CN211376799U - 一种锂离子软包动力电池注液后静置装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，包括静置夹具；静置夹具包括多个垂直分布且横向间隔的拍打夹板；静置夹具的左右两侧，分别设置有一个固定支架；静置夹具和固定支架的上部前后两端以及下部前后两端，分别横向贯穿通过有一根连接杆；每个拍打夹板的上部，具有顶部开口的电池容纳豁口，用于放置并支撑注液后的电池。位于静置夹具和固定支架上部的两根连接杆的左右两端，分别通过一根纵向分布的拍打用拉杆固定连接。本实用新型能够在电池注液过程中，将电池内部的气泡向外排出，有效提高电池的浸润性能。

Description

一种锂离子软包动力电池注液后静置装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池的制造技术领域，特别是涉及一种锂离子软包动力电池注液后静置装置。

背景技术

随着全球范围内的能源危机及环境污染问题日益严重，寻找绿色可持续发展的新能源，己成为能源领域的主要发展方向。电动汽车作为一种节能环保的新能源交通工具，正在得到迅速发展，锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、绿色无污染等优点，使其成为备受瞩目的动力电源之一。

锂离子电池的电解液、隔膜、正极材料和负极材料并称为锂离子电池的四大材料。锂离子电池电解液号称锂离子电池的"血液"，在电池正负极之间起到传导锂离子的作用，对电子绝缘，从而保证电池的充放电能够顺利进行，对锂离子电池的工作温度范围、循环效率、安全性能、倍率性能和储存性能等各项性能有重要影响。其中，电解液的浸润效果起着至关重要的作用，

作为锂离子电池生产的重要步骤——注液，主要是在干燥间内完成，因此保证浸润效果对电池的循环性能、存储性能等具有重要的意义。电解液对极片的浸润，涉及到固、液、气三相接触的内容。当把电解液注入电池内时，首先电解液要排出电池内的空气，之后电解液会附着在正负极活物质的表面，有的电解液会通过卷芯的隔膜进入正极-隔膜-负极之间。随着时间的延续，会出现电解液浸润极片、隔膜内电解液反向浸润极片的现象，当静置时间长到一定程度时，在表面张力的作用下，对极片的浸润就达到一个平衡的状态。如果在这个过程中，有空气泡未能排出而残留在正负极表面，一则会导致气泡位置的极片浸润效果会变差，二则会导致电池在后期充放电过程，气泡导致锂离子无法穿过而堆积在极片表面造成析锂，长期循环使用影响产品安全性能，所以，浸润过程中，将气泡完全排出电池内部，起着至关重要的作用。

但是，目前还没有一种技术，其能够在电池注液过程中，将电池内部的气泡向外排出，有效提高电池的浸润性能，改善因为电解液的浸润不良而造成的电池浮气。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种锂离子软包动力电池注液后静置装置。

为此，本发明提供了一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，包括横向分布的静置夹具；

静置夹具包括多个垂直分布且横向间隔的拍打夹板；

静置夹具的左右两侧，分别设置有一个固定支架；

静置夹具和固定支架的上部前后两端以及下部前后两端，分别横向贯穿通过有一根连接杆；

对于位于静置夹具下部的连接杆，在任意相邻的两个拍打夹板之间的连接杆外壁上，套有伸缩弹簧；

并且，对于位于静置夹具下部的连接杆，其在最左侧的拍打夹板与相邻的固定支架之间的位置外壁，以及在静置夹具最右侧的拍打夹板与相邻的固定支架之间的位置外壁，均套有伸缩弹簧；

每个拍打夹板的上部，具有顶部开口的电池容纳豁口，用于放置并支撑注液后的电池。

位于静置夹具和固定支架上部的两根连接杆的左右两端，分别通过一根纵向分布的拍打用拉杆固定连接；

位于静置夹具下侧的两根连接杆的同一方向的端部，分别与一个伸缩气缸的输出端相连接。

其中，固定支架的底面固定在外部的工作平台上。

其中，位于静置夹具和固定支架下部的两根连接杆，位于静置夹具和固定支架上部的两根连接杆的正下方。

其中，静置夹具和固定支架上具有预留的横向贯穿孔，用于贯穿通过连接杆；

其中，固定支架上的横向贯穿孔的孔径，大于连接杆的直径，两者为间隙配合；

其中，连接杆与每个拍打夹板为固定连接，连接杆与拍打夹板上的横向贯穿孔为过盈配合。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，其能够在电池注液过程中，将电池内部的气泡向外排出，有效提高电池的浸润性能，改善因为电解液的浸润不良而造成的电池浮气，具有重大的实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置方法的流程图；

图2为本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置装置的俯视图；

图3为本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置装置中拍打夹板2与连接杆1的位置关系侧视图；

图4为本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，对一个电池进行拍打前，电池内部的电解液分布装示意图；

图5为两套本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，安装在一个底座平台顶部时的结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置装置的正视图；

图中，1为连接杆，2为拍打夹板，3为静置夹具，4为伸缩弹簧，5为拍打用拉杆；

10为电池，30为固定支架，20为电池容纳豁口；

101为推拉连接块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1至图6，本实用新型提供了一种锂离子软包动力电池注液后静置方法，包括以下步骤：

