專利名稱：一種鋰離子電池注液裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液快速浸潤膜片的注液裝置。
背景技術：
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，越來越多的移動電子設備孕育而生，對鋰離子電池的需求量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢；但與此相對應，大量的鋰離子電池生產商如雨后春筍般拔地而起，隨之而來的是各電池生產商之間激烈的市場競爭。為了保證所生產的電芯具有足夠的價格優(yōu)勢，必須控制電芯的生成成本、提高電芯的生產效率。 現(xiàn)有的軟包裝電芯生成工藝中，大多采用常壓注液，在這種情況下，注液前膜片微孔中被空氣充滿，注液后液面將平鋪于膜片表面，從而將微孔中的空氣液封于微孔中，為后續(xù)的膜片浸潤增加難度。但是為了保證化成過程中固體電解質(SEI)膜的充分生長，必須保證化成前膜片的充分浸潤。所以目前工藝中，注液后往往需要增加靜置時間、提高靜置溫度等工序來確保膜片的充分浸潤，這就帶來了生產效率的降低、設備投入的增加，最終導致電芯生產成本的增加。有鑒于此，確實有必要提供一種增加注液后膜片浸潤速度從而縮短靜置時間、提高生產效率的注液裝置。

實用新型內容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠加快電解液浸潤膜片速度的鋰離子電池注液裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種鋰離子電池注液裝置，包括注液系統(tǒng)、電芯預加熱系統(tǒng)和/或電解液加熱系統(tǒng)，所述電芯預加熱系統(tǒng)為注液系統(tǒng)的上工位且二者之間設有電芯出口，所述電解液加熱系統(tǒng)位于注液系統(tǒng)上方。為了加快注液后膜片的浸潤速度，可以通過提高注液時電解液的溫度來實現(xiàn)。這可以通過以下三個途徑來實現(xiàn)第一是加熱電解液，使注液時電解液有較高的溫度；第二是加熱電芯，是注液時電芯溫度較高，注入電解液時，電解液也可以相應升高溫度; 第三是同時加熱電解液和電芯，從兩個方面同時保證注液時電解液處于較高的溫度。工作時，首先對電芯加熱到一定溫度，之后置于保溫腔中使電芯恒溫在一定溫度待注液；同時，將需要注入的電解液加熱到一定溫度，此時電解液粘度急速降低。以上兩步驟完成后開始注液，由于電解液被預先加熱，因此電解液接觸膜片時溫度較高、粘度較低；由于電芯被預先加熱，因此在電解液向膜片微孔中滲透過程中，能夠始終保持較高的溫度、較低的粘度。以上改進的共同作用下，能夠確保電解液在較低的粘度下向膜片內部滲透，從而加快浸潤速度，縮短浸潤時間，減少生產成本，提高生產效率。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述電芯預加熱系統(tǒng)包括電芯熱量供應系統(tǒng)、電芯保溫腔和用于控制所述電芯保溫腔內溫度的溫度控制回路，所述電芯熱量供應系統(tǒng)為設在所述電芯保溫腔的內部的電阻絲。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述溫度控制回路包括設置在電芯保溫腔的內部的第一感溫探頭、第一溫度調節(jié)控制器以及用于連接所述第一感溫探頭和所述第一溫度調節(jié)控制器的第一感溫線，所述第一溫度調節(jié)控制器通過第一電阻絲導線與所述電芯保溫腔連接。實際工作時，電芯熱量供應系統(tǒng)開始工作，使得電芯保溫腔開始升溫，第一感溫探頭感應腔體內部溫度，當其感應的溫度達到設定值時，第一溫度調節(jié)控制器斷開電芯熱量供應系統(tǒng)，停止加熱；同理當?shù)谝桓袦靥筋^感應到腔體內部溫度低于設定值時，第一溫度調節(jié)控制器連通電芯熱量供應系統(tǒng)，電芯熱量供應系統(tǒng)再次開始工作；按照以上反饋控制系 統(tǒng)使得電芯保溫腔內部溫度穩(wěn)定在一定范圍內。