CN111916856A - 电芯硬度化成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电芯硬度化成方法及系统。上述的电芯硬度化成方法包括对电芯进行真空处理；对电芯注入电解液后进行封口；将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，其中，每一个化成处理所对应的化成时间、化成温度、化成压力以及充电电流不同。在化成之前依次进行真空处理和封口，使得电芯内的气体被抽出以及电芯的封装及时进行，从而降低了在化成压力卸去之后，电芯静置时的发软几率，进而提高了电芯的硬度。

Description

电芯硬度化成方法及系统

技术领域

本发明涉及电芯技术领域，特别是涉及一种电芯硬度化成方法及系统。

背景技术

随着电动汽车、各种便携式电子设备和无线移动通讯设备的快速发展和广泛应用，人们对于循环寿命长、能量密度高、工作电压高、无记忆效应且环保的锂离子电池需求日趋增大。

锂离子电池在使用前，需经过化成步骤。锂离子电池的化成主要有两方面的作用，一方面，激活电池正、负极的活性物质，从而使得电池达到最佳的充放电状态。另一方面，在锂离子电池的化成过程中，有机电解液在电极表面，主要是负极表面发生还原和分解，形成致密的电子绝缘，锂离子能够导电的固体电解质界面膜，固体电解质界面膜称为SEI(SolidElectrolyte Interface，固体电解质界面)膜。由于锂离子的嵌入过程必然经由覆盖在碳负极上的SEI膜，SEI膜的均匀性及稳定性等特性对整个锂离子电池的电化学性能，例如电池容量、电池的法拉第效率、循环寿命、自放电性能、低温性能、稳定性及安全性等均有很大的影响，是决定锂离子电池性能好坏的重要原因之一。

为了获得均匀性及稳定性较好的SEI膜，传统的化成工艺是采用高温大电流的化成工艺，高温大电流化成的主要流程为：在高温条件下，施加一定的压力，对锂离子电池进行大电流化成。随后对完成化成的电池进行降温冷却，耗时较短。然而，上述化成工艺生产的锂离子电池的电芯，因生产过程不能及时抽气封装等问题，导致卸去压力后静置一段时间容易发软，出现电池硬度不足的问题，致使电池在后期反复充放电的使用过程中容易变形。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种解决上述技术问题的电芯硬度化成方法及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电芯硬度化成方法，包括：对电芯进行真空处理；对电芯注入电解液后进行封口；将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，其中，每一个化成处理所对应的化成时间、化成温度、化成压力以及充电电流不同。

在其中一个实施例中，所述对电芯进行真空处理，包括：将电芯放置于真空环境中，并进行高温烘烤。

在其中一个实施例中，所述对电芯进行真空处理之前，还包括：将高温烘烤处理后的隔膜与正负极片卷绕，以形成电芯。

在其中一个实施例中，所述对电芯注入电解液后进行封口之后，还包括：对电芯进行高温振动搁置。

在其中一个实施例中，所述化成处理期包括第一化成期，所述对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，包括：在第一化成期内，以第一充电电流对电芯进行充电，使电芯电量达到第一预设电量。

在其中一个实施例中，所述化成处理期还包括第二化成期，所述在第一化成期内，以第一充电电流对电芯进行充电，使电芯电量达到第一预设电量之后，还包括：在第二化成期内，以第二充电电流对电芯继续进行充电，使电芯电量达到第二预设电量，其中，所述第二预设电量大于所述第一预设电量。

在其中一个实施例中，所述第一预设电量为电芯总电量的50％，所述第二预设电量为电芯总电量的100％。

在其中一个实施例中，所述将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期之后，还包括：对电芯进行高温静置处理。

在其中一个实施例中，所述对电芯进行高温静置处理，包括：对电芯按照静置条件进行高温搁置，其中，静置条件均与多个化成处理期的化成条件不同，且静置条件的充电电流为0。

一种电芯硬度化成系统，包括：化成箱、压力控制装置、温控装置、时间控制装置以及充放电装置，所述化成箱包括箱体以及电芯治具，所述电芯治具设置于所述箱体内，且所述电芯治具与所述箱体的底部连接；所述压力控制装置设置于所述化成箱内，所述压力控制装置与所述电芯治具相对设置，所述压力控制装置与所述箱体连接，所述压力控制装置用于调节对电芯的化成压力；所述温控装置设置于所述化成箱内，所述温控装置用于调节对电芯的化成温度；所述时间控制装置设置于所述化成箱内，所述时间控制装置用于调节对电芯的化成时间；所述充放电装置设置于所述化成箱内，所述充放电装置与所述电芯治具连接，所述充放电装置用于与电芯电连接，所述充放电装置还用于调节对电芯的充电电流。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

