CN117832577A - 一种方形铝壳电池制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种方形铝壳电池制造方法，属于新能源电池技术领域。本发明在传统工序基础上增加挤压整形打钢珠装置对注液老化后的电芯挤压整形、抽真空和对化成工序后的电芯进行挤压、抽真空、打钢珠工序。当完成化成后工序的电池放置在挤压整形打钢珠装置内，利用该装置对化成后的电芯进行挤压，将电芯内部的气体挤压出去，从而使得电芯的外形尺寸在规定要求范围内，当电芯内的气体挤压完成后，挤压整形打钢珠装置对电芯进行抽真空、打钢珠密封，避免打钢珠密封后发现外形尺寸不合格而导致产品出现残次品或报废现象，该发明不仅减少了传统电池修复步骤繁琐的技术问题，还减少了人力成本和时间成本，且提高生产合格率。
Description
技术领域
本发明属于新能源电池技术领域，具体涉及一种方形铝壳电池制造方法。
背景技术
随着新能源行业的快速发展，采用电池作为能量来源逐渐被人们所接受，在新能源行业中，作为能量来源的电池有举足轻重的地位。电池的制作技术尤为关键，随着电池的广泛应用，电池生产所应用的自动化、智能化的生产设备越来越受到重视。
目前在电池生产过程中，电芯在经过注液、老化后直接高温化成、分容，最终包膜形成成品电池，但是电芯普遍在注液老化完成后和化成会有产气的情况发生，气体的产生会导致电芯鼓胀，电池出现鼓包的现象，若气体的产生量多时，电池会严重鼓包，造成成品不良或报废；当出现鼓包电池后，通常都是对鼓包电池进行流转到单独修复工序进行修复，当鼓包电池在修复完成后，需再通过周转，转回到正常工序流程内，运输到打钢珠机，然后通过打钢珠机打钢珠最终封口，导致操作步骤繁琐，挤压整形时费时费力，消耗人力、时间，增加了大量的人力、时间成本。
发明内容
本发明实施例提供一种方形铝壳电池制造方法，旨在能够解决现有技术中对鼓包电池修复步骤繁琐的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种方形铝壳电池制造方法，包括：
S1、正、负极的原材料处理:经过制浆、涂布制得正、负极卷料，然后辊压、分条、模切后制得正、负极极片；
S2、装配焊接：将正、负极极片经过叠片、热压、焊接工序后制得裸电芯，然后将裸电芯入壳，进行顶盖焊接；
S3、真空注液、注液老化一定时间后，挤压整形打钢珠装置对注液老化后的电芯进行挤压整形并抽真空，
S4、高温化成后，采用所述挤压整形打钢珠装置对化成后的电芯进行挤压整形、抽真空、打钢珠密封；
S5、分容、包蓝膜后为成品电池；分档后按照电池档位进行入库。
在一种可能的实现方式中，所述挤压整形打钢珠装置包括工作台、防护罩、挤压整形单元、抽真空、打钢珠单元和废气处理单元。防护罩设于所述工作台上，所述防护罩开设有防护门；挤压整形单元设于所述工作台上，所述防护罩套设于所述挤压整形单元，所述挤压整形单元用以对注液老化后的电芯和化成后的电芯挤压整形；抽真空、打钢珠单元设于所述工作台上，所述防护罩套设于所述抽真空、打钢珠单元，所述抽真空、打钢珠单元用以对挤压整形后的电芯抽真空、打钢珠密封；废气处理单元包括集气管、处理箱和排气电机，所述处理箱设于所述工作台的下部，所述集气管的一端穿设于所述防护罩内，所述集气管的另一端穿设于所述处理箱的内侧，所述排气电机设于所述集气管上；以及控制单元分别与所述挤压整形单元、所述抽真空、打钢珠单元和所述废气处理单元电连接。
在一种可能的实现方式中，所述抽真空、打钢珠单元包括底板、支架、打钢珠组件，所述支架竖直设于所述底板上，所述打钢珠组件设于所述支架上；所述支架上部设有延伸部，所述延伸部设于所述底板的上部，且所述延伸部的长度方向与所述底板的长度方向平行，所述打钢珠组件设于所述延伸部上，所述打钢珠组件包括：
水平顶推件，设于所述延伸部上，所述水平顶推件的顶推方向与所述延伸部的长度方向平行；
滑动部，与所述延伸部平行，且所述滑动部的一端与所述水平顶推件的动力输出端连接；
竖直顶推件，竖直设置，且所述竖直顶推件的动力输出端穿设于所述滑动部；
打钢珠压头，与所述竖直顶推件的动力输出端连接；
其中，所述控制单元与所述水平顶推件、所述竖直顶推件和所述打钢珠压头分别电连接。
在一种可能的实现方式中，所述抽真空、打钢珠单元还包括抽真空组件，所述抽真空组件包括防静电真空吸笔、抽真空管和真空泵。防静电真空吸笔竖直设置，与所述打钢珠压头轴线并行设置，且所述防静电真空吸笔与所述竖直顶推件的动力输出端连接；抽真空管一端与所述防静电真空吸笔连通；真空泵与所述抽真空管的另一端连通。
