CN207265178U - 用于锂离子电池二封前的冷压装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于用于锂离子电池二封前的冷压装置，包括：冷却器，由多块相同的降温铝板组成；上料机械手，位于所述冷却器的上方；加压器，位于冷却器的两端，通过气缸传动向冷却器两端相向移动，以挤压冷却器；加压平板，间隔分布于冷却器内，所述加压平板之间用于放置电芯。通过上述方式，本实用新型能够实现自动抽液成型，还减小了锂电池在充放电过程中的不可逆容量损失，提高了电池的保液量、均一性能和循环性能，改善电池的密封性。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种用于锂离子电池二封前的冷压装置。
背景技术
目前用于锂电池化成的工艺、设备种类繁多，化成工艺和设备对锂电池性能的影响至关重要，严重影响到锂电池的容量、均一性能、循环性能等，解决和完善封装和冷压工艺、设备的问题意义重大。
现有的自动二封设备是一种单纯的封装设备，其具有如下缺点：
1、因为封装时温度偏高，扩散速率高，所以二封时电解液容易在抽真空过程中被抽出，导致电池保液量不能达到工艺要求，严重影响电池的循环性能；
2、电解液扩散速率高，在抽真空过程中过多电解液被抽到二次封装位置，导致封口处温度等封装因素被改变，不能达到封装要求或封口处被电解液腐蚀，影响电池的密封性，导致电池报废；
3、在化成过程中，电池内部发生许多副反应，产生CO2等废气，以气泡的形式存在于电极和隔膜之间，影响电池电极平整度，导致电极之间的离子交换效率受到严重影响，影响电池的均一性能和容量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于锂离子电池二封前的冷压装置，实现自动抽液成型，还减小了锂电池在充放电过程中的不可逆容量损失，提高了电池的保液量、均一性能和循环性能，改善电池的密封性。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：提供一种用于锂离子电池二封前的冷压装置，包括：
冷却器，由多块相同的降温铝板组成；
上料机械手，位于所述冷却器的上方；
加压器，位于冷却器的两端，通过气缸传动向冷却器两端相向移动，以挤压冷却器；
加压平板，间隔分布于冷却器内，所述加压平板之间用于放置电芯。
其中，所述降温铝板有25片。
其中，每片降温铝板内设有循环水路，且降温铝板之间的循环水路并联。
其中，所述冷却器内设有铝板导轨，用于连接所述加压平板。
其中，所述冷却器的一端设有气缸进气口管道，另一端设有冷却水管道。
其中，所述加压器连接所述气缸进气口管道。
本实用新型的有益效果在于：区别于现有技术，本实用新型降温铝板进行降温，并在温度达到第一设定值后，通过加压器施压加压平板，并进一步均匀施压到电芯上，实现冷压。通过上述方式，本实用新型可降低电解液迁移速率，并在其中抽液成型过程中，降低电解液的抽出，提高保液量，能够保证电池的循环性能；且冷压可保证电池封装，确保电池密封性，排出电池化成过程中产生的气体，改善充放电不可逆容量损失以及电池的循环性能和均一性能。
附图说明
图1为本实用新型用于锂离子电池二封前的冷压装置结构示意图；
图2为图1中冷却件的结构示意图；
图3为图2中冷却件内的循环水路示意图；
图4本实用新型用于锂离子电池二封前的冷压方法的流程示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1~图3，本实用新型提供一种用于锂离子电池二封前的冷压装置，包括：
冷却器1，由25片相同的降温铝板11（201~225）组成，每片降温铝板11内设有循环水路，且降温铝板11之间的循环水路并联，
上料机械手2，位于所述冷却器1的上方，用于夹持电芯放入冷却器1内；
加压器3，位于冷却器1的两端，通过气缸传动向冷却器1两端相向移动，以挤压冷却器1；具体地，加压器为气压控制气缸传动夹具装置，加压使电芯内部化成产生的废气排出电极表面或隔膜内，存储在气袋中，在后面的抽气抽液过程中，抽出电芯后封装；
加压平板4，间隔分布于冷却器1内，所述加压平板4之间用于放置电芯10，其主要是为电芯提供均匀的面压，挤压电芯内的气泡。
在高温静置后，电芯在上料机械手的操作下，将电芯夹持放入加压平板之间，启动冷却循环水进行降温，当温度达到设定值时，启动气缸，为电池加压，当达到设定时间，冷却循环水和加压结束。在为电池加冷压后，会降低电解液的迁移速率，在接下来的自动抽液成型过程中，降低电解液的抽出，提高保液量，能够保证电池的循环性能；在二次封装的时候，电解液如果在封口区域，会影响到封头温度的准确性，从而导致溶胶不良等问题，电解液还会腐蚀封口区域，因此加冷压后能够保证电池的封装，从而确保电池的密封性；在加压过程中，压力能使电池在化成过程中由于内部副反应所产生的CO2等以气泡的形式存在于电极和隔膜之间的废气排出到气囊，从而提高了电池在充放电过程中离子迁移距离的均一性，改善电池的充放电不可逆容量损失以及改善电池的循环性能和均一性能。另外冷压还能使尚未降温的电池从新塑性变形，改善电池外观。