在化成之前依次进行真空处理和封口，使得电芯内的气体被抽出以及电芯的封装及时进行，从而降低了在化成压力卸去之后，电芯静置时的发软几率，进而提高了电芯的硬度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为一实施例中电芯硬度化成方法的流程图；

图2为一实施例中电池硬度检测装置的示意图；

图3为图2所示的电池硬度检测装置的另一侧示意图；

图4为图2所示的电池硬度检测装置的又一侧示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明涉及一种电芯硬度化成方法。在其中一个实施例中，所述电芯硬度化成方法包括：对电芯进行真空处理；对电芯注入电解液后进行封口；将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，其中，每一个化成处理所对应的化成时间、化成温度、化成压力以及充电电流不同。在化成之前依次进行真空处理和封口，使得电芯内的气体被抽出以及电芯的封装及时进行，从而降低了在化成压力卸去之后，电芯静置时的发软几率，进而提高了电芯的硬度。

请参阅图1，其为本发明一实施例的电芯硬度化成方法的流程图。所述电芯硬度化成方法包括以下步骤的部分或全部。

S100：对电芯进行真空处理。

在本实施例中，电芯在注入电解液之前，其内部存在有多余的气体，而且，电解液在注入电芯之后，电芯内部的气体容易导致电芯膨胀，从而使得在化成工序之后的静置过程中，当压力卸去时，电芯内的气体将被缓慢释放，导致电芯表面发生形变，即电芯表面发软，进而导致电芯的硬度降低。为了提高电芯的硬度，将电芯放置于真空环境中，使得电芯内的气体被抽出，从而使得电芯内的气体在化成工序开始前抽出，进而使得电芯内的气体及时抽出，降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

S200：对电芯注入电解液后进行封口。

在本实施例中，由于将电解液注入电芯之后，在电芯表面会存在缝隙，即电解液通过电芯上的缝隙进入电芯内部，从而充盈在电芯内部。而且，在此之前进行了真空处理，使得电芯内部处于真空状态。为了减少外部的气体通过注入电解液的缝隙进入电芯内部，在进行注入电解液之后，及时对电芯进行封口，使得电芯的封口的及时性提高，减少了外部气体进入电芯内的几率，从而降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

S300：将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，其中，每一个化成处理所对应的化成时间、化成温度、化成压力以及充电电流不同。

在本实施例中，多个化成处理期分别对电芯内部的SEI膜进行调整，即多个化成处理期改善电芯内部的极化现象。例如，多个化成处理期对应的化成压力逐渐增大，使得电芯内部的极化程度降低，从而使得每一个化成处理期的电芯的极化程度增量降低，进而使得每一个化成处理期的电芯的极化程度最小化，便于形成均匀且稳定的SEI膜，从而便于电芯内部的性能以及结构稳定。而且，本步骤是在真空处理以及封口之后，使得电芯的抽气以及封装在化成工序之前，从而使得电芯的抽气以及封装的及时性提高，降低了电芯的抽气以及封装滞后的几率，降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

在其中一个实施例中，所述对电芯进行真空处理，包括：将电芯放置于真空环境中，并进行高温烘烤。在本实施例中，电芯处于真空环境中，使得电芯内外的压强不同，即电芯内部的压强大于外部压强。为了保证电芯内外压强的一致性，在负压作用下，电芯内部的气体从电芯内部流向电芯外部，使得电芯内部的气体被及时抽出。而且，由于化成工序的温度较高，在电芯内部有水分的情况下，容易在电芯内部转换为水蒸气，使得电芯内部存在多余的气体。为了降低电芯内部存在水蒸气的几率，对电芯进行高温烘烤，即在进行化成工序之前，将电芯内部的水分蒸发并排出，使得电芯内部的水分被去除，从而使得电芯内部的气体存在几率减小，降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

