CN117613523A - 一种锂离子电池正负压等压循环注液工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子电池正负压等压循环注液工艺，采用正负压循环等压注液，将待注液的锂离子电池置于注液机夹具的下夹具内衬中，将上夹具置于下夹具上，关闭锁扣，使上下夹具形成一个密封的整体；上夹具的注液杯及电池内部空间构成内腔，上下夹具之间的电池壳外的空间构成外腔，内外腔均可进行加正压和抽真空操作，有效避免了注液过程中易出现的电池鼓胀变形问题；正负压循环交替注液，有利于电池内气泡的排出，同时有利于极片对电解液的吸收，提高了注液合格率和注液效率，避免了注液过程中出现的洒液问题，从而避免了电解液腐蚀电池壳体带来的安全隐患问题。
Description
技术领域
本发明涉及便携式供电技术领域，尤其是一种锂离子电池正负压等压循环注液工艺。
背景技术
锂离子电池因其具有高能量密度、长循环寿命、高工作电压平台、无记忆效应等优点被广泛应用于储能、新能源汽车等领域，电解液作为锂离子电池内部正负极间锂离子沟通运输的桥梁，在锂离子电池中具有重要的作用。随着对锂离子电池容量、比能量的要求越来越高，对锂离子电池注液工艺的要求也越来越高。解决锂离子电池注液过程中出现的洒液、电池鼓胀变形等问题，提高锂离子电池注液的效率和一次合格率成为越来越关键的问题。
常见的锂离子电池注液工艺有负压倒吸式注液和常压注液。负压倒吸式注液是将电池内部抽成负压状态，将电池注液孔与电解液连接，使电池内部与电解液之间形成压差，在压差的作用下将电解液吸入电池内部，负压倒吸式注液常出现电解液吸收效果不理想、注液效率低、易出现洒液等问题。电解液洒在电池表面上会腐蚀电池壳体，使用过程中易带来安全隐患。常压注液是将电池表面暴露在大气压下，将电池注液孔与电解液连接，在电解液液面施加正压，在外界正压作用下将电解液压入电池内部，常压注液容易出现电池鼓胀变形的问题。专利CN107834017A公开了一种锂电池等压注液装置及方法，对锂离子电池内外腔同时加正压进行注液，虽有效解决了注液过程中电池鼓胀变形的问题，但其在注液过程中只施加正压，不利于电池内气泡的排出，不利于极片对电解液的吸收，注液效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种锂离子电池正负压等压循环注液工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种锂离子电池正负压等压循环注液工艺，采用正负压循环等压注液，将待注液的锂离子电池置于注液机夹具的下夹具内衬中，将上夹具置于下夹具上，关闭锁扣，使上下夹具形成一个密封的整体；上夹具的注液杯及电池内部空间构成内腔，上下夹具之间的电池壳外的空间构成外腔，内外腔均可进行加正压和抽真空操作：注液时，将电解液通过注液泵泵入注液杯中，电解液泵入注液杯后，同时对内腔和外腔抽真空，抽真空结束后将内外腔同时破压至常压，破压结束后，注液夹具进入下一个静置工位，同时对内腔和外腔施加正压，加正压结束后将内外腔同时破压至常压；以抽真空-破压-加正压-破压为一个循环。
上述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，根据注液量的多少及注液的难易程度，可对真空值，抽真空时间，正压值，加正压时间，正负压循环次数进行调节，如注液困难电池表面有浮液时可延长正负压时间和对应的破压时间改善，破压时间以能将正负压破至常压为准。
优选的，上述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，对内腔和外腔抽真空产生负压，真空值为-10kPa～-80kPa。
优选的，上述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，对内腔和外腔施加正压的正压值为100kPa～300kPa。
优选的，上述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，单工位静置时间≤100s。
有益效果：
所述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，对注液夹具内外腔同时进行抽真空或加正压操作，使电池内外压力平衡，有效避免了注液过程中易出现的电池鼓胀变形问题；正负压循环交替注液，有利于电池内气泡的排出，同时有利于极片对电解液的吸收，提高了注液合格率和注液效率，避免了注液过程中出现的洒液问题，从而避免了电解液腐蚀电池壳体带来的安全隐患问题；此外，真空值、抽真空时间、正压值、加正压时间和正负压循环次数可调，使得此注液工艺可针对不同型号电池进行调节。
