CN201549558U

CN201549558U - 锂离子电池注液及化成的一体化夹具

Info

Publication number: CN201549558U
Application number: CN2009200566945U
Authority: CN
Inventors: 李尹庆; 包有江
Original assignee: SHENZHEN HONGDE BATTERY CO Ltd
Current assignee: DONGGUAN HONGDE BATTERY CO., LTD.
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-05-15

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池注液及化成的一体化夹具，包括底座、安装于底座上的电池固定槽以及设置在底座上的正、负极充电端，所述一体化夹具还包括与电池固定槽枢转连接的电解液装载容器，电解液装载容器与电池固定槽的内部相通，在电解液装载容器的底部表面上朝向电池固定槽的内部设置有正、负极充电探针，在所述一体化夹具内完成电池的注液及化成。该一体化夹具简化了电池注液及化成的操作工艺，降低了生产成本，有效避免了对环境的污染以及对操作人员的不良影响。

Description

锂离子电池注液及化成的一体化夹具

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池的制造加工设备，更具体地，本实用新型涉及一种锂离子电池注液及化成的一体化夹具。

背景技术

近年来，随着对不可再生能源危机和环境保护的重视，绿色环保的锂离子电池在手机移动电源、电动车、电动工具和电动玩具等方面的应用取得了快速发展。在现有的锂离子电池的制造过程中，锂离子电池注液和化成(即锂离子电池的第一次充电)工艺一般是分开操作的。首先，通常采用倒吸抽真空注液的方式或者利用带有密封圈的夹具进行注液操作。倒吸抽真空注液是将电池倒置于一个底部装有电解液的密闭容器内，然后抽真空，在气压作用下，电解液进入电池内部，从而完成注液过程。而利用带有密封圈的夹具进行注液操作，是在电池的注液孔上方连接电解液容器，而电池的注液孔与电解液容器通过密封圈实现密封，随后往容器内注液，接着抽真空，同样，在气压作用下，电解液进入电池内部完成注液操作。另外，现有的化成设备为密集型多点恒流充电柜，此类化成柜具有256、512或其他数量的充电点，每个充电点包括正极端和负极端，将充电点的正极端和负极端与电池的相应极对接，从而完成化成工艺。现有的生产过程中，一般是在将电解液注入电池之后，采用简易胶纸暂时密封注液孔，然后直接在开放的大环境下进行化成工艺。该工艺中，注液和化成是分开操作的两个步骤，工艺繁复，成本高。

另外，在化成工艺中电池内部会产生正压力，由于上述化成工艺在开放的环境中进行，因而电池内部所产生的正压力极易造成电解液的外溢，这必然导致电解液的浪费；另外，由于溢出的电解液直接流到电池外部，可能腐蚀充电设备和电池外壳；再者，挥发到空气中的电解液将会与空气一起形成混合气体，而该混合气体对于长期作业的操作人员是有害的，会引起其皮肤和呼吸系统的不良反应，同时，溢出的电解液和随后形成的混合气体均会造成对环境的污染。

因此，有必要提供一种新型的锂离子电池注液及化成的设备。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种改进的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，利用同时具有注液和充电功能的工装夹具来优化锂离子电池制备过程，解决以往锂离子电池制造过程中注液和化成分开操作且低效率的问题，并改善以往的注液及化成过程中的环境污染问题。

本实用新型的一种技术方案是这样实现的：提供一种锂离子电池注液及化成的一体化夹具，包括底座、安装于底座上的电池固定槽以及设置在底座上的正、负极充电端，所述一体化夹具还包括与电池固定槽枢转连接的电解液装载容器，电解液装载容器与电池固定槽的内部相通，在电解液装载容器的底部表面上朝向电池固定槽的内部设置有正、负极充电探针，在所述一体化夹具内完成电池的注液及化成。