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述電解液加熱系統(tǒng)包括電解液供應系統(tǒng)和電解液熱量供應系統(tǒng)，二者通過熱量交換部件連接，所述熱量交換部件包括熱量交換器和套設在所述熱量交換器外的保溫管。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述電解液供應系統(tǒng)包括電解液存儲罐、將電解液導出的導液管以及計量泵，以及位于所述導液管末端的注液針，所述熱量交換部件套設在所述導液管外。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述電解液熱量供應系統(tǒng)為油加熱系統(tǒng)、電阻絲加熱系統(tǒng)或者紅外加熱系統(tǒng)。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述油加熱系統(tǒng)包括油罐、用于將油導出的油導液管和循環(huán)泵、設于所述油罐內的加熱電阻絲、設在所述油罐內的第二感溫探頭、設在所述油罐外的第二溫度調節(jié)控制器、用于連接所述第二感溫探頭和所述第二溫度調節(jié)控制器的第二感溫線，所述第二溫度調節(jié)控制器通過第二電阻絲導線與所述油罐連接。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述電阻絲加熱系統(tǒng)包括設于電解液存儲罐內的電阻絲、設在所述電解液存儲罐內的第三感溫探頭、設在電解液存儲罐外的第三溫度調節(jié)控制器、用于連接所述第三感溫探頭和所述第三溫度調節(jié)控制器的第三感溫線，所述第三溫度調節(jié)控制器通過第三電阻絲導線與所述電解液存儲罐連接。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述紅外加熱系統(tǒng)包括套設在所述熱量交換器外的紅外加熱管、設在導液管外的第四感溫探頭、與所述第四感溫探頭通過第四感溫線連接的第四溫度調節(jié)控制器、所述第四溫度調節(jié)控制器通過第四電阻絲導線與所述紅外加熱管連接。作為本實用新型鋰離子電池注液裝置的一種改進，所述注液系統(tǒng)包括注液保溫腔和設于所述注液保溫腔內的用于夾取電芯的機械手和用于放置電芯的支撐臺，所述機械手安裝在導軌上。

[0022]圖I為本實用新型具體實施方式
I的結構示意圖。圖2為本實用新型具體實施方式
2的電解液加熱系統(tǒng)的結構示意圖；圖3為本實用新型具體實施方式
3的電解液加熱系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式并不限于此。
具體實施方式
I如圖I所示，一種鋰離子電池注液裝置，包括注液系統(tǒng)3、電芯預加熱系統(tǒng)I和/或電解液加熱系統(tǒng)2，所述電芯預加熱系統(tǒng)I為注液系統(tǒng)3的上工位且二者之間設有電芯出口 17，所述電解液加熱系統(tǒng)2位于注液系統(tǒng)3上方。所述電芯預加熱系統(tǒng)I包括電芯熱量供應系統(tǒng)11、電芯保溫腔12和用于控制所述電芯保溫腔12內溫度的溫度控制回路15，所述電芯熱量供應系統(tǒng)11設在所述電芯保溫腔12的內部的電阻絲111。所述溫度控制回路15包括設置在電芯保溫腔12的內部的第一感溫探頭13、第一溫度調節(jié)控制器15以及用于連接所述第一感溫探頭13和所述第一溫度調節(jié)控制器15的第一感溫線14，所述第一溫度調節(jié)控制器15通過第一電阻絲導線16與所述電芯保溫腔12連接。