附图说明
图1是本发明所述注液工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种锂离子电池正负压等压循环注液工艺及其实施方法做出详细说明。
实施例1
所述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，采用的注液装置结构与CN107834017A中所述锂电池等压注液装置基本一致，注液工位上设有多个注液夹具，注液时先将电解液通过注液泵全部打入杯体中，在注液夹具上方有与内腔进气口、外腔进气口连接的气源，气源分为正压气源与负压气源，可给夹具加正压或抽负压，加正压或抽负压时，内外腔同时进行。
采用正负压循环等压注液，将待注液的锂离子电池置于注液机夹具的下夹具内衬中，将上夹具置于下夹具上，关闭锁扣，使上下夹具形成一个密封的整体；上夹具的注液杯及电池内部空间构成内腔，上下夹具之间的电池壳外的空间构成外腔，内外腔均可进行加正压和抽真空操作。如图1所示，注液夹具循环移动，静置工位上连接的气源给夹具里的电池加正压或抽负压，具体步骤如下：
(1)电池在上料工位上料后，注液夹具移动到打液工位，在打液工位通过注液泵将电解液注入夹具的杯体中，打液完成后，夹具移动到静置工位，对内腔和外腔抽真空，真空值为-50kPa，抽真空结束后将内外腔同时破压至常压，在第一个静置工位完成抽真空、破压流程；
(2)注液夹具继续移动到第二个静置工位，对内腔和外腔施加正压，正压值为200kPa，加正压结束后将内外腔同时破压至常压，在第二个静置工位完成加正压、破压流程；
(3)注液夹具继续移动到第三个静置工位，抽真空、破压，同步骤(1)；往后的静置工位依次循环，以抽真空-破压-加正压-破压为一个循环，单工位静置时间≤100s，注液夹具移动到下料工位，电池注液完成。注液过程中，注液夹具从前到后不断循环。
如表1所示，所述锂离子电池正负压等压循环注液工艺的注液一次合格率可达99.8％以上，效率可达8PPM(即每分钟可生产8支电池)。
表1注液一次合格率表
| 序号 | 一次合格数 | 总合格数 | 一次合格率 |
| 1 | 6278 | 6294 | 99.75％ |
| 2 | 5103 | 5111 | 99.84％ |
| 3 | 7019 | 7032 | 99.82％ |
| 4 | 6364 | 6372 | 99.87％ |
| 5 | 6937 | 6940 | 99.96％ |
| 6 | 4837 | 4840 | 99.94％ |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，本技术领域技术人员以本发明的方法或以本方法为基础进行的结构改造等改进和润饰均视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种锂离子电池正负压等压循环注液工艺，其特征在于：采用正负压循环等压注液，将待注液的锂离子电池置于注液机夹具的下夹具内衬中，将上夹具置于下夹具上，关闭锁扣，使上下夹具形成一个密封的整体；上夹具的注液杯及电池内部空间构成内腔，上下夹具之间的电池壳外的空间构成外腔，内外腔均可进行加正压和抽真空操作：注液时，将电解液通过注液泵泵入注液杯中，电解液泵入注液杯后，同时对内腔和外腔抽真空，抽真空结束后将内外腔同时破压至常压，破压结束后，注液夹具进入下一个静置工位，同时对内腔和外腔施加正压，加正压结束后将内外腔同时破压至常压；以抽真空-破压-加正压-破压为一个循环。
2.根据权利要求1所述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，其特征在于：对内腔和外腔抽真空产生负压，真空值为-10kPa～-80kPa。
3.根据权利要求1所述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，其特征在于：对内腔和外腔施加正压的正压值为100kPa～300kPa。
4.根据权利要求1所述锂离子电池正负压等压循环注液工艺，其特征在于：单工位静置时间≤100s。
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