优选的，所述电池固定槽的中间设置有收容电池的容置空间。

优选的，所述电池固定槽与电解液装载容器通过旋转轴连接在一起。

优选的，所述电解液装载容器的一端或两端设置有锁定装置，电解液装载容器与电池固定槽通过所述锁定装置实现扣合。

优选的，所述锁定装置为锁定钩。

优选的，所述电解液装载容器朝向电池固定槽的表面上设置有密封胶圈，电解液装载容器通过所述密封胶圈与电池的注液孔实现密封连通。

优选的，所述电池包括负极端子，所述电解液装载容器的负极充电探针与电池的负极端子相接触，而所述电解液装载容器的正极充电探针与除负极端子以外的电池外壳相接触。

优选的，所述容置空间为方形，可同时容置多个电池。

优选的，化成过程中电池排出的电解液上浮至所述一体化夹具的电解液装载容器中。

优选的，所述电解液装载容器上设置的密封胶圈的数量大于1。

本实用新型的有益效果是：(1)、该一体式夹具既能实现对电池进行真空注液，同时还可以与恒流充电设备相对接，对电池进行充电，在该一体化夹具内完成电池注液及化成的两个工艺，简化了生产过程，降低了生产成本，提高了生产效率；(2)、在注液及化成的一体化夹具中对电池进行处理，而充电过程在密闭的真空环境中进行，可以达到0到-95Kpa的真空度，充电过程中电池排出的电解液将上浮至一体式夹具的电解液装载容器中，有效解决了腐蚀性电解液泄漏的问题，避免了电解液的溢出损耗，可以防止对电池外壳、夹具或充电设备的腐蚀并减少电解液的浪费；(3)除使用精密计量泵将电解液注入该一体化夹具的操作之外，其余的操作都是在封闭的微环境中进行，因此大大降低了电解液挥发的可能，而在化成结束后，电池化成所产生的混合气体可以统一通过真空管道抽走并进行无害化处理，可避免排出的混合气体对生产环境的污染，最大限度地减少了电解液挥发和充电排出的混合气体对操作人员和环境的负面影响，使得整个生产过程更环保清洁；(4)、充电真空箱的真空环境能够有效提高电池排气的效率，并且提供了一个密闭可控的微环境，有效屏蔽了外部环境的水份及其它杂质在化成过程中对电池造成的负面影响。

以下结合附图和实施方式，来进一步说明本实用新型，但本实用新型不局限于这些实施方式，任何在本实用新型基本精神上的改进或替代，仍属于本实用新型权利要求书中所要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施方式的一体化夹具的示意图，表示了该一体化夹具的打开状态。

图2是本实用新型的一种实施方式的一体化夹具的示意图，表示了该一体化夹具的闭合状态。

具体实施方式

图1表示了本实用新型的一体化夹具的一种实施方式，其中该一体化夹具处于打开状态。

该一体化夹具包括底座1、安装于底座1上的电池固定槽2、与电池固定槽2枢转连接的电解液装载容器3。其中，电池固定槽2与电解液装载容器3通过旋转轴4连接在一起，电解液装载容器3可以相对于电池固定槽2围绕旋转轴4转动，电解液装载容器3与电池固定槽2的内部相通，允许电解液从电解液装载容器3中流向电池固定槽2。另外，在电解液装载容器3的两端分别设置有锁定装置5，通过锁定装置5将电解液装载容器3与电池固定槽2扣合连接在一起。在图1-2所示的实施方式中，锁定装置5采用锁定钩的形式，然而本领域技术人员可以根据需要采用其他形式的锁定装置5来实现锁定功能，同样，可以将锁定装置5设置在电解液装载容器3的其他位置上，或者仅在电解液装载容器3的一个端部上设置锁定装置5。电池固定槽2的中心设置有容置空间21，在使用过程中待注液和化成的锂离子电池放置在容置空间21中，在图1所示的实施方式中，容置空间21为方形，可以同时容置多个锂离子电池，尤其适于方型锂离子电池的制备。在其他的实施方式中，容置空间21也可以具有其他需要的形状。底座1的一端在靠近电池固定槽2的位置上设置有正、负极充电端6，而电解液装载容器3朝向电池固定槽2的底部表面上设置有若干具弹性的正、负极充电探针7，充电过程中，锂离子电池的电极与该正、负极充电探针7相接合从而完成充电。在电解液装载容器3朝向电池固定槽2的表面上还设置有若干密封胶圈8，以实现电解液装载容器3与电池注液孔之间的密封连接。

利用本实用新型对锂离子电池进行注液和化成的工艺如下：首先通过制浆、涂布、制片(即制造正、负极片)以及装配的程序生产出常规的锂离子电池，然后将装配好并经过真空烘干的干电芯，按照一定的方向放入处于打开状态的本实用新型锂离子电池注液及化成的一体化夹具中，即电池放置于电池固定槽2内，而电池的正、负极片向上朝向电池固定槽2的容置空间21的开口侧，随后围绕旋转轴4旋转电解液装载容器3，以使其与电池固定槽2相扣接从而实现该一体化夹具的合拢，然后通过锁定装置5将电解液装载容器3与电池固定槽2锁定连接在一起。此时该一体化夹具的负极充电探针与电池负极端子相接触，而该一体化夹具的正极充电探针与除负极端子以外的电池外壳(包括盖帽)相接触，一体化夹具的密封胶圈8与电池的注液孔相对应，且密封胶圈8紧密压住电池注液孔的外圈，保证电池注液孔与电解液装载容器3之间的密封连接，并且电池的内部通过该密封胶圈8与电解液装载容器3相连通。