所述電解液加熱系統(tǒng)2包括電解液供應系統(tǒng)21和電解液熱量供應系統(tǒng)22，二者通過熱量交換部件23連接，所述熱量交換部件23包括熱量交換器231和套設在所述熱量交換器231外的保溫管232。所述電解液供應系統(tǒng)21包括電解液存儲罐211、將電解液導出的導液管212以及計量泵213，以及位于所述導液管212末端的注液針233，所述熱量交換部件23套設在所述導液管212外。所述電解液熱量供應系統(tǒng)22為油加熱系統(tǒng)，所述油加熱系統(tǒng)包括油罐222、用于將油導出的油導液管223和循環(huán)泵224、設于所述油罐內222的加熱電阻絲229、設在所述油罐222內的第二感溫探頭225、設在所述油罐222外的第二溫度調節(jié)控制器226、用于連接所述第二感溫探頭225和所述第二溫度調節(jié)控制器226的第二感溫線227，所述第二溫度調節(jié)控制器226通過第二電阻絲導線228與所述油罐222連接。所述注液系統(tǒng)3包括注液保溫腔32和設于所述注液保溫腔32內的用于夾取電芯的機械手34和用于放置電芯的支撐臺33，所述機械手34安裝在導軌31上。對于電芯加熱系統(tǒng)，工作時，先啟動電源，使電阻絲111開始工作，使得電芯保溫腔12開始升溫，第一感溫探頭13感應腔體內部溫度，當其感應的溫度達到設定值時，第一溫度調節(jié)控制器15斷開電阻絲111電路，停止加熱；同理當?shù)谝桓袦靥筋^13感應到腔體內部溫度低于設定值時，第一溫度調節(jié)控制器15連通電阻絲111電路，電阻絲111再次開始工作；按照以上反饋控制系統(tǒng)使得電芯保溫腔12內部溫度穩(wěn)定在一定范圍內，從而加熱電
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Λ ο對于電解液加熱系統(tǒng)，先打開電源，加熱電阻絲229開始工作，對加油罐222中的油加熱，第二感溫探頭225感應油的溫度，并通過第二感溫線227將信號傳導給第二溫度調節(jié)控制器226，當感應到的溫度大于設定值時，第二溫度調節(jié)控制器226將斷開加熱電阻絲229電路，停止加熱；同理當?shù)诙囟日{節(jié)控制器226感應到加熱油的溫度低于設定值時，第二溫度調節(jié)控制器226將連通加熱電阻絲229電路，加熱電阻絲229再次開始工作；按照以上反饋控制系統(tǒng)使得加熱油溫度穩(wěn)定在一定范圍內。之后循環(huán)泵224開始工作，將油從油罐222中泵入熱量交換器231中，從而將導液管212及其流經導液管212的電解液加熱到一定溫度，之熱油再經過油導液管223回到油罐222中。按照以上工作步驟，能夠有效的將經過導液管212的電解液加熱到一個波動較小的溫度范圍內。實際注液時，機械手34夾住經過電芯保溫腔12加熱后的電芯，經導軌31穿過電芯出口 17移動到支撐臺33上方，然后將電芯放于支撐臺33上等待注液；此時存儲于電解液存儲罐211中的電解液經計量泵213泵入導液管212中，之后流經熱量交換器231處加熱，待溫度升高到一定值后經注液針233注入電芯內部。之后再經過抽真空、熱封裝等工序，制備得到注液后電芯。
具體實施方式
2本具體實施方式
的電解液加熱系統(tǒng)2的結構與具體實施方式
I不同，本具體實施方式
使用的是電阻絲直接加熱系統(tǒng)，其余同具體實施方式
