CN217062454U - 一种锂电池电芯浸润装置及锂电池制造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体提供一种锂电池电芯浸润装置及锂电池制造系统，本实用新型的锂电池电芯浸润装置包括：电芯浸润装置本体，电芯浸润装置本体设置有电解液容纳腔，且电芯浸润装置本体上设置有至少一个用于限位锂电池电芯的第一开口，以使得锂电池电芯通过第一开口限位后进入电芯浸润装置本体的电解液容纳腔内。通过利用第一开口对锂电池电芯限位，可将电芯直接浸润在电解液中，实现快速、充分地浸润，且通过第一开口对锂电池电芯限位能够实现对锂电池电芯的灵活拿取以及固定，并保证电芯顶盖不被电解液污染，此外该装置结构简单，能够将浸润工序和注液工序结合，有利于提高浸润效率并降低了注液以及浸润的成本。

Description

一种锂电池电芯浸润装置及锂电池制造系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体提供一种锂电池电芯浸润装置及锂电池制造系统。

背景技术

锂电池主要由正极、负极、隔膜及电解质组成，现有锂电池生产中通过为先对电芯进行入壳封装再通过注液的方式将电芯浸润在电解液中，以使正、负极片上的活性物质及隔离膜完全浸润，为充、放电过程的离子运动提供必要的通道。然而，现有技术中在对电芯进行入壳封装后，为电解液预留的空间较小，一次注液后只能等正、负极片及隔离膜吸收电解液留出空间后，再进行电解液的补充，从而导致电芯的浸润工序时间较长，严重影响产能；此外，现有技术中是通过在完成入壳封装后的电池盖板上预留小孔，通过小孔进行注液，所需要的注液设备昂贵，增加了生产线建设成本。

实用新型内容

本实用新型旨在改善或在一定程度上解决上述技术问题，即，解决现有浸润工艺需要的时间长且成本高的问题。

在第一方面，本实用新型提供一种锂电池电芯浸润装置，其包括：

电芯浸润装置本体，所述电芯浸润装置本体设置有电解液容纳腔，且所述电芯浸润装置本体上设置有至少一个用于限位锂电池电芯的第一开口，以使得所述锂电池电芯通过所述第一开口限位后进入所述电芯浸润装置本体的电解液容纳腔内。

在一些实施例中，所述电芯浸润装置本体还包括：

顶部具有第二开口的电解液槽；

设置于所述电解液槽上、至少覆盖所述第二开口的第一盖板，所述电解液槽和所述第一盖板组成所述电解液容纳腔，且所述电解液槽和所述第一盖板为一体形成结构或分离结构，所述第一开口设置于所述第一盖板上。

在一些实施例中，所述锂电池电芯浸润装置还包括供液设备以及设置在所述电解液槽或所述第一盖板上的第一接口，所述供液设备通过所述第一接口向所述电解液槽输送电解液。

在一些实施例中，所述锂电池电芯浸润装置还包括：

液位监测设备，所述液位监测设备用于监测所述电解液槽内所述电解液的液面高度，且所述液位监测设备与所述供液设备信号连接，以使得所述供液设备在所述液面高度降低到设定值后，向所述电解液槽输送所述电解液。

在一些实施例中，所述供液设备包括储液罐，所述储液罐内存储有所述电解液。

在一些实施例中，所述供液设备还包括液泵，所述液泵用于将所述储液罐中的所述电解液泵送入所述电解液槽内。

在一些实施例中，所述锂电池电芯浸润装置还包括：用于加热电解液的加热设备。

在一些实施例中，所述锂电池电芯浸润装置还包括：罩壳，所述罩壳至少用于容纳所述电芯浸润装置本体；其中，所述罩壳上设置有第二接口，以通过所述第二接口对所述罩壳进行进行抽真空处理。