在其中一个实施例中，所述对电芯进行真空处理之前，还包括：将高温烘烤处理后的隔膜与正负极片卷绕，以形成电芯。在本实施例中，电芯包括隔膜卷以及位于两端的正负极片，其中，隔膜将正负极片的至少部分卷绕，即所述隔膜卷与正负极片部分重叠。由于隔膜卷采用铁卷筒的隔膜卷，将其进行高温烘烤，使得在与正负极片卷积呈电芯之后，隔膜卷的张力增大，从而使得电芯的表面支撑力增大，进而使得电芯的硬度增大。而且，在将隔膜卷卷绕正负极片时，采用每圈不同的张力进行卷绕，例如，采用每圈逐渐增大的张力进行卷绕，使得电芯表面的硬度进一步增大。

在其中一个实施例中，所述对电芯注入电解液后进行封口之后，还包括：对电芯进行高温振动搁置。在本实施例中，在电解液注入电芯内部之后，对电芯进行高温振动搁置，使得电芯处于高温状态，从而使得电芯内的电解液的粘度系数减小，加快了电解液的流动速率，进而使得电解液与极片的浸润速率，缩短了电解液与极片之间的浸润时间，从而缩短了整个化成工序的时间，进而提高了生产效率。

在其中一个实施例中，所述化成处理期包括第一化成期，所述对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，包括：在第一化成期内，以第一充电电流对电芯进行充电，使电芯电量达到第一预设电量。在本实施例中，所述第一化成期为化成处理的开始阶段，即所述第一化成期为化成处理的初始阶段。由于在化成初始阶段，电芯内部的电量较少，如果采用较大电流将会导致电芯内部的极化产生较大的增大，为了减少电量聚集之后的极化增大，所述第一充电电流是多个化成处理期中最小的电流，之后的化成处理期的电流逐渐增大。这样，使得电芯内部的极化在第一化成期内的增量减小，从而使得SEI膜的均匀以及稳定，进而使得电芯的内部性能以及结构稳定，降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

进一步地，所述化成处理期还包括第二化成期，所述在第一化成期内，以第一充电电流对电芯进行充电，使电芯电量达到第一预设电量之后，还包括：在第二化成期内，以第二充电电流对电芯继续进行充电，使电芯电量达到第二预设电量，其中，所述第二预设电量大于所述第一预设电量。在本实施例中，第一充电电流在第一化成期内将电芯的电量增大至电芯总电量的50％，第二充电电流在第二化成期内将电芯的电量增大至电芯总电量的100％。其中，在第一化成期内，当电芯的电量增大至电芯总电量的50％之后，第一充电电流不在对电芯充电，即在第一化成期的剩余时间内，电芯进行高温搁置，使得电芯快速达到稳定，从而使得电芯的内部结构快速稳定，从而使得电芯的硬度提高。同理，在第二化成期内，当电芯的电量增大至电芯总电量的100％之后，第二充电电流不在对电芯充电，即在第二化成期的剩余时间内，电芯再进行一次高温搁置，进一步提高电芯的硬度提高。

更进一步地，在第一化成期和第二化成期之间，还有一个第三化成期，即化成处理期还包括第三化成期。在第三化成期内，以第三充电电流对电芯继续进行充电，使电芯电量达到第三预设电量，其中，所述第三预设电量大于所述第一预设电量，且第三预设电量小于第二预设电量。例如，所述第三预设电量为电芯总电量的75％。这样，在第一化成期和第二化成期之间，当电芯的电量增大至电芯总电量的75％之后，第三充电电流不在对电芯充电，即在第三化成期的剩余时间内，电芯又进行一次高温搁置，进一步提高电芯的硬度。

在其中一个实施例中，所述将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期之后，还包括：对电芯进行高温静置处理。在本实施例中，电芯的化成工序已基本完成，即电芯已成型，但是，此时的电芯的稳定性还是不够强，电芯需要有一段时间进行稳定，即采用冷压的方式进行稳定以及定型。对电芯进行高温静置处理，即为对电芯按照静置条件进行高温搁置，其中，静置条件均与多个化成处理期的化成条件不同，且静置条件的充电电流为0。此时的高温静置处理，由于电芯的电量已经达到最大，为了降低电芯内部的充电极化，充电电流无需再继续进行充电。这样，使得电芯内部的SEI膜的均匀以及稳定，进而使得电芯的内部性能以及结构稳定，降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