该一体化夹具锁定之后即可向电解液装载容器3内注入有机电解液，通常采用精密计量泵将一定量的电解液注入该一体化夹具的电解液装载容器3中，然后将该一体化夹具整体放入密闭且可抽真空的充电真空箱内，把该一体化夹具的正、负极充电端6与充电设备的充电端相对接，并通过底座1将该一体化夹具固定在该充电真空箱内。在确认该一体化夹具与充电真空箱接触且固定良好后，关好箱门，即可对容置在电池固定槽2内的电池进行真空注液和化成操作，其步骤包括：(1)、第一次抽真空、充气；(2)、抽真空静置；(3)、充电；(4)、第二次抽真空、充气。充气所用到的气体包括干燥空气、氮气或氩气等。第一次抽真空、充气的步骤将电解液装载容器3中的电解液注入电池中，随后的抽真空静置步骤使整个环境达到负压状态，之后开始对电池进行充电，在充电结束后进行第二次抽真空、充气的步骤，通过真空泵将化成所产生的腐蚀性物质一并抽出并进行后续的统一无害化处理，并同时将回流的电解液再次注入电池中。

最后，在完成整个注液及化成工艺之后，将一体化夹具从充电真空箱内取出，卸下该一体化夹具内的电池，并按照常规方式用金属球封闭电池注液孔，对封口后的电池进行高温老化或继续补充电后进行高温老化，直至最终完成电池整个制造过程。

本实用新型具有以下优点：(1)、该一体式夹具既能实现对电池进行真空注液，同时还可以与恒流充电设备相对接，对电池进行充电，在该一体化夹具内完成电池注液及化成的两个工艺，简化了生产过程，降低了生产成本，提高了生产效率；(2)、在注液及化成的一体化夹具中对电池进行处理，而充电过程在密闭的真空环境中进行，可以达到0到-95Kpa的真空度，充电过程中电池排出的电解液将上浮至一体式夹具的电解液装载容器3中，有效解决了腐蚀性电解液泄漏的问题，避免了电解液的溢出损耗，可以防止对电池外壳、夹具或充电设备的腐蚀并减少电解液的浪费；(3)除使用精密计量泵将电解液注入该一体化夹具的操作之外，其余的操作都是在封闭的微环境中进行，因此大大降低了电解液挥发的可能，而在化成结束后，电池化成所产生的混合气体可以统一通过真空管道抽走并进行无害化处理，可避免排出的混合气体对生产环境的污染，最大限度地减少了电解液挥发和充电排出的混合气体对操作人员和环境的负面影响，使得整个生产过程更环保清洁；(4)、充电真空箱的真空环境能够有效提高电池排气的效率，并且提供了一个密闭可控的微环境，有效屏蔽了外部环境的水份及其它杂质在化成过程中对电池造成的负面影响。

应当注意，本实用新型的锂离子电池注液及化成的一体化夹具并不限于根据上述具体结构所构造形成的一体化夹具。本实用新型的范围由权利要求书限定。

Claims

1.一种锂离子电池注液及化成的一体化夹具，包括底座、安装于底座上的电池固定槽以及设置在底座上的正、负极充电端，其特征在于，所述一体化夹具还包括与电池固定槽枢转连接的电解液装载容器，电解液装载容器与电池固定槽的内部相通，在电解液装载容器的底部表面上朝向电池固定槽的内部设置有正、负极充电探针，在所述一体化夹具内完成电池的注液及化成。

2.如权利要求1所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述电池固定槽的中间设置有收容电池的容置空间。

3.如权利要求1所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述电池固定槽与电解液装载容器通过旋转轴连接在一起。

4.如权利要求3所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述电解液装载容器的一端或两端设置有锁定装置，电解液装载容器与电池固定槽通过所述锁定装置实现扣合。

5.如权利要求4所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述锁定装置为锁定钩。

6.如权利要求1-5之一所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述电解液装载容器朝向电池固定槽的表面上设置有密封胶圈，电解液装载容器通过所述密封胶圈与电池的注液孔实现密封连通。

7.如权利要求1-5之一所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述电池包括负极端子，所述电解液装载容器的负极充电探针与电池的负极端子相接触，而所述电解液装载容器的正极充电探针与除负极端子以外的电池外壳相接触。

8.如权利要求2所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述容置空间为方形，可同时容置多个电池。

9.如权利要求7所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，化成过程中电池排出的电解液上浮至所述一体化夹具的电解液装载容器中。

10.如权利要求6所述的锂离子电池注液及化成的一体化夹具，其特征在于，所述电解液装载容器上设置的密封胶圈的数量大于1。