第一步，将需要注液的、预先放入有芯包的电池气袋，打开其顶部的开口，然后进行注液，获得注液后的电池；

第二步，将注液后的电池，放入电池注液后静置装置中，然后将该电池注液后静置装置依次放入第一真空腔、第二真空腔和第三真空腔这三个真空腔里面，并在每次将电池注液后静置装置放入任意一个真空腔后，都实时进行抽真空静置操作，并在抽真空静置操作的同时，通过真空腔中的电池注液后静置装置对注液后的电池实时进行拍打操作。

需要说明的是，对于本实用新型，在每次抽真空静置时，对真空腔内静置的电池进行拍打，拍打可使电池内部的电解液充分运动，从而使微小气泡在拍打受力的情况下从电解液中溢出，然后在真空状态下抽出，从而保证电池内部的微小气泡也可排出，提高电池的浸润性能。

在本实用新型中，第一真空腔、第二真空腔和第三真空腔为三个独立的腔体，每个腔体内具有单独的抽真空系统；

第一真空腔、第二真空腔和第三真空腔的真空度呈递增趋势。因此，注液后的电池的静置真空度由底向高逐次流转。

在本实用新型中，在第二步中，抽真空静置操作的时间优选为10～15分钟。

具体实现上，第一真空腔、第二真空腔和第三真空腔的真空度分别优选为-30MPa、-50MPa、-80MPa，在此参数下既能保证大气泡能抽出，又可保证电解液不会被抽出，每个真空腔体可设置抽真空时间在10～15分钟之间，同时，真空腔内的拍打夹板伴有拍打电池的动作，拍打夹板的拍打频率可设置为5次/分钟，这样可以有效的使电池底部的微小气泡通过拍打后，流动排出。

对于本实用新型，在第一步中，本实用新型提供的电池注液后静置装置，具体结构为：包括横向分布的静置夹具3；

静置夹具3包括多个垂直分布且横向间隔的拍打夹板2(例如图中所示的三十一个)；

静置夹具3的左右两侧，分别设置有一个固定支架30；

静置夹具3和固定支架30的上部前后两端以及下部前后两端，分别横向贯穿通过有一根连接杆1；

需要说明的是，固定支架30的底面固定在外部的工作平台上。

对于位于静置夹具3下部的连接杆1，在任意相邻的两个拍打夹板2之间的连接杆1外壁上，套有伸缩弹簧4；

并且，对于位于静置夹具3下部的连接杆1，其在最左侧的拍打夹板2与相邻的固定支架30之间的位置外壁，以及在静置夹具3最右侧的拍打夹板2与相邻的固定支架30之间的位置外壁，均套有伸缩弹簧4；

每个拍打夹板2的上部，具有顶部开口的电池容纳豁口20，用于放置并支撑注液后的电池。

位于静置夹具3和固定支架30上部的两根连接杆1的左右两端，分别通过一根纵向分布的拍打用拉杆5固定连接(例如螺纹连接或者卡接或者其他固定连接方式)；

需要说明的是，位于静置夹具3和固定支架30下部的两根连接杆1，位于静置夹具3和固定支架30上部的两根连接杆1的正下方。

位于静置夹具3上部的连接杆1的右端(具体可以是两根中的任意一根，具体位置为图5所示的推拉连接块101，该推拉连接块101具有圆心的通孔)，与一个伸缩气缸的输出端相连接，在气缸的驱动下，进行横向左右伸缩移动，进而拍打用拉杆5跟着一起运动，然后对静置夹具3右边的外侧夹板30的上部进行横向的挤压推动，进而推动多个拍打夹板2的上部，这时候，鉴于位于静置夹具3下部的连接杆1外壁上套有伸缩弹簧4，进而在伸缩弹簧的作用下，多个拍打夹板2的下部被弹簧的反弹力推动而形成晃动(拍打夹板2没有伸缩弹簧的弹力左右)，因此，每个拍打夹板2在对其上放置的电池进行晃动的同时，还会对相邻的位于移动方向的拍打夹板2上的电池进行推动、拍打，从而实现对注液后的电池的下部(底部)来回横向左右晃动以及拍打的效果。

需要说明的是，图5显示了2套本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，安装在一个底座平台顶部。

在本实用新型中，需要说明的是，静置夹具3和固定支架30上具有预留的横向贯穿孔，用于贯穿通过连接杆1；

其中，固定支架30上的横向贯穿孔的孔径，大于连接杆1的直径，两者为间隙配合，从而连接杆1在外力的驱动下，可以在固定支架30上的横向贯穿孔中进行横向滑动。

其中，连接杆1与每个拍打夹板2为固定连接，连接杆1与拍打夹板2上的横向贯穿孔可以为过盈配合。

在本实用新型中，需要说明的是，静置腔内部的电池注液后静置装置采用的拍打使用的拍打夹板2，尺寸优选为至少要将电池主体的三分之二完全覆盖(例如放入电池主体的三分之二部分，如中部和下部，例如电池容纳豁口20能够放入电池的三分之二部分)，这样保证拍打的效果。