在一种可能的实现方式中，所述挤压整形单元包括驱动器、压板和挡板，所述驱动器的固定端穿设于所述支架上，且所述驱动器的顶推方向与所述底板的长度方向平行；压板竖向设置，且所述压板与所述驱动器的动力输出端连接；挡板沿所述底板的宽度方向固设于所述底板上，所述挡板与所述压板平行，且所述所述压板和所述挡板形成挤压空间；
其中，所述控制单元与所述抽真空、打钢珠单元和所述驱动器分别电连接。
在一种可能的实现方式中，所述抽真空组件还包括真空压力表和真空过滤器，所述真空过滤器设于所述抽真空管上，所述真空压力表设于所述真空泵上。
在一种可能的实现方式中，所述压板和所述挡板之间设有定位块。
在一种可能的实现方式中，所述废气处理单元还包括废气过滤器，所述废气过滤器设于所述废气管上。
在一种可能的实现方式中，所述挤压整形单元还包括压力传感器和液压压力表，所述压力传感器与所述控制单元电连接，所述液压压力表设于所述驱动器上。
在一种可能的实现方式中，所述底板上部还设有滑动组件，所述滑动组件包括滑轨和滑块。滑轨设于所述底板上，且所述滑轨的长度方向与所述底板的长度方向平行；滑块设于所述滑轨上，且所述滑块与所述滑轨滑动配合，且所述滑块与所述压板连接。
本发明提供的一种方形铝壳电池制造方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明在传统工序基础上增加挤压整形打钢珠装置对注液老化后的电芯挤压整形、抽真空和对化成工序后的电芯进行挤压、抽真空、打钢珠工序。当完成化成后工序的电池放置在挤压整形打钢珠装置内，利用该装置对化成后的电芯进行挤压，将电芯内部的气体挤压出去，从而使得电芯的外形尺寸在规定要求范围内，当电芯内的气体挤压完成后，挤压整形打钢珠装置对电芯进行抽真空、打钢珠密封，避免打钢珠密封后发现外形尺寸不合格而导致产品出现残次品或报废现象，该发明不仅减少了传统电池修复步骤繁琐的技术问题，还减少了人力成本和时间成本，且提高生产合格率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的工作台、防护罩、急停按钮和开关按钮的前视立体结构图；
图2为本发明实施例提供的工作台、防护罩、急停按钮、开关按钮和废气处理单元的后视立体结构图；
图3为本发明实施例提供的工作台、挤压整形单元、抽真空、打钢珠单元和废气处理单元的前视立体结构图；
图4为本发明实施例提供的抽真空、打钢珠单元的立体结构图；
图5为本发明实施例提供的抽真空、打钢珠单元的侧视图；
附图标记说明：
1、工作台；10、电芯；
2、防护罩；21、防护门；
3、挤压整形单元；31、驱动器；32、压板；33、挡板；34、加劲板；35、定位块；36、垫板；
4、抽真空、打钢珠单元；41、底板；42、支架；421、延伸部；
43、打钢珠组件；431、水平顶推件；432、滑动部；433、竖直顶推件；434、打钢珠压头；
44、抽真空组件；441、防静电真空吸笔；442、抽真空管；443、真空泵；444、真空压力表；445、真空过滤器；
5、废气处理单元；51、集气管；52、处理箱；53、排气电机；54、废气过滤器；
6、急停按钮；7、开关按钮。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要进一步说明的是，本发明的附图和实施方式主要对本发明的构思进行描述说明，在该构思的基础上，一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全，但是在本领域技术人员理解本发明的构思的前提下，本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。
当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
现对本发明提供的一种方形铝壳电池制造方法进行说明。
一种方形铝壳电池制造方法，包括以下步骤：
S1、正、负极的原材料处理:经过制浆、涂布制得正、负极卷料，然后辊压、分条、模切后制得正、负极极片；
S2、装配焊接：将正、负极极片经过叠片、热压、焊接工序后制得裸电芯1010，然后将裸电芯10入壳，进行顶盖焊接；
S3、真空注液、注液老化一定时间后，挤压整形打钢珠装置对注液老化后的电芯1010进行挤压整形并抽真空，
S4、高温化成后，采用挤压整形打钢珠装置对化成后的电芯10进行挤压整形、抽真空、打钢珠密封；
S5、分容、包蓝膜后为成品电池；分档后按照电池档位进行入库。