在一些实施例中，所述锂电池电芯浸润装置还包括：通过所述第二接口与所述罩壳连接的抽真空设备。

在一些实施例中，所述锂电池电芯为未封装的锂电池电芯。

在第二方面，本实用新型提供了一种锂电池制造系统，其包括上述任意一项所述的锂电池电芯浸润装置。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型提供的锂电池电芯浸润装置包括电芯浸润装置本体，电芯浸润装置本体设置有电解液容纳腔，且电芯浸润装置本体上设置有至少一个用于限位锂电池电芯的第一开口，以使得锂电池电芯通过第一开口限位后进入电芯浸润装置本体的电解液容纳腔内。该锂电池电芯浸润装置利用第一开口对锂电池电芯限位，可将电芯直接浸润在电解液中，实现快速、充分地浸润，且通过设置在第一盖板上的第一开口对锂电池电芯限位能够实现对锂电池电芯的灵活拿取以及固定，并且在实现充分浸润的同时避免支撑锂电池电芯的设备进入槽体占用较大的空间而减少电解液的存储空间，同时保证电芯顶盖不被电解液污染。此外，该装置结构简单，能够将浸润工序和注液工序结合，有利于提高浸润效率并降低了注液以及浸润的成本。另一方面，本实用新型提供的锂电池电芯浸润装置可通过供液设备以及设置在电解液槽或第一盖板上的第一接口便捷、及时的对电解液进行补充，因而，该锂电池电芯浸润装置可进一步有效提高浸润效率。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种锂电池电芯浸润装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种电解液槽与第一盖板为一体形成结构的锂电池电芯浸润装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电解液槽与第一盖板为分离结构的锂电池电芯浸润装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的进行浸润工艺的锂电池电芯浸润装置的结构示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的锂电池电芯浸润装置的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的一些实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

锂电池主要由正极、负极、隔膜及电解质组成，现有锂电池生产中通过为先对电芯进行入壳封装再通过注液的方式将电芯浸润在电解液中，以使正、负极片上的活性物质及隔离膜完全浸润，为充、放电过程的离子运动提供必要的通道。然而，现有技术中在对电芯进行入壳封装后，为电解液预留的空间较小，一次注液后只能等正、负极片及隔离膜吸收电解液留出空间后，再进行电解液的补充，从而导致电芯的浸润工序时间较长，严重影响产能；此外，现有技术中是通过在完成入壳封装后的电池盖板上预留小孔，通过小孔进行注液，所需要的注液设备昂贵，增加了生产线建设成本。

有鉴于此，本实用新型提供了一种锂电池电芯浸润装置包括电芯浸润装置本体，电芯浸润装置本体设置有电解液容纳腔，且电芯浸润装置本体上设置有至少一个用于限位锂电池电芯的第一开口，以使得锂电池电芯通过第一开口限位后进入电芯浸润装置本体的电解液容纳腔内。该锂电池电芯浸润装置利用第一开口对锂电池电芯限位，可将电芯直接浸润在电解液中，实现快速、充分地浸润，且通过设置在第一盖板上的第一开口对锂电池电芯限位能够实现对锂电池电芯的灵活拿取以及固定，并且在实现充分浸润的同时避免支撑锂电池电芯的设备进入槽体占用较大的空间而减少电解液的存储空间，同时保证电芯顶盖不被电解液污染。此外，该装置结构简单，能够将浸润工序和注液工序结合，有利于提高浸润效率并降低了注液以及浸润的成本。

参见图1所示，图1是本实用新型实施例提供的一种锂电池电芯浸润装置的结构示意图，其可以包括：

电芯浸润装置本体10，电芯浸润装置本体10设置有电解液容纳腔，且电芯浸润装置本体10上设置有至少一个用于限位锂电池电芯的第一开口101，以使得锂电池电芯通过第一开口101限位后进入电芯浸润装置本体10的电解液容纳腔内。

在一些实施例中，锂电池电芯浸润装置还可以包括供液设备以及设置在电芯浸润装置本体10上的第一接口，供液设备通过第一接口向电解液槽输送电解液。

其中，供液设备可以包括储液罐，储液罐内存储有电解液。在另一些实施例中，供液设备还可以包括液泵，液泵用于将储液罐中的电解液泵送入电解液容纳腔内。

在一些实施例中，锂电池电芯浸润装置还可以包括液位监测设备，液位监测设备用于监测电解液容纳腔内电解液的液面高度，且液位监测设备与供液设备信号连接，以使得供液设备在液面高度降低到设定值后，向电解液容纳腔内输送电解液。在一些实施例中，液位监测设备可以设置在电解液容纳腔内。

在一些实施例中，锂电池电芯浸润装置还可以包括罩壳，罩壳至少用于容纳电芯浸润装置本体10；其中，罩壳上设置有第二接口，以通过第二接口对罩壳进行抽真空处理。

在一些实施例中，电芯浸润装置本体10还可以包括：

顶部具有第二开口102的电解液槽103；

设置于电解液槽103上、至少覆盖第二开口102的第一盖板104，电解液槽103和第一盖板104组成电解液容纳腔，且电解液槽103和第一盖板104为一体形成结构或分离结构，第一开口101设置于第一盖板104上。具体可参见图2和图3所示，图2是本实用新型实施例提供的一种电解液槽与第一盖板为一体形成结构的锂电池电芯浸润装置的结构示意图，图3是本实用新型实施例提供的一种电解液槽与第一盖板为分离结构的锂电池电芯浸润装置的结构示意图。

