CN205882076U - 电池化成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池化成装置，包括：定位块，支撑化成处理中的电池；驱动机构；密封组件，与待化成的电池的注液孔上下相对且具有通道，密封组件连接于驱动机构上，以在驱动机构的带动下面向电池的注液孔运动从而使密封组件的通道与电池的注液孔密封连通；抽真空机构，与密封组件的通道密封连通；充放电机构，与电池的对应极柱电连接并与电池形成充放电回路；载具，放置在定位块上，承载并固定待化成的电池且从电池沿排列方向的两端对待化成的电池施压。本实用新型的电池化成装置能够避免电池在化成过程中局部变形，便于规模化、自动化生产，提高电池的排气效率以及电池的生产效率，降低制造成本。

Description

电池化成装置

技术领域

本实用新型涉及电池生产领域，尤其涉及一种电池化成装置。

背景技术

二次电池在化成过程中会产生气体，如果没有排除电池内部的这些气体，这些气体将引起电池的电芯鼓胀，电池循环性能下降；同时，二次电池化成过程中产生的气体并不是在空间上均匀的从电芯端部溢出，而是寻找容易的捷径，从阴极片、隔离膜、阳极片贴合不紧密的部位集中溢出，气体集中溢出的气流通道将进一步增加阴极片与阳极片的间隙，引起阳极片局部变形；同时二次电池化成过程中，随着锂离子不断的嵌入阳极石墨层间，石墨层间距增加引起阳极片厚度增加，阳极片厚度增加引起电芯内部应力发生变化，电芯内部应力不均匀将引起二次电池变形，电芯鼓胀、循环性能下降。

为了排除二次电池化成过程中产生的气体，业内通常采用真空化成(或负压化成)的方式。如：

于2015年6月10日授权公告的中国专利文献CN204391199U公开了一种新型挤压化成装置，包括箱体、控制器和充放电装置，箱体的内部底端设有若干第一液压装置，第一液压装置的上端设有支架，支架的上侧前端设有若干固定挡板，支架上侧后端设有第二液压装置，第二液压装置的前端连接有活动挡板，活动挡板的前侧设有压力传感器，箱体内部的左右两侧上均设有加热装置，加热装置的上方设有安装在箱体上的温度传感器，箱体的右侧上部设有气压表，控制器设在箱体的右侧中间，箱体的上端设有若干驱动装置，箱体内设有若干探针床，驱动装置与探针床连接，充放电装置设在箱体的上方，探针床与充放电装置连接。上述技术的缺陷为制造成本高，具体体现在：一方面，利用真空箱装载电池并抽真空化成，从电池中挥发出来的电解液气体将腐蚀化成探针床、加热装置、箱内液压装置等部件，增加设备维护成本，同时电解液气体与通电探针、加热装置直接接触存在生产安全隐患；另一方面，将电池放入真空箱内固定挡板与限位板组成的框架的过程，操作空间不平直，同时打开与关闭真空箱门需要较大操作空间，这些因素均不利于自动化生产。

于2016年1月27日授权公告的中国专利文献CN205004404U公开了一种锂离子电池高温负压化成装置，包括：真空缓冲罐，所述真空缓冲罐具有真空入口和真空出口，所述真空入口与锂离子电池上的注液柱的出口经真空管道连接，所述真空出口与抽真空装置连接；气压表，所述气压表用于检测所述真空缓冲罐中的气压；及加热装置，所述加热装置用于加热所述锂离子电池。通过这种锂离子电池高温负压化成装置，可以把电池化成时所产生的气体抽离，避免电池内部压力过大导致电解液流出电池内部造成电池壳体腐蚀，避免化成时电池内部压力过大安全阀爆裂，使电池内部呈真空状态，极片与极片之间接触紧密达到减小电池极化，提高电池电化学反应，有助于形成稳定的SEI膜(固体电解质界面膜)，提高电池正负极克比容量的发挥。上述技术的缺陷为：解决不了二次电池化成过程中，阳极膨胀及化成气流通道引起的二次电池变形问题；而且通过螺帽连接真空管道与注液柱的生产方式不利于自动化生产。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池化成装置，其能避免电池在化成过程中局部变形，便于规模化、自动化生产，提高电池的排气效率以及电池的生产效率，降低制造成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电池化成装置，其包括：定位块，支撑化成处理中的电池；驱动机构；密封组件，与待化成的电池的注液孔上下相对且具有通道，密封组件连接于驱动机构上，以在驱动机构的带动下面向电池的注液孔运动从而使密封组件的通道与电池的注液孔密封连通，或者在驱动机构的带动下背离电池的注液孔运动从而将电池的注液孔露出；抽真空机构，与密封组件的通道密封连通；充放电机构，与电池的对应极柱电连接并与电池形成充放电回路；以及载具，放置在定位块上，承载并固定待化成的电池且从电池沿排列方向的两端对待化成的电池施压。