本实施例提供的一种方形铝壳电池制造方法，与现有技术相比，本发明在传统工序基础上增加挤压整形打钢珠装置对注液老化后的电芯10挤压整形、抽真空和对化成工序后的电芯10进行挤压、抽真空、打钢珠工序。当完成化成后工序的电池放置在挤压整形打钢珠装置内，利用该装置对化成后的电芯10进行挤压，将电芯10内部的气体挤压出去，从而使得电芯10的外形尺寸在规定要求范围内，当电芯10内的气体挤压完成后，挤压整形打钢珠装置对电芯10进行抽真空、打钢珠密封，避免打钢珠密封后发现外形尺寸不合格而导致产品出现残次品或报废现象，该发明不仅减少了传统电池修复步骤繁琐的技术问题，还减少了人力成本和时间成本，且提高生产合格率。
请一并参阅图1至图5，在一些实施例中，挤压整形打钢珠装置包括工作台1、防护罩2、挤压整形单元3、抽真空、打钢珠单元4和废气处理单元5。防护罩2设于工作台1上，防护罩2开设有防护门21；挤压整形单元3设于工作台1上，防护罩2套设于挤压整形单元3，挤压整形单元3用以对注液老化后的电芯10和化成后的电芯10挤压整形；抽真空、打钢珠单元4设于工作台1上，防护罩2套设于抽真空、打钢珠单元4，抽真空、打钢珠单元4用以对挤压整形后的电芯10抽真空、打钢珠密封；废气处理单元5包括集气管51、处理箱52和排气电机53，处理箱52设于工作台1的下部，集气管51的一端穿设于防护罩2内，集气管51的另一端穿设于处理箱52的内侧，排气电机53设于集气管51上；以及控制单元分别与挤压整形单元3、抽真空、打钢珠单元4和废气处理单元5电连接。
工作台1上设有开关按钮7和急停按钮6，打开防护门21，将化成后的电芯10放置在挤压整形单元3上时，操控开关按钮7，开关按钮7启动控制单元，控制单元控制挤压整形单元3对电芯10进行挤压整形，在对电芯10挤压的同时，控制单元启动排气电机53，排气电机53将挤压排出的废气通过集气管51抽离到处理箱52中进行收集处理，当电芯10挤压完成后，控制单元控制抽真空、打钢珠单元4对电芯10进行打钢珠。
通过在工作台1上设有防护单元和废气处理单元5，可以有效避免电芯10挤压排出的废气进行有效的收集隔离，避免对空气产生污染，避免现有技术中员工需带防毒面罩或多层口罩进行操作；同时控制单元对电芯10挤压过程、废气收集过程和打钢珠的自动化控制有效的提高效率和质量，降低生产费用。
抽真空、打钢珠单元4包括底板41、支架42、打钢珠组件43，支架42竖直设于底板41上，打钢珠组件43设于支架42上；支架42上部设有延伸部421，延伸部421设于底板41的上部，且延伸部421的长度方向与底板41的长度方向平行，打钢珠组件43设于延伸部421上，打钢珠组件43包括水平顶推件431设于延伸部421上，水平顶推件431的顶推方向与延伸部421的长度方向平行；滑动部432与延伸部421平行，且滑动部432的一端与水平顶推件431的动力输出端连接；竖直顶推件433竖直设置，且竖直顶推件433的动力输出端穿设于滑动部432；打钢珠压头434与竖直顶推件433的动力输出端连接；其中，控制单元与水平顶推件431、竖直顶推件433、防静电真空吸笔441和打钢珠压头434分别电连接。
当电芯10挤压完成后，控制单元依次控制竖直顶推件433、水平顶推件431将打钢珠压头434放置在电芯10上部对电芯10进行打钢珠密封。
进一步的，抽真空、打钢珠单元4还设有抽真空组件44，抽真空组件44包括防静电真空吸笔441、抽真空管442和真空泵443。防静电真空吸笔441竖直设置，与打钢珠压头434轴线并行设置，且防静电真空吸笔441与竖直顶推件433的动力输出端连接；抽真空管442一端与防静电真空吸笔441连通；真空泵443与抽真空管442的另一端连通。
当对老化后的电芯10挤压完成后，控制单元依次控制竖直顶推件433、水平顶推件431将防静电真空吸笔441放置在电芯10上部，启动真空泵443，真空泵443通过真空管和防静电真空吸笔441对电芯10内部进行抽真空。
随后电芯10转移到下一道工序进行高温化成，高温化成后电芯10进行二次挤压、抽真空，当高温化成后电芯10抽真空完成后，控制单元依次控制竖直顶推件433、水平顶推件431带动打钢珠压头434放置在电芯10上部然后对电芯10进行打钢珠密封。
请一并参阅图3，挤压整形单元3包括驱动器31、压板32和挡板33，驱动器31的固定端穿设于支架42上，且驱动器31的顶推方向与底板41的长度方向平行；压板32竖向设置，且压板32与驱动器31的动力输出端连接；挡板33沿底板41的宽度方向固设于底板41上，挡板33与压板32平行，且压板32和挡板33形成挤压空间；其中，控制单元与抽真空、打钢珠单元4和驱动器31分别电连接。