在一些实施例中，如图3所示，电解液槽103可以为顶部具有第二开口102的长方体，第二开口102的大小可以小于或等于电解液槽103底表面的大小，其中底表面为与第二开口102相对的面。通过将电解液槽103和第一盖板104分离设置，一方面可便于电解液槽103的清洗，另一方面还可以通过第二开口102注入电解液。

在一些实施例中，第一盖板104可以覆盖第二开口102以及电解液槽103的至少部分顶表面。在一些实施例中，可通过设置密封部件的方式增加第一盖板104和第二开口102接触位置处的密封性以及稳定性。

在本实用新型实施例中，锂电池电芯可以为未封装的锂电池电芯。通过本实用新型的锂电池电芯浸润装置将未封装的锂电池电芯直接浸润在电解液中，能够实现快速、充分地浸润，省去了电芯封装后的注液工序，可有效提高浸润效率，减少浸润时间和成本。

其中，第一开口101可以根据锂电池电芯的外部轮廓进行设置，以使锂电池电芯通过第一开口101进入电解液槽103内，同时能够支撑锂电池电芯使锂电池电芯以悬挂在第一盖板104上的方式进入电解液槽103内，参见图4所示，图4是本实用新型实施例提供的进行浸润工艺的锂电池电芯浸润装置的结构示意图，该锂电池电芯浸润装置可适用于多个锂电池电芯11同时进行浸润工艺。

该锂电池电芯浸润装置的电解液槽可容纳较多的电解液，利用电解液槽103配合第一开口101对锂电池电芯进行限位可将电芯直接浸润在电解液中，实现快速、充分的浸润，此外，通过设置在第一盖板104上的第一开口101对锂电池电芯限位可实现对锂电池电芯的灵活拿取以及固定，并且在实现充分浸润的同时避免支撑锂电池电芯的设备进入槽体占用较大的空间而减少电解液的存储空间，同时保证电芯顶盖不被电解液污染。此外，该装置结构简单，便于注液以及浸润工序的完成，有利于提高浸润效率并降低了注液以及浸润的成本。

在一些实施例中，参见图5所示，图5是本实用新型另一实施例提供的锂电池电芯浸润装置的结构示意图，其还可以包括：供液设备12，以及设置在电解液槽103或第一盖板104上的第一接口13，供液设备12通过第一接口13向电解液槽103输送电解液。

在一些实施例中，第一接口13可设置在电解液槽103的侧壁上。在一些实施例中，锂电池电芯浸润装置还可以包括液位监测设备(图中未示出)，液位监测设备用于监测电解液槽103内电解液的液面高度，且液位监测设备与供液设备12信号连接，以使得供液设备12在液面高度降低到设定值后，向电解液槽103输送电解液。从而能够将注液工艺与浸润工艺相结合，并及时的向电解液槽103内补充电解液，保证电解液槽103内的电解液一直处于较高的液位，有利于提高锂电池电芯的浸润效率。

其中，液位监测设备可以包括液位传感器。在一些实施例中，液位监测设备可以设置在电解液槽103内。

在一些实施例中，供液设备12可以包括储液罐121，储液罐121内存储有电解液。

储液罐121还可以设置有开关阀，储液罐121可以与监测设备信号连接，当监测设备监测到电解液液面降低到设定值时，可以基于液位监测设备监测到的液面信息控制储液罐121上的开关阀打开，以向电解液槽103输送电解液。

在另一些实施例中，供液设备12还可以包储液罐121和液泵122，液泵122用于将储液罐121中的电解液泵送入电解液槽103内。

其中，当液位监测设备监测到电解液液面降低到设定值时，可以基于液位监测设备监测到的液面信息控制液泵122进行启动，以向电解液槽103输送电解液。

在一些实施例中，锂电池电芯浸润装置还可以包括：用于加热电解液的加热设备(图中未示出)。其中，加热设备可以设置于电解液槽103内；也可以设置于供液设备12和第一接口13之间。利用加热设备对电解液进行加热，可以降低电解液粘度，增加电解液的流动性，从而达到增加锂电池电芯浸润效率的效果。