本实用新型的有益效果如下：

在根据本实用新型的电池化成装置中，将需要进行化成处理的电池放置在定位块上，且充放电机构与电池形成充放电回路以对电池进行化成；载具从电池沿排列方向的两端对待化成的电池施压，挤压电池内部由于化成过程中产生的气体而形成的气体流道，避免电池局部变形；同时，驱动机构带动密封组件面向电池的注液孔运动从而使密封组件的通道与电池的注液孔密封连通，而由于抽真空机构也与密封组件的通道密封连通，所以抽真空机构能够经由密封组件的通道以及电池的注液孔对电池内部抽真空，从而及时排出电池在化成过程中产生的气体，避免气体引起电池的局部变形；当电池的化成处理过程完成后，驱动机构带动密封组件背离电池的注液孔运动从而将电池的注液孔露出，充放电机构断开与电池之间的充放电回路，然后将化成完成后的电池移至下一个工序。本实用新型的电池化成装置利用载具对电池施压以防止电池局部变形，同时利用驱动机构、密封组件及抽真空机构自动完成对电池抽气过程，便于规模化、自动化生产，提高电池在化成处理过程中的排气效率以及电池的生产效率，降低制造成本。

附图说明

图1为根据本实用新型的电池化成装置的一实施例的示意图，其中为了清晰，仅示出一组充放电机构；

图2为根据本实用新型的电池化成装置的载具的示意图；

图3为根据本实用新型的电池化成装置的另一实施例的示意图；

图4为根据本实用新型的电池化成装置的密封组件的一实施例的示意图；

图5为根据本实用新型的电池化成装置的密封组件的另一实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1定位块 52探针

2驱动机构 53探针固定件

21驱动器 6载具

22驱动板 61端板

3密封组件 62底板

31密封件 63侧板

311密封件用通道 7框架

32压杆 B电池

321压杆用通道 B1注液孔

4抽真空机构 S螺栓

5充放电机构 D排列方向

51充放电控制系统

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本实用新型的电池化成装置。

参照图1至图5，根据本实用新型的电池化成装置包括：定位块1，支撑化成处理中的电池B；驱动机构2；密封组件3，与待化成的电池B的注液孔B1上下相对且具有通道，密封组件3连接于驱动机构2上，以在驱动机构2的带动下面向电池B的注液孔B1运动从而使密封组件3的通道与电池B的注液孔B1密封连通，或者在驱动机构2的带动下背离电池B的注液孔B1运动从而将电池B的注液孔B1露出；抽真空机构4，与密封组件3的通道密封连通；充放电机构5，与电池B的对应极柱电连接并与电池B形成充放电回路；以及载具6，放置在定位块1上，承载并固定待化成的电池B且从电池B沿排列方向D的两端对待化成的电池B施压。

在根据本实用新型的电池化成装置中，将需要进行化成处理的电池B放置在定位块1上，且充放电机构5与电池B形成充放电回路以对电池B进行化成；载具6从电池B沿排列方向D的两端对待化成的电池B施压，挤压电池B内部由于化成过程中产生的气体而形成的气体流道，避免电池B局部变形；同时，驱动机构2带动密封组件3面向电池B的注液孔B1运动从而使密封组件3的通道与电池B的注液孔B1密封连通，而由于抽真空机构4也与密封组件3的通道密封连通，所以抽真空机构4能够经由密封组件3的通道以及电池B的注液孔B1对电池B内部抽真空，从而及时排出电池B在化成过程中产生的气体，避免气体引起电池B的局部变形；当电池B的化成处理过程完成后，驱动机构2带动密封组件3背离电池B的注液孔B1运动从而将电池B的注液孔B1露出，充放电机构5断开与电池B之间的充放电回路，然后将化成完成后的电池B移至下一个工序。本实用新型的电池化成装置利用载具6对电池B施压以防止电池B局部变形，同时利用驱动机构2、密封组件3及抽真空机构4自动完成对电池B抽气过程，便于规模化、自动化生产，提高电池B在化成处理过程中的排气效率以及电池B的生产效率，降低制造成本。