上述在化成处理之前，对电芯进行真空高温烘烤。虽然能够将电芯内部的气体以及水分去除，电芯是采用经过高温烘烤的铁卷筒卷绕形成，即电芯是有多层的铁卷隔膜进行饶卷的，但是，当铁卷筒表面存在凹凸不平的情况时，在铁卷隔膜进行饶卷的同时，使得气体封闭在两层铁卷隔膜之间存在小鼓包，而小鼓包内的气体是难以通过高温真空烘烤抽出的，如果有气体在电芯上是，在化成后的压力卸去之后，还是会有发软的问题。

为了去除铁卷隔膜之间的气体，所述对电芯进行真空处理之前，包括：对隔膜进行表面抛光处理。在本实施例中，对隔膜的两面都进行表面抛光处理，使得隔膜的表面光滑，即将隔膜表面的凸起去除，从而使得隔膜的厚度保持一致，进而减少铁卷隔膜之间的小鼓包，提高了铁卷隔膜之间的表面贴合度，便于将铁卷隔膜之间的气体去除，降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

进一步地，所述对隔膜进行表面抛光处理之后包括：获取隔膜表面的抛光图像；根据所述抛光图像获取各像素点的特征参数；检测所述特征参数与预设参数是否匹配；当所述特征参数与预设参数匹配时，执行步骤S100。在本实施例中，所述像素点的特征参数为隔膜表面的抛光图像上的像素点的亮度值。由于图像像素点的亮度是根据光线在隔膜上的反射决定的，即亮度检测装置发射光线照射于隔膜表面，通过接收到的反射光线的能量，反映出隔膜表面的凹凸程度，也即光线到达凹陷处后再进行反射的光路程大于光线隔膜表面平整处后再进行反射的光路程，而光线到达凸起处后再进行反射的光路程小于光线隔膜表面平整处后再进行反射的光路程。其中，光路程越大，获取的反射光的能量越小，使得像素点的亮度越低。所述预设参数对应于光线隔膜表面平整处的像素点的亮度值，所述特征参数与预设参数匹配，表明了隔膜表面的各像素点的亮度均一致，即表明了隔膜表面的无凹凸不平的情况。这样，当确定了隔膜表面一致时，即隔膜表面光滑，使得隔膜表面的平整度提高，从而使得隔膜之间的表面贴合度提高，便于隔膜在卷绕的过程中将各层隔膜之间的气体挤出，降低了电芯的发软几率，提高了电芯的表面硬度。

更进一步地，为了提高对隔膜的利用率，所述根据所述抛光图像获取各像素点的特征参数之后，还包括：获取任意两个像素点的特征参数的差值；检测各所述差值是否均等于0；当其中有至少一个差值不等于0时，对隔膜进行一次削减预设厚度的抛光处理。在本实施例中，所述差值不等于0，表明了隔膜出现有凹凸不平的情况时，例如，隔膜表面存在小鼓包或者小凹陷，即隔膜表面存在缺陷。为了避免将有缺陷的隔膜抛弃，在隔膜表面被检测出有缺陷时，对隔膜进行以抛光，即对隔膜进行削减一定厚度的抛光，使得隔膜表面的厚度保持一致，从而提高隔膜表面的平整度。由于特征参数为亮度值，任意两个像素点的特征参数的差值即为任意两各像素点的厚度差异情况，只有当所有的差值均为0时，即表明了隔膜表面平整。这样，在检测到隔膜有缺陷之后，对隔膜进行削减一定厚度的抛光，便于形成平整光滑的隔膜。而且，在对隔膜进行削减一定厚度的抛光之后，再重复一次上述检测步骤，直至所有的差值均为0，即隔膜表面的平整度一致。其中，上述预设厚度小于隔膜的厚度。

在上述实施例中，所述抛光图像是通过图像采集装置获取，图像采集装置包括CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)相机。