其中，所述冷却器1内设有铝板导轨12，用于连接所述加压平板4。这样可使加压平板4连成一体，当加压器3工作时，可一次性挤压全部的的加压平板，实现多块电芯的均匀面压。
其中，所述冷却器1的一端设有气缸进气口管道13，所述加压器3连接所述气缸进气口管道13；冷却器1的另一端设有冷却水管道14。
如图2~图3所示，每片降温铝板11内冷却水由冷却水管道各并联接口冷却水管道14内，通过两个并联的内管道汇集到各并联出水口管道，实现热交换过程。
为了解决上述技术问题，本实用新型还提供一种用于锂离子电池二封前的冷压方法，包括如下步骤：
S1：启动冷压装置，并初始化系统，读取降温铝板的温度；
S2：上位机检测降温铝板的温度是否为第一温度，
若是，则执行步骤S3；
反之，则执行步骤S30：显示屏显示降温铝板的温度，并启动循环水路进行冷却；
S3：上位机检测加压平板之间是否有电芯，
若是，则执行步骤S4；
反之，则执行步骤S40：上位机控制上料机械手夹持电芯放入加压平板内，并返回步骤S3；
S4：上位机检测降温铝板的温度是否降温到第二温度，
若是，则执行步骤S5；
反之，则执行步骤S50：通过数据采集电路采集冷压装置内温度、压力信息，上位机控制冷却水流量；
S5：上位机检测降温时间是否为冷却时间区间内，
若是，则结束流程；
反之，则执行步骤S6：上位机控制降温铝板内的冷却水流量，以控制冷却速率。
其中，在步骤S1之前，还包括步骤S0：预设第一温度、第二温度及冷却时间区间。
本实用新型的有益效果在于：区别于现有技术，本实用新型降温铝板进行降温，并在温度达到第一设定值后，通过加压器施压加压平板，并进一步均匀施压到电芯上，实现冷压。通过上述方式，本实用新型可降低电解液迁移速率，并在其中抽液成型过程中，降低电解液的抽出，提高保液量，能够保证电池的循环性能；且冷压可保证电池封装，确保电池密封性，排出电池化成过程中产生的气体，改善充放电不可逆容量损失以及电池的循环性能和均一性能。
在一个具体实施例中，如图4所示，使用上述冷压装置进行冷压的方法步骤如下：
步骤301：启动装置，初始化系统，读取设备温度，产品下料；
步骤302：检测夹具铝板温度是否到指定温度；
如果否，则执行步骤303：显示屏上显示夹具铝板温度信息，启动循环冷却水；
步骤304：检测夹具内是否已经有电芯；
如果否，则执行步骤305：将数据传输到PLC（即上位机），控制机械手上料夹取电芯放入夹具内；
步骤306：检测铝板夹具温度是否降温到设定值；
如果否，则执行步骤307：通过数据采集电路采集相关温度、压力信息，降温速率或温度不在控制范围内，PLC迅速做出反应，对冷却水流量进行控制更改，使温度在控制范围内；
步骤308：判断降温时间是否为设定时间区间内；
如果否，则执行步骤309：通过温度传感器传回的信息，由PLC做出判断，温度未达到设定值时，继续工作；
步骤310：结束。
下表阐述电池二封前加冷压装置改善前后对比：
| 项目 | 改善前 | 改善后 |
| 1 | 电池在化成过程中会产生部分气体，停留在电极表面和隔膜之间，影响电极之间平整度，影响电池的均一性能 | 冷压后，将电池内部的化成时产生的气体挤压出来，提高电极和隔膜的平整度，减小电极间距，提高电池的充放电效率 |
| 2 | 正常温度下，电解液的流动速率较大，失液量较大，影响电池的循环性能 | 提高电池保液量，减小电解液损耗，保证电池循环性能。 |
| 3 | 正常温度下，电解液的流动速率较大，二封时电解液流动到封口区域，导致封装不牢靠 | 冷压后，电解液流动的速率减小，封装时封口区域的电解液量小，能够良好地改善封装问题 |
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于锂离子电池二封前的冷压装置，其特征在于，包括：
冷却器，由多块相同的降温铝板组成；
上料机械手，位于所述冷却器的上方；
加压器，位于冷却器的两端，通过气缸传动向冷却器两端相向移动，以挤压冷却器；
加压平板，间隔分布于冷却器内，所述加压平板之间用于放置电芯。
2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池二封前的冷压装置，其特征在于，所述降温铝板有25片。
3.根据权利要求1或2所述的用于锂离子电池二封前的冷压装置，其特征在于，每片降温铝板内设有循环水路，且降温铝板之间的循环水路并联。
4.根据权利要求1所述的用于锂离子电池二封前的冷压装置，其特征在于，所述冷却器内设有铝板导轨，用于连接所述加压平板。
5.根据权利要求1所述的用于锂离子电池二封前的冷压装置，其特征在于，所述冷却器的一端设有气缸进气口管道，另一端设有冷却水管道。
6.根据权利要求5所述的用于锂离子电池二封前的冷压装置，其特征在于，所述加压器连接所述气缸进气口管道。
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| CN109411825A (zh) * | 2017-08-16 | 2019-03-01 | 福建冠城瑞闽新能源科技有限公司 | 用于锂离子电池二封前的冷压装置及方法 |
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