需要说明的是，传统的注液方式一般为：将电池气袋打开进行注液或抽电池真空后再进行注液，然后再进行真空封口，但是，对于传统的注液方式，在抽真空后再注液，存在气袋难打开、电解液容易溢出等不良的问题，为此，本实用新型使用的传统常压注液方式，将注液后电池放入本实用新型设计的静置工装(即电池注液后静置装置)中。

当电池注液后，如图4所示，电解液11堆积在电池10底部，电池的芯包12只有靠近底部的部分，才能浸泡在电解液11中。因此，本实用新型通过增加拍打、晃动电池的底部的方式(如图4箭头所示)，可以使电解液在外力的作用下向上运动，从而使芯包靠近上部分的位置也可以接触到电解液，增加浸润面积，

此外，通过拍打夹板的拍打，可以使隐藏在电解液和芯包之间的微小气泡，在拍打夹板的外力作用下发生运动，然后通过电解液的浮力作用，排出电池内部，在进行拍打操作的同时，在抽真空的条件下气泡被抽出。

对于本实用新型，具体通过三个不同真空度的真空腔进行三步真空静置，真空度阶梯式递增，先由-30Kpa进行初步排气，再经过-50Kpa进行二次排气，最终使用-80Kpa进行最终排气，通过与拍打方式相配合，最终完成将电池内电解液中的气体排出的目的以及提高电解液的浸润效果，从而保证了电池内部的电解液充分浸润，提高电池的性能。

需要说明的是，注液后软包电池内部存在微小气泡，直接进行抽真空封口，可能会导致微小气泡受液体阻力作用无法排出，导致排气不彻底，因此，对于本实用新型，通过注液后封口前增加三个真空腔，每个真空腔设置不同的抽真空值，并且真空值逐渐增大，呈阶梯递增趋势，有利于电解液在真空下的上下运动，此外，在每个真空腔内增加自滑动的拍打夹板，在每次抽真空静置时，对真空腔内静置的电池进行拍打，拍打可使电池内部电解液充分运动，从而使微小气泡在拍打受力的情况下从电解液中溢出，然后在真空状态下抽出，从而保证电池内部的微小气泡也可排出，提高电池内电解液的浸润性能。

对于本实用新型，主要为抽真空参数设置及静置方式，包括抽真空时夹板的设计。抽真空静置方式及参数设计主要针对注液浸润效果的提升，改善浸润不良造成的电池浮气。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例进行说明。

将注液后的32只电池，放入静置夹具中，然后将静置夹具放置进入一个真空腔内部，然后进行抽真空，在真空保压状态下，真空腔内部使用内置气缸拉动拍打用拉杆，使每个拍打夹板在伸缩弹簧的作用下，对电池进行有规律的拍打，一般建议拍打10次，然后结束真空，进入下一步真空状态下，重复拍打，一共分三次静置，完成全部拍打。为满足生产产能，建议三个真空腔分离单独作业。根据产能需求，可以调整静置电池的数量。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，其能够在电池注液过程中，将电池内部的气泡向外排出，有效提高电池的浸润性能，改善因为电解液的浸润不良而造成的电池浮气，具有重大的实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种锂离子软包动力电池注液后静置装置，其特征在于，包括横向分布的静置夹具(3)；

静置夹具(3)包括多个垂直分布且横向间隔的拍打夹板(2)；

静置夹具(3)的左右两侧，分别设置有一个固定支架(30)；

静置夹具(3)和固定支架(30)的上部前后两端以及下部前后两端，分别横向贯穿通过有一根连接杆(1)；

对于位于静置夹具(3)下部的连接杆(1)，在任意相邻的两个拍打夹板(2)之间的连接杆(1)外壁上，套有伸缩弹簧(4)；

每个拍打夹板(2)的上部，具有顶部开口的电池容纳豁口(20)，用于放置并支撑注液后的电池；

位于静置夹具(3)和固定支架(30)上部的两根连接杆(1)的左右两端，分别通过一根纵向分布的拍打用拉杆(5)固定连接；

位于静置夹具(3)下侧的两根连接杆(1)的同一方向的端部，分别与一个伸缩气缸的输出端相连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，对于位于静置夹具(3)下部的连接杆(1)，其在最左侧的拍打夹板(2)与相邻的固定支架(30)之间的位置外壁，以及在静置夹具(3)最右侧的拍打夹板(2)与相邻的固定支架(30)之间的位置外壁，均套有伸缩弹簧(4)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，固定支架(30)的底面固定在外部的工作平台上。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，位于静置夹具(3)和固定支架(30)下部的两根连接杆(1)，位于静置夹具(3)和固定支架(30)上部的两根连接杆(1)的正下方。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，静置夹具(3)和固定支架(30)上具有预留的横向贯穿孔，用于贯穿通过连接杆(1)；

其中，固定支架(30)上的横向贯穿孔的孔径，大于连接杆(1)的直径，两者为间隙配合；

其中，连接杆(1)与每个拍打夹板(2)为固定连接，连接杆(1)与拍打夹板(2)上的横向贯穿孔为过盈配合。

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