为了便于确定所述电芯硬度化成方法所制造的电芯对硬度有改善，所述将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期之后，还包括如下硬度检测步骤：

将电芯放置于电池硬度检测装置的容置槽内；

驱动电池硬度检测装置的伸缩杆缩回，以使钢球由初始位置落入所述容置槽内，并电芯接触，在电芯表面形成凹痕；

获取电芯表面的凹痕图像；

根据所述凹痕图像获取多个凹痕直径；

根据多个所述凹痕直径获取凹痕平均值；

检测所述凹痕平均值是否小于预设均值；

当所述凹痕平均值小于所述预设均值时，将所述电芯放置于硬度合格区。

在本实施例中，钢球通过自由落体运动砸向所述电芯，在电芯表面形成圆形状的凹痕，经过多次的测试，使得电芯表面形成有多个凹痕的凹痕图像。而且，每一个凹痕所在位置均不相同，即多个凹痕为钢球在电芯的不同位置所产生的，便于对电芯的整体硬度进行检测，进而便于确定所述电芯硬度化成方法所制造的电芯对硬度提升的情况。

在上述电池硬度检测步骤中，钢球是从电池硬度检测装置上落下的，但是，在落下之前，钢球的初始状态会影响到其在电芯表面上所形成凹痕直径大小，例如，当钢球的初始状态中沿重力方向上有速度时，最终砸向电芯表面的速度将不一致，使得电芯表面所形成的凹痕直径的差异较大，从而使得对电芯表面所形成的凹痕直径的检测不准，进而使得对电芯硬度的检测准确度降低。

为了提高电池硬度检测的准确度，保持每一次钢球自由落体运动开始时的状态相同，尤其是在沿重力方向上的速度保持一致。所述驱动电池硬度检测装置的伸缩杆缩回之前，还包括：获取所述钢球的振动图像；根据所述振动图像获取振动幅值；检测所述振动幅值是否等于0；当所述振动幅值等于0时，执行步骤驱动电池硬度检测装置的伸缩杆缩回。在本实施例中，钢珠的初始状态为静置状态，即钢珠的速度为0。所述钢球在电池硬度检测装置的钢球容置空间内，所述钢球容置空间槽由电池硬度检测装置的两个导向板形成，便于在钢球进行自由落体运动之前位于一个高度稳定的位置。所述钢球的振动图像其实为导向板的振动幅度，当钢球的初始状态有速度时，尤其是在沿重力方向上的速度时，钢球的运动撞击导向板，从而使得导向板发生振动。振动幅值是否等于0，快速检测出钢球目前在钢球容置空间内的状态，例如，所述振动幅值等于0，表明了钢球在钢球容置空间内的状态为静置状态；又如，所述振动幅值不等于0，表明了钢球在钢球容置空间内的状态为运动状态。这样，只有当所述振动幅值等于0时，即钢球当前状态为静止状态，使得每一次钢球在开始进行测试时，都处于静止状态，从而使得每一次测试时钢球的状态保持一致，进而提高了对电池硬度检测的准确性。

下面给出具体实施例：

电芯硬度化成方法的电芯表面凹痕检测实施例详见表1和表2，其中，实施例1至4为按照本申请的电芯硬度化成方法制造的电芯，对比例为传统化成方法制造的电芯，表1为砸向电芯正面的凹痕直径数据，表2为砸向电芯背面的凹痕直径数据。

表1

表2

从上述表1和表2不难得出，实施例1至4的电芯的凹痕的平均值均小于6mm，而对比例的电芯的凹痕均大于6mm，表明了按照本申请的电芯硬度化成方法制造的电芯的硬度大于传统化成方法制造的电芯的硬度，即表明了本申请的电芯硬度化成方法对于电芯的硬度是有提升的。