在根据本实用新型的电池化成装置中，多个电池B可放置在载具6内，相应的，密封组件3的通道分别与对应的电池B的注液孔B1密封连通。电池B化成处理开始前可以放入载具6内，并在人工或上下料机构的作用下移动到定位块1上；化成处理完成后，人工或上下料机构将载具6及其所承载的电池B移至下一个工序。在根据本实用新型的电池化成装置中，密封组件3的位置和数量与电池B的数量和位置对应。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图1，驱动机构2包括：驱动器21；以及驱动板22，固定在驱动器21上并能够在驱动器21的驱动下上下移动，且密封组件3固定在驱动板22上。驱动器21可为两个，分别位于驱动板22的两端。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，驱动器21为气缸或电机。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，密封组件3包括：密封件31，固定在驱动板22上并与电池B的注液孔B1上下相对，且密封件31具有贯通的密封件用通道311；对应地，密封件31的密封件用通道311作为密封组件3的通道。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图4和图5，密封组件3包括：压杆32，一端固定在驱动板22上，且具有压杆用通道321，压杆用通道321的一端与抽真空机构4连通；以及密封件31，固定在压杆32的另一端并与电池B的注液孔B1上下相对，且密封件31具有贯通的密封件用通道311，密封件用通道311与压杆用通道321的另一端连通。其中，压杆32的压杆用通道321和密封件31的密封件用通道311组成密封组件3的通道。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图4，密封件31在驱动板22的驱动下挤压到电池B的注液孔B1的上方以将密封件用通道311与注液孔B1密封连通。密封件31可为密封圈，在驱动板22的驱动下移动到电池B的注液孔B1的上方并挤压变形，进而将密封件31的密封件用通道311与注液孔B1密封。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图5，密封件31在驱动板22的驱动下插入到电池B的注液孔B1的内部以将密封件用通道311与注液孔B1密封连通。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，密封件31由弹性材料制成。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图4和图5，压杆32固定在驱动板22上的一端插入并贯通驱动板22。因此，压杆32的压杆用通道321可以贯通到驱动板22的上侧，抽真空机构4可从驱动板22的上侧与压杆32的压杆用通道321密封连通。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图1和图2，载具6包括：两个端板61，分别设置在电池B沿排列方向D的两端；两个端板61通过螺栓S(螺栓S可与螺母配合使用)连接，并从排列方向D的两端挤压电池B。通过调整螺栓S来设置两个端板61对电池B施加的压力。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图1和图2，载具6还包括：底板62，设置于两个端板61的下侧(底板62的一端固定在一个端板61的下侧，底板62的另一端仅用于支撑另一个端板61，即底板62的另一端未与所述另一个端板61固定连接，以便于螺栓S调节两个端板61间的距离)；以及两个侧板63，设置在两个端板61之间且固定在底板62上。底板62可以支撑电池B。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图1和图3，充放电机构5连接于驱动机构2，以在驱动机构2的带动下面向电池B运动从而使充放电机构5与电池B的对应极柱电连接并与电池B形成充放电回路，或者在驱动机构2的带动下背离电池B运动从而断开与电池B形成充放电回路。因此，驱动机构2可以同时带动密封组件3和充放电机构5移动，进而可以同时实现充放电机构5与电池B的对应极柱电连接以及使密封组件3的通道与电池B的注液孔B1密封连通，也就是说，驱动机构2可以自动的实现电池B的化成以及对电池B的抽真空，便于电池B的自动化、规模化生产，提升生产效率，降低制造成本。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图1充放电机构5包括：充放电控制系统51；探针52，与充放电控制系统51电连接，且分别与待化成的电池B的对应极柱上下相对；以及探针固定件53，固定在驱动板22上，并支撑固定对应的探针52，且能在驱动板22的带动下将探针52与电池B的对应极柱电连接。驱动板22带动探针固定件53面向电池B运动，从而使得探针固定件53上的探针52与电池B的对应极柱电连接，并形成充放电回路以进行化成；当化成完成后，驱动板22带动探针固定件53背离电池B运动，断开探针52与电池B的对应极柱的电连接。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，探针52和探针固定件53为多组，各组分别与对应电池B的极柱相对，且每组中的探针52绝缘固定在对应的探针固定件53上。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图1和图3，所述电池化成装置还包括：框架7，收容定位块1、驱动机构2、密封组件3及载具6，且定位块1和驱动机构2固定在框架7上。

