容纳结构中。
优选地，容纳结构是具有多个容纳空间的结构，该容纳空间用于容纳沿水平和竖直方向堆叠的多个充电/放电盒，以允许大批量生产二次电池。
此外，当通过根据本发明的充电/放电设备激活二次电池时，能够显著减小充电/放电盒之间的温度偏差，由此改善对温度非常敏感的容量和电阻的过程偏差。
[有利效果]
根据本发明，由于通过排气扇而将为了执行二次电池的激活过程、而使得布设在布线管道中的电线所产生的热量顺畅地排出到外部，所以显著降低了对内部充电/放电盒的影响，并且改善了过程偏差问题，并且当另外安装热绝缘面板时，可通过热绝缘面板阻挡外部温差，由此进一步降低温度变化。因而，由于防止或最小化了充电/放电盒中的温度升高和温度偏差，所以具有能够解决电池容量被不正确地测量或者发生测量偏差的问题的效果。
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过程的常规充电/放电设备的布置状态的示例的平面图，并且图2是其一部分的侧视图。
图3是图2中的一个充电/放电盒的容纳空间的放大立体图，并且图4是其侧视图。
图5是示出作为本发明的充电/放电设备的一个实施例的一个充电/放电盒的立体图，并且图6是其侧视图。
图7是根据本发明充电/放电设备的实施例的侧视图，其中，热绝缘面板被安装在充电/放电设备的布线管道的内壁上，并且排气扇被安装在布线管道的内壁上。
图8是根据本发明充电/放电设备的实施例的侧视图，其中，热绝缘面板被安装在充电/放电设备的布线管道的内壁上，并且排气扇插入穿过布线管道的内壁和热绝缘面板。
图9是示出根据本发明的充电/放电设备的充电/放电盒的示例的立体图。
具体实施方式
下面将参考关于本发明的示例性实施例的附图更具体地描述本发明。应理解，下面的详细描述和附图仅是对本发明实施例的示例，因此，本发明不应被解释为限于该描述和内容。
同时，在本发明中，使用了指示方向的术语，诸如“上”和“下”，但是这些术语是基于所示出的附图使用的，以便于解释和易于理解。应理解，这些术语是基于相对关系意义、而不是基于绝对关系意义来使用，并且这些术语不应被过度解释为限制本发明的范围。
图5是示出作为本发明的充电/放电设备的一个实施例的一个充电/放电盒的立体图，并且图6是其侧视图。参考这些附图，本发明的充电/放电设备包括用于容纳和布置多个充电/放电盒的容纳结构20'。容纳结构20'设置有多个容纳空间21'，以在其中容纳和安装充电/放电盒30。在每个容纳空间21'的一侧设置有布线管道22'，并且多条电线23'被布线以将电力供应到充电/放电盒30。此外，设置有排气扇24'，以将充电和放电期间产生的热量排出到外部。
容纳结构20'具有包括多个容纳空间21'的结构，以容纳在水平和竖直方向上堆叠的多个充电/放电盒30，由此适当地响应二次电池的大批量生产。
另外，排气扇24'安装在内壁25上，并且多个排气扇可以在沿着布线管道的内壁25的长度方向或宽度方向彼此间隔隔开的状态下设置(图5示出了能够安装的多个排气扇中的一些排气扇)。
同时，在本发明的充电/放电设备中，可以在布线管道22'的内壁25上另外安装热绝缘面板26。通过热绝缘面板，当二次电池被激活时，能够防止由布线等产生的热量和外部温度差影响充电/放电盒的内部，由此将充电/放电盒内部的温度控制为均匀的。
根据本发明的一个实施例(参见图7)，当将热绝缘面板另外安装在内壁25上时，可以在热绝缘面板上安装排气扇，并且根据本发明的另一实施例(参见图8)，在形成一起贯穿热绝缘面板和内壁25的通孔之后，可以将排气扇插入所形成的通孔中，以进行安装。
当将排气风扇安装在热绝缘面板上时，能够有力地提高布线管道22'内部的冷却效率。此外，在形成通孔并将排气扇插入内壁25的情况下，优选地的是，能够吸收和排出从充电/放电盒30产生的热量。
另一方面，用于向充电/放电盒30供电的电线23'被布置在布线管道22'中，但是被布设在排气扇24'的外部。这种设备的结构可以通过直接将由排气扇产生的风吹向产生热量的电线23'，从而高效地排热。
能够在没有特别限制的情况下使用热绝缘面板，只要其能够安装在布线管道的内壁25上并且能够允许安装和支撑排气扇24'即可。此外，由于能够使用本领域技术人员已知的任何合适的材料作为这种热绝缘面板的材料，因此这里将省略其详细描述。