本申请还提供一种电芯硬度化成系统，其采用上述任一实施例中所述的电芯硬度化成方法实现。在其中一个实施例中，所述电芯硬度化成系统具有用于实现所述电芯硬度化成方法各步骤对应的功能模块。所述电芯硬度化成系统包括化成箱，所述化成箱包括箱体以及电芯治具，所述电芯治具设置于所述箱体内，且所述电芯治具与所述箱体的底部连接；压力控制装置，所述压力控制装置设置于所述化成箱内，所述压力控制装置与所述电芯治具相对设置，所述压力控制装置与所述箱体连接，所述压力控制装置用于调节对电芯的化成压力；温控装置，所述温控装置设置于所述化成箱内，所述温控装置用于调节对电芯的化成温度；时间控制装置，所述时间控制装置设置于所述化成箱内，所述时间控制装置用于调节对电芯的化成时间；充放电装置，所述充放电装置设置于所述化成箱内，所述充放电装置与所述电芯治具连接，所述充放电装置用于与电芯电连接，所述充放电装置还用于调节对电芯的充电电流。在化成之前依次进行真空处理和封口，使得电芯内的气体被抽出以及电芯的封装及时进行，从而降低了在化成压力卸去之后，电芯静置时的发软几率，进而提高了电芯的硬度。

本申请还提供一种电池硬度检测装置，其采用上述任一实施例中所述的电芯硬度化成方法实现。在其中一个实施例中，所述电芯硬度化成系统具有用于实现所述电芯硬度化成方法各步骤对应的功能模块。其为对电池的硬度进行检测，尤其是对所述电芯硬度化成方法生产的电池以及传统化成所生产的电池进行硬度检测，用于比较电芯硬度化成方法生产的电池与传统化成所生产的电池的硬度差异，请参阅图2，其为本发明一实施例的电池硬度检测装置的立体示意图。

一实施例的电池硬度检测装置10包括底座100、两个支架200以及两个导向组件300。所述底座100开设有容置槽110，所述容置槽110用于放置电池。两个所述支架200相对设置。所述支架200的一端与所述底座100连接，所述支架200的另一端远离所述底座100设置。每一所述导向组件300与一所述支架200远离所述底座100的一端连接，所述导向组件300位于所述容置槽110的开口延伸方向上。所述导向组件300包括导向板310、转轴320以及伸缩杆330。所述导向板310的一端通过所述转轴320与所述支架200转动连接。所述伸缩杆330的一端与所述导向板310靠近所述底座100的一面连接，所述伸缩杆330的另一端与所述支架200靠近所述底座100的一端连接。所述导向板310倾斜设置。两个所述导向板310之间形成有钢球容置空间340。

在本实施例中，在钢球自由落体之前静置于钢球容置空间340内，使得每次测试时钢球的初始状态相同，从而使得电池硬度检测的准确率提高。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述底座100包括限位组件120，所述限位组件120包括推拉杆122以及限位板124，所述限位板124与所述推拉杆122的一端连接，所述底座100开设有通孔，所述通孔的贯穿方向与所述容置槽110的底部平行，所述推拉杆122穿设于所述通孔内，所述限位板124位于所述容置槽110内。在本实施例中，所述推拉杆122在所述通孔内滑动，使得推拉杆122相对于底座100移动，而所述限位板124与所述推拉杆122连接，在所述推拉板的运动过程中，带动所述限位板124移动，从而使得限位板124在容置槽110内移动。由于所述容置槽110用于放置进行硬度检测的电池，所述限位板124的移动推动电芯，使得电芯在所述容置槽110内的位置发生变化，便于根据需要检测电芯的不同位置而调整，从而使得所述电池硬度检测装置适用于检测电芯不同位置的硬度，提高了所述电池硬度检测装置对电池检测的适用性。

进一步地，为了便于对电芯检测位置的微调，即提高电芯检测位置的精度，所述限位组件120的数量为至少两个，其中两个所述限位组件120相对设置。两个相对设置的所述限位组件120，使得电芯在同一条直线上有两个相反方向上的位移，例如，两个相对设置的所述限位组件120位于坐标轴的X轴上，其中一个限位组件120推动电芯朝向X轴的正方向运动，另一个限位组件120推动电池朝向X轴的负方向运动，使得在X轴方向上，电芯相对于导向组件300的位置发生变化，即对电芯的沿X轴方向上的位移有增加以及减少，便于对电芯的位置的微调，提高电芯检测位置的精度。

更进一步地，所述限位组件120的数量为四个，其中两个所述限位组件120沿第一预设方向相对设置，另两个所述限位组件120沿第二预设方向相对设置。两个相对设置的所述限位组件120位于坐标轴的X轴上，另外两个相对设置的限位组件120位于坐标轴的Y轴上，实现对电芯的X轴的正负方向的微调，而且还对电芯的Y轴的正负方向的微调，从而使得对电芯的位置调整的精度提高。