当发生突发事故时，工人按下急停按钮6，设备停止运行，增强了安全性和对突发事故的处理能力。
电芯10设置在挡板33和压板32组成的挤压空间内，启动驱动器31，控制单元控制驱动器31带动压板32运动，从而对电芯10进行挤压排气。通过控制单元控制驱动器31对电芯10进行自动化挤压，有效的提高效率和质量，降低生产费用。
在上述实施例的基础上，压板32和挡板33之间设有定位块35，定位块35可以对电池的外形尺寸进行标准化挤压，避免由于人为因素影响导致电池在挤压排气过程中造成电池外形尺寸不合格。
定位块35的宽度根据电池的外形尺寸而决定，由于电池的外形尺寸厚度为37.5mm，因此本技术文件中的定位块35的宽度为37.5mm(即压板32与挡板33之间的间隙最小尺寸为37.5mm)。
请一并参阅图3，抽真空组件44还包括真空压力表444和真空过滤器445，真空过滤器445设于抽真空管442上，真空压力表444设于真空泵443上，设有真空压力表444可以实时对抽真空过程进行检测，提高安全性和精准性。同时真空过滤器445可以有效将抽真空过程中的杂质进行吸附过滤。
废气处理单元5还包括废气过滤器54，废气过滤器54设于废气管上。通过废气过滤器54对于挤压排出的废气进行收集过滤，收集过滤完成的废气进入到处理箱52中进行吸附净化。
处理箱52中对废气进行吸附净化的介质为水。
挤压整形单元3还包括压力传感器和液压压力表，压力传感器与控制单元电连接，液压压力表设于驱动器31上，通过压力传感器和液压压力表可以实时对挤压整形过程进行监测，提高可控性和精准性，同时压力传感器与控制单元电连接，控制单元可以实时根据压力传感器传输回的数据对驱动器31进行控制，使得电芯10挤压过程中更加精准化。
驱动器31采用液压电机，液压电机可以精确控制挤压力度；并且挤压力度可调节，液压电机(配带液位计、液压箱、液压箱注油接口)，压力值0～15mpa可调，保压时间可达30min以上。
底板41上部还设有滑动组件，滑动组件包括滑轨和滑块。滑轨设于底板41上，且滑轨的长度方向与底板41的长度方向平行；滑块设于滑轨上，且滑块与滑轨滑动配合，且滑块与压板32连接。
通过设有滑轨和滑块，且滑块与滑轨滑动配合可以使得压板32在顶推运动过程中运行更加平稳精确。
挤压整形单元3还包括两个垫板36，两个垫板36分别设于压板32靠近挤压空间的一侧和挡板33靠近挤压空间的一侧。通过设有垫板36可以对电池外壳起到保护作用。
垫板36采用橡胶、电木板或PE板其中的一种，橡胶、电木板或PE板均为绝缘材质，可以确保人员在操作过程当中电池不会因操作不当而引起电池正负极极柱连接而造成短路的现象发生。
在上述实施例的基础上，竖直顶推件433和水平顶推件431均采用电缸。电缸具体刚度高，精度高和噪音小的特性。
上述实施例中的挡板33远离压板32的一侧设有加劲板34。设有加劲板34可以对挡板33起到加强支撑的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，包括：
S1、正、负极的原材料处理:经过制浆、涂布制得正、负极卷料，然后辊压、分条、模切后制得正、负极极片；
S2、装配焊接：将正、负极极片经过叠片、热压、焊接工序后制得裸电芯(10)，然后将裸电芯(10)入壳，进行顶盖焊接；
S3、真空注液、注液老化一定时间后，挤压整形打钢珠装置对注液老化后的电芯(10)进行挤压整形并抽真空，
S4、高温化成后，采用所述挤压整形打钢珠装置对化成后的电芯(10)进行挤压整形、抽真空、打钢珠密封；
S5、分容、包蓝膜后为成品电池；分档后按照电池档位进行入库。
2.如权利要求1所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述挤压整形打钢珠装置包括：
工作台(1)；
防护罩(2)，设于所述工作台(1)上，所述防护罩(2)开设有防护门(21)；
挤压整形单元(3)，设于所述工作台(1)上，所述防护罩(2)套设于所述挤压整形单元(3)，所述挤压整形单元(3)用以对注液老化后的电芯(10)和化成后的电芯(10)挤压整形；
抽真空、打钢珠单元(4)，设于所述工作台(1)上，所述防护罩(2)套设于所述抽真空、打钢珠单元(4)，所述抽真空、打钢珠单元(4)用以对挤压整形后的电芯(10)抽真空、打钢珠密封；