本领域技术人员已知的任何充电/放电盒都可以用作本发明中的充电/放电盒30。图9是示意性地示出能够在根据本发明的充电/放电设备中使用的充电/放电盒的示例的立体图。参考图9，充电/放电盒30具有下列形式：其中，充电/放电端子32被设置在盒状主体31的左侧壁和右侧壁上，并且这些充电/放电端子32被构造成能够接触安装在电池托盘(未示出)中的多个电池单体的电极引线，从而施加电流。同时，可以在主体的顶壁处安装鼓风扇33，以冷却在激活过程期间产生的热量。盒状主体具有下列结构：其中，四个侧面中的至少一侧是敞开的，并且由堆垛机(未示出)通过该开口将托盘放入内部或者排出。
在本发明的充电/放电盒中，电池托盘用于容易且安全地操纵多个电池单体，并且多个电池单体被储存在其中，并放入充电/放电盒中，以执行充电/放电过程。由于本领域技术人员能够适当地选择和使用电池托盘，因此这里也省略其详细描述。
如上文详述，根据本发明的充电/放电设备在二次电池被激活时不会因布线等引起的发热、外部温度差等影响充电/放电盒的内部。此外，充电/放电设备能够允许从连接至布线管道的电线产生的热量顺畅地排出到外部，由此防止或最小化充电/放电盒中的温度升高和温度变化，这在工业上非常有用。
虽然已经参考本发明的例证性实施例具体示出和描述了本发明，但是应理解，本发明不限于其细节，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，基于上述描述，可以在不偏离本发明的范围的情况下，做出各种修改，诸如上述说明、组件等的替换、附加组件的添加等。
[附图标记说明]
10：激活过程室
20,20'：容纳结构
21,21'：容纳空间
22,22'：布线管道
23,23'：电线
24,24'：排气扇
25：布线管道的内壁
26：热绝缘面板
30：充电/放电盒
31：主体
32：充电/放电端子
33：鼓风扇

Claims (10)

1.一种用于二次电池的激活过程的充电/放电设备，所述充电/放电设备包括：
容纳结构，所述容纳结构具有多个容纳空间，并且在每个所述容纳空间的一侧设置有布线管道；
多个充电/放电盒，所述多个充电/放电盒中的每个充电/放电盒被安装在所述多个容纳空间中的每个容纳空间中；
电线，所述电线被布设在所述布线管道内部的空间中，所述电线用于向所述多个充电/放电盒供电；以及
排气扇，所述排气扇被安装在所述布线管道的内壁上，
其中，所述排气扇被安装在所述布线管道的与所述容纳空间的一侧相邻的所述内壁上，并且
其中，所述电线被布设成穿过所述排气扇的外侧。
2.根据权利要求1所述的充电/放电设备，其中，所述排气扇从所述布线管道的设置有所述排气扇的所述内壁沿着所述布线管道的与所述排气扇面对的另一内壁的方向吹送空气。
3.根据权利要求1所述的充电/放电设备，其中，在所述布线管道的与安装有所述排气扇的所述内壁面对的另一内壁上另外安装排气口。
4.根据权利要求1所述的充电/放电设备，其中，所述排气扇被设置为多个，由此多个所述排气扇沿着所述布线管道的所述内壁的长度方向或宽度方向彼此间隔地布置。
5.根据权利要求1所述的充电/放电设备，其中，所述二次电池的所述充电/放电设备还包括安装在所述布线管道的所述内壁上的热绝缘面板。
6.根据权利要求5所述的充电/放电设备，其中，所述热绝缘面板被安装在所述布线管道的与所述容纳空间的一侧相邻的所述内壁上，并且
其中，所述排气扇被安装在所述热绝缘面板上。
7.根据权利要求5所述的充电/放电设备，其中，所述热绝缘面板被安装在所述布线管道的与所述容纳空间的一侧相邻的所述内壁上，
其中，形成至少一个通孔，所述通孔穿透所述热绝缘面板以及所述布线管道的安装有所述热绝缘面板的所述内壁，并且
其中，所述排气扇被插入所述通孔中。
8.根据权利要求1所述的充电/放电设备，其中，所述多个充电/放电盒以及所述排气扇通过所述电线被电连接。
9.根据权利要求1所述的充电/放电设备，其中，所述多个容纳空间被构造成容纳所述多个充电/放电盒，以便所述多个充电/放电盒在水平和竖直方向上堆叠。
10.一种二次电池激活方法，用于使用根据权利要求1所述的用于二次电池的激活过程的充电/放电设备对二次电池进行充电/放电。
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