又进一步地，所述第一预设方向和所述第二预设方向相互垂直。在第一预设方向进行位置调整，又在另一个垂直的方向上进行位置调整，使得在容置槽110的底部上的位置实现各个方向上的调整，便于电芯与导向组件300的对齐。

在其中一个实施例中，请一并参阅图2和图4，所述导向板310背离所述底座100的一面开设有缓速槽312，所述缓速槽312的开口方向背离所述底座100。在本实施例中，所述导向板310背离所述底座100的一面为引导面，所述引导面用于将钢球导向所述导向板310靠近底座100的一端，即所述引导面用于将钢球导向所述钢球容置空间340，便于钢球自动进入钢球容置空间340中，以等待后续进行自由落体。而在钢球导向所述钢球容置空间340的过程中，由于导向板310是倾斜设置的，使得钢球的速度逐渐增大，为了快速降低钢球的速度，减少钢球对所述导向板310的冲击，通过所述缓速槽312的设置，使得钢球与导向板310的接触距离增大，从而使得钢球的部分动能通过摩擦消耗，进而使得钢球到达钢球容置空间340中的速度减小，降低了钢球对所述导向板310的撞击力，从而降低了钢球撞开所述导向板310，而从两个导向板310之间滑出后直接撞击电芯的几率，进而提高了电池硬度检测的准确率。

进一步地，所述缓速槽还用于收容钢球，即在不进行检测时，将钢球放置于所述缓速槽内，为钢球的安放提供一个安放的位置，便于钢球的收集。

更进一步地，由于所述导向板310是倾斜设置的，将钢球放置于所述缓速槽312内，容易使得钢球在自身重力的作用下而滑出所述缓速槽312。为了避免上述情况，请参阅图2，所述支架200开设有安装孔210，所述安装孔210的孔径大于所述转轴320的直径。在本实施例中，所述安装孔210用于容置所述转轴320。由于所述安装孔210远离所述导向板310设置，而且，所述导向板310的设置为倾斜设置，即两个所述导向板310的总长度大于两个所述转轴320之间的距离。所述转轴320与所述导向板310以及所述支架200为可拆卸连接，使得所述转轴320能从所述支架200和所述导向板310上拆卸，便于将所述转轴320穿设于所述安装孔210内。这样，当所述转轴320穿设于所述安装孔210内时，所述导向板310以所述转轴320为中轴转动，使得两个所述导向板310保持与所述底座100平行，从而使得两个所述导向板310保持在同一水平面上，便于将所述钢球放置于所述缓速槽312内，提高了所述缓速槽312对钢球安放的稳定性，降低了所述钢球从所述缓速槽312内滑出的几率。

有进一步地，当所述转轴320穿设于所述安装孔210内时，两个所述导向板310远离所述转轴320的一端相互抵接，使得两个所述导向板310在平行于所述底座100的同时，通过所述导向板310的端部的接触而保持稳定。

在其中一个实施例中，请一并参阅图2和图3，所述支架200包括第一支架220和第二支架230，所述第一支架220的一端与所述底座100连接，所述第一支架220的另一端与所述第二支架230连接，所述第二支架230远离所述第一支架220的一端与所述导向板310转动连接，所述第二支架230开设有导向槽232，所述导向槽232临近所述导向板310设置。在本实施例中，所述第一支架220为所述导向组件300提供高度，即将所述导向组件300远离所述底座100，使得钢球的自由落体的高度一定。而所述第二支架230与所述导向组件300的导向板310连接，所述导向槽232将钢球引导至所述导向板310上，在所述导向板310的倾斜设置的情况下，钢球被导入所述钢球容置空间340，待钢球稳定之后，所述伸缩杆330开始收缩，使得钢球从两个所述导向板310之间脱离，从而使得钢球进行自由落体运动，砸向位于所述容置槽110内的电池。而且，所述钢球在所述钢球容置空间340稳定之后，钢球在垂直于所述底座100的方向上的速度为0，使得钢球的起始状态稳定，从而使得每一次进行自由落体运动时钢球的状态一致，便于提高电池硬度检测的准确率。