在一些实施例中，锂电池电芯浸润装置还可以包括罩壳14，该罩壳至少用于容纳电解液槽103和第一盖板104；其中，罩壳14上设置有第二接口141，以通过第二接口141对罩壳14进行抽真空处理。

在一些实施例中，第二接口141可以设置在罩壳14的侧壁上。

需要说明的是，在浸润过程中，罩壳14还可以用于容纳锂电池电芯；罩壳14上还可以设置有通孔，以使供液设备12通过通孔与第一接口13连接，通过第一接口13向电解液槽103输送电解液。

在一些实施例中，锂电池电芯浸润装置还可以包括：通过第二接口141与罩壳14连接的抽真空设备15。抽真空设备15可通过第二接口141抽吸罩壳14内的空气，使浸润工艺过程中电解液槽103处于高真空环境，便于加速锂电池电芯内部气泡的排出，从而提高浸润效率。

应用本实用新型提供的锂电池电芯浸润装置，可将包绝缘隔离膜后的锂电池电芯不进行入壳、封口操作直接放进真空烘烤炉进行烘烤；将烘烤工序后水含量测试合格的锂电池电芯放置于第一盖板104上的第一开口101中，通过第一开口101进行限位；放置好锂电池电芯后的第一盖板104覆盖电解液槽103的第二开口102，形成一个较密闭的空间，同时锂电池电芯通过第一开口101浸入电解液槽103的电解液中进行电芯浸润；供液设备12可基于液位监测设备监测到的液位信息及时向电解液槽103中进行补液，以高效完成浸润；最后，对浸润完成后的电芯进行入壳封口和化成等工艺。有效提高了锂电池电芯的浸润效率，进而能够缩短锂电池的制备时长且有利于节约制备成本。

本实用新型还提供了一种锂电池制造系统，其包括上述任意实施例中所述的锂电池电芯浸润装置。

在一些实施例中，锂电池制造系统还可以包括：用于对包绝缘隔离膜后的锂电池电芯进行烘烤的烘烤装置，用于检测锂电池电芯含水量的含水量检测装置、用于对锂电池电芯进行入壳封口的封装装置以及化成装置。其中，烘烤装置、含水量检测装置、封装装置以及化成装置可采用现有技术中已有的相应装置，在此不再赘述。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种锂电池电芯浸润装置，其特征在于，包括：

电芯浸润装置本体，所述电芯浸润装置本体设置有电解液容纳腔，且所述电芯浸润装置本体上设置有至少一个用于限位锂电池电芯的第一开口，以使得所述锂电池电芯通过所述第一开口限位后进入所述电芯浸润装置本体的电解液容纳腔内。

2.根据权利要求1所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述电芯浸润装置本体还包括：

顶部具有第二开口的电解液槽；

设置于所述电解液槽上、至少覆盖所述第二开口的第一盖板，所述电解液槽和所述第一盖板组成所述电解液容纳腔，且所述电解液槽和所述第一盖板为一体形成结构或分离结构，所述第一开口设置于所述第一盖板上。

3.根据权利要求2所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述锂电池电芯浸润装置还包括供液设备以及设置在所述电解液槽或所述第一盖板上的第一接口，所述供液设备通过所述第一接口向所述电解液槽输送电解液。

4.根据权利要求3所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述锂电池电芯浸润装置还包括：

液位监测设备，所述液位监测设备用于监测所述电解液槽内所述电解液的液面高度，且所述液位监测设备与所述供液设备信号连接，以使得所述供液设备在所述液面高度降低到设定值后，向所述电解液槽输送所述电解液。

5.根据权利要求4所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述供液设备包括储液罐，所述储液罐内存储有所述电解液。

6.根据权利要求5所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述供液设备还包括液泵，所述液泵用于将所述储液罐中的所述电解液泵送入所述电解液槽内。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述锂电池电芯浸润装置还包括：用于加热电解液的加热设备。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述锂电池电芯浸润装置还包括：

罩壳，所述罩壳至少用于容纳所述电芯浸润装置本体；其中，所述罩壳上设置有第二接口，以通过所述第二接口对所述罩壳进行抽真空处理。

9.根据权利要求8所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述锂电池电芯浸润装置还包括：通过所述第二接口与所述罩壳连接的抽真空设备。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的锂电池电芯浸润装置，其特征在于，所述锂电池电芯为未封装的锂电池电芯。

11.一种锂电池制造系统，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的锂电池电芯浸润装置。

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