在根据本实用新型的电池化成装置的一实施例中，参照图1和图3，一组定位块1、驱动机构2、密封组件3、抽真空机构4、充放电机构5和载具6组成一个化成工位；框架7内至少设置一个化成工位。框架7内设置多个电池化成工位，能够满足规模化、自动化生产的需求，节省空间。

Claims (10)

1.一种电池化成装置，其特征在于，包括：

定位块(1)，支撑化成处理中的电池(B)；

驱动机构(2)；

密封组件(3)，与待化成的电池(B)的注液孔(B1)上下相对且具有通道，密封组件(3)连接于驱动机构(2)上，以在驱动机构(2)的带动下面向电池(B)的注液孔(B1)运动从而使密封组件(3)的通道与电池(B)的注液孔(B1)密封连通，或者在驱动机构(2)的带动下背离电池(B)的注液孔(B1)运动从而将电池(B)的注液孔(B1)露出；

抽真空机构(4)，与密封组件(3)的通道密封连通；

充放电机构(5)，与电池(B)的对应极柱电连接并与电池(B)形成充放电回路；以及

载具(6)，放置在定位块(1)上，承载并固定待化成的电池(B)且从电池(B)沿排列方向(D)的两端对待化成的电池(B)施压。

2.根据权利要求1所述的电池化成装置，其特征在于，驱动机构(2)包括：

驱动器(21)；以及

驱动板(22)，固定在驱动器(21)上并能够在驱动器(21)的驱动下上下移动，且密封组件(3)固定在驱动板(22)上。

3.根据权利要求2所述的电池化成装置，其特征在于，

密封组件(3)包括：密封件(31)，固定在驱动板(22)上并与电池(B)的注液孔(B1)上下相对，且密封件(31)具有贯通的密封件用通道(311)；

密封件(31)的密封件用通道(311)作为密封组件(3)的通道。

4.根据权利要求2所述的电池化成装置，其特征在于，

密封组件(3)包括：

压杆(32)，一端固定在驱动板(22)上，且具有压杆用通道(321)，压杆用通道(321)的一端与抽真空机构(4)连通；以及

密封件(31)，固定在压杆(32)的另一端并与电池(B)的注液孔(B1)上下相对，且密封件(31)具有贯通的密封件用通道(311)，密封件用通道(311)与压杆用通道(321)的另一端连通；

压杆(32)的压杆用通道(321)和密封件(31)的密封件用通道(311)组成密封组件(3)的通道。

5.根据权利要求3或4所述的电池化成装置，其特征在于，密封件(31)在驱动板(22)的驱动下挤压到电池(B)的注液孔(B1)的上方以将密封件用通道(311)与注液孔(B1)密封连通。

6.根据权利要求3或4所述的电池化成装置，其特征在于，密封件(31)在驱动板(22)的驱动下插入到电池(B)的注液孔(B1)的内部以将密封件用通道(311)与注液孔(B1)密封连通。

7.根据权利要求1所述的电池化成装置，其特征在于，

载具(6)包括：两个端板(61)，分别设置在电池(B)沿排列方向(D)的两端；

两个端板(61)通过螺栓(S)连接，并从排列方向(D)的两端挤压电池(B)。

8.根据权利要求7所述的电池化成装置，其特征在于，载具(6)还包括：

底板(62)，设置于两个端板(61)的下侧；以及

两个侧板(63)，设置在两个端板(61)之间且固定在底板(62)上。

9.根据权利要求1所述的电池化成装置，其特征在于，充放电机构(5)连接于驱动机构(2)，以在驱动机构(2)的带动下面向电池(B)运动从而使充放电机构(5)与电池(B)的对应极柱电连接并与电池(B)形成充放电回路，或者在驱动机构(2)的带动下背离电池(B)运动从而断开与电池(B)形成充放电回路。

10.根据权利要求9所述的电池化成装置，其特征在于，充放电机构(5)包括：

充放电控制系统(51)；

探针(52)，与充放电控制系统(51)电连接，且分别与待化成的电池(B)的对应极柱上下相对；以及

探针固定件(53)，固定在驱动板(22)上，并支撑固定对应的探针(52)，且能在驱动板(22)的带动下将探针(52)与电池(B)的对应极柱电连接。