进一步地，为了便于在进行测试时放置多余的钢球，减少了手握钢球时将汗液附着于其上而导致测试准确率降低的情况。所述第二支架230开设有导向槽234，所述导向槽234用于放置钢球。在进行电池硬度测试时，钢球分别进行测试，即每一次测试时所述导向板310上的钢球数量为一个，也即一次测试时所述钢球容置空间340内只有一个钢球。而其他的钢球放置于所述导向槽234内，无需操作人员手持钢球，减少钢球表面粘附有汗液，从而减少对钢球在进行自由落体运动的初始状态的影响，进一步确保了每一次进行自由落体运动时钢球的状态一致，进一步提高了电池硬度检测的准确率。

在其中一个实施例中，请参阅图2，所述导向板310背离所述底座100的一面设置有挡板314，所述挡板314位于所述导向板310的边缘，且所述挡板314远离所述支架200设置。在本实施例中，钢球通过倾斜设置的导向板310落入所述钢球容置空间340内，待钢球稳定之后，所述伸缩杆330开始收缩，使得钢球砸向所述电池。而在所述钢球从所述导向槽232到达所述导向板310上之后，钢球有可能会从导向板310的侧边滑出，使得钢球无法准确砸向所述电池。为了减少钢球从导向板310侧边滑出的几率，通过设置挡板314，使得钢球准确落入所述钢球容置空间340，从而使得钢球准确砸向所述容置槽110内的电池，降低钢球从导向板310侧边滑出的几率，提高了电池硬度检测的准确率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电芯硬度化成方法，其特征在于，包括：

对电芯进行真空处理；

对电芯注入电解液后进行封口；

将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，其中，每一个化成处理所对应的化成时间、化成温度、化成压力以及充电电流不同。

2.根据权利要求1所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述对电芯进行真空处理，包括：

将电芯放置于真空环境中，并进行高温烘烤。

3.根据权利要求1所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述对电芯进行真空处理之前，还包括：

将高温烘烤处理后的隔膜与正负极片卷绕，以形成电芯。

4.根据权利要求1所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述对电芯注入电解液后进行封口之后，还包括：

对电芯进行高温振动搁置。

5.根据权利要求1所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述化成处理期包括第一化成期，

所述对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期，包括：

在第一化成期内，以第一充电电流对电芯进行充电，使电芯电量达到第一预设电量。

6.根据权利要求5所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述化成处理期还包括第二化成期，

所述在第一化成期内，以第一充电电流对电芯进行充电，使电芯电量达到第一预设电量之后，还包括：

在第二化成期内，以第二充电电流对电芯继续进行充电，使电芯电量达到第二预设电量，其中，所述第二预设电量大于所述第一预设电量。

7.根据权利要求6所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述第一预设电量为电芯总电量的50％，所述第二预设电量为电芯总电量的100％。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述将电芯放置于化成设备中，对电芯依次进行多个不同化成条件的化成处理期之后，还包括：

对电芯进行高温静置处理。

9.根据权利要求8所述的电芯硬度化成方法，其特征在于，所述对电芯进行高温静置处理，包括：

对电芯按照静置条件进行高温搁置，其中，静置条件均与多个化成处理期的化成条件不同，且静置条件的充电电流为0。

10.一种电芯硬度化成系统，其特征在于，包括：

化成箱，所述化成箱包括箱体以及电芯治具，所述电芯治具设置于所述箱体内，且所述电芯治具与所述箱体的底部连接；

压力控制装置，所述压力控制装置设置于所述化成箱内，所述压力控制装置与所述电芯治具相对设置，所述压力控制装置与所述箱体连接，所述压力控制装置用于调节对电芯的化成压力；

温控装置，所述温控装置设置于所述化成箱内，所述温控装置用于调节对电芯的化成温度；

时间控制装置，所述时间控制装置设置于所述化成箱内，所述时间控制装置用于调节对电芯的化成时间；

充放电装置，所述充放电装置设置于所述化成箱内，所述充放电装置与所述电芯治具连接，所述充放电装置用于与电芯电连接，所述充放电装置还用于调节对电芯的充电电流。

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