废气处理单元(5)，包括集气管(51)、处理箱(52)和排气电机(53)，所述处理箱(52)设于所述工作台(1)的下部，所述集气管(51)的一端穿设于所述防护罩(2)内，所述集气管(51)的另一端穿设于所述处理箱(52)的内侧，所述排气电机(53)设于所述集气管(51)上；以及
控制单元，分别与所述挤压整形单元(3)、所述抽真空、打钢珠单元(4)和所述废气处理单元(5)电连接。
3.如权利要求2所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述抽真空、打钢珠单元(4)包括底板(41)、支架(42)和打钢珠组件(43)，所述支架(42)竖直设于所述底板(41)上，所述打钢珠组件(43)设于所述支架(42)上；所述支架(42)上部设有延伸部(421)，所述延伸部(421)设于所述底板(41)的上部，且所述延伸部(421)的长度方向与所述底板(41)的长度方向平行，所述打钢珠组件(43)设于所述延伸部(421)上，所述打钢珠组件(43)包括：
水平顶推件(431)，设于所述延伸部(421)上，所述水平顶推件(431)的顶推方向与所述延伸部(421)的长度方向平行；
滑动部(432)，与所述延伸部(421)平行，且所述滑动部(432)的一端与所述水平顶推件(431)的动力输出端连接；
竖直顶推件(433)，竖直设置，且所述竖直顶推件(433)的动力输出端穿设于所述滑动部(432)；
打钢珠压头(434)，与所述竖直顶推件(433)的动力输出端连接；
其中，所述控制单元与所述水平顶推件(431)、所述竖直顶推件(433)、防静电真空吸笔(441)和所述打钢珠压头(434)分别电连接所述。
4.如权利要求3所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述抽真空、打钢珠单元(4)还包括抽真空组件(44)，所述抽真空组件(44)包括：
防静电真空吸笔(441)，竖直设置，与所述打钢珠压头(434)轴线并行设置，且所述防静电真空吸笔(441)与所述竖直顶推件(433)的动力输出端连接；
抽真空管(442)，一端与所述防静电真空吸笔(441)连通；
真空泵(443)，与所述抽真空管(442)的另一端连通。
5.如权利要求4所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述挤压整形单元(3)包括：
驱动器(31)，所述驱动器(31)的固定端穿设于所述支架(42)上，且所述驱动器(31)的顶推方向与所述底板(41)的长度方向平行；
压板(32)，竖向设置，且所述压板(32)与所述驱动器(31)的动力输出端连接；
挡板(33)，沿所述底板(41)的宽度方向固设于所述底板(41)上，所述挡板(33)与所述压板(32)平行，且所述所述压板(32)和所述挡板(33)形成挤压空间；
其中，所述控制单元与所述抽真空、打钢珠单元(4)和所述驱动器(31)分别电连接。
6.如权利要求5所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述抽真空组件(44)还包括真空压力表(444)和真空过滤器(445)，所述真空过滤器(445)设于所述抽真空管(442)上，所述真空压力表(444)设于所述真空泵(443)上。
7.如权利要求6所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述压板(32)和所述挡板(33)之间设有定位块(35)。
8.如权利要求7所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述废气处理单元(5)还包括废气过滤器(54)，所述废气过滤器(54)设于所述废气管上。
9.如权利要求8所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述挤压整形单元(3)还包括压力传感器和液压压力表，所述压力传感器与所述控制单元电连接，所述液压压力表设于所述驱动器(31)上。
10.如权利要求9所述的一种方形铝壳电池制造方法，其特征在于，所述底板(41)上部还设有滑动组件，所述滑动组件包括：
滑轨，设于所述底板(41)上，且所述滑轨的长度方向与所述底板(41)的长度方向平行；
滑块，设于所述滑轨上，且所述滑块与所述滑轨滑动配合，且所述滑块与所述压板(32)连接。
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