1，這里不再贅述。參照圖2，所述電阻絲加熱系統(tǒng)包括設于電解液存儲罐211內的電阻絲41、設在所述電解液存儲罐211內的第三感溫探頭42、設在電解液存儲罐211外的第三溫度調節(jié)控制器43、用于連接所述第三感溫探頭42和所述第三溫度調節(jié)控制器43的第三感溫線44，所述第三溫度調節(jié)控制器43通過第三電阻絲導線45與所述電解液存儲罐211連接。工作時，打開電源，電阻絲41開始工作，對電解液加熱，使得電解液存儲箱211開始升溫，第三感溫探頭42感應箱體內部電解液的溫度，當其感應的溫度達到設定值時，第三溫度調節(jié)控制器43斷開電阻絲41電路，停止加熱；同理當?shù)谌袦靥筋^42感應到腔體內部溫度低于設定值時，第三溫度調節(jié)控制器43連通電阻絲41電路，電阻絲41再次開始工作；按照以上反饋控制系統(tǒng)使得保溫腔體內部溫度穩(wěn)定在一定范圍內。實際注液時，機械手34夾住經過電芯保溫腔12加熱后的電芯，經導軌31穿過電芯出口 17移動到支撐臺33上方，然后將電芯放于支撐臺33上等待注液；此時存儲于電解液存儲罐211中的電解液經計量泵213泵入導液管212中，之后流經熱量交換器231處加熱，待溫度升高到一定值后經注液針233注入電芯內部。之后再經過抽真空、熱封裝等工序，制備得到注液后電芯。
具體實施方式
3電解液加熱系統(tǒng)2的結構與具體實施方式
I不同，且電芯不做加熱處理，本具體實施方式
使用的是紅外加熱系統(tǒng)，其余同具體實施方式
1，這里不再贅述。參照圖3，紅外加熱系統(tǒng)包括套設在所述熱量交換器231外的紅外加熱管56、設在導液管212外的第四感溫探頭51、與所述第四感溫探頭51通過第四感溫線52連接的第四溫度調節(jié)控制器53、所述第四溫度調節(jié)控制器53通過第四電阻絲導線54與所述紅外加熱管56連接。工作時，打開電源，紅外加熱管56開始工作，對電解液加熱，第四感溫探頭51感應電解液的溫度，并通過第四感溫線52將信號傳導給第四溫度調節(jié)控制器53，當感應到的溫度大于設定值時，第四溫度調節(jié)控制器53將減小通過紅外加熱管56的電流或者斷開電路，停止對電解液加熱；同理當?shù)谒母袦靥筋^51感應到電解液的溫度低于設定值時，第四溫度調節(jié)控制器53將加大通過紅外加熱管的電流或者連通電路，紅外加熱管56再次給電解液加熱；按照以上反饋控制系統(tǒng)使得電解液溫度穩(wěn)定在一定范圍內。實際注液時，機械手34夾住經過電芯保溫腔12加熱后的電芯經導軌31穿過電芯出口 17移動到支撐臺33上方，然后將電芯放于支撐臺33上等待注液；此時存儲于電解液存儲罐211中的電解液經計量泵213泵入導液管212中，之后流經熱量交換器231處加熱，待溫度升高到一定值后經注液針233注入電芯內部。之后再經過抽真空、熱封裝等工序，制備得到注液后電芯。綜上所述，采用本實用新型鋰離子電池注液裝置，由于電芯被預先加熱，因此在電解液向膜片微孔中滲透過程中，能夠始終保持較高的溫度、較低的粘度。以上改進的共同作用下，能夠確保電解液在較低的粘度下向膜片內部滲透，從而加快浸潤速度，縮短浸潤時間，減少生產成本，提高生產效率。根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本實用新型并不局限于上面揭示和描述?b>具體實施方式
，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
權利要求1.一種鋰離子電池注液裝置，其特征在于包括注液系統(tǒng)(3)、電芯預加熱系統(tǒng)(I)和/或電解液加熱系統(tǒng)(2)，所述電芯預加熱系統(tǒng)(I)為注液系統(tǒng)(3)的上工位且二者之間設有電芯出口(17)，所述電解液加熱系統(tǒng)(2)位于注液系統(tǒng)(3)上方。
2.根據(jù)權利要求I所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述電芯預加熱系統(tǒng)(I)包括電芯熱量供應系統(tǒng)(11)、電芯保溫腔(12)和用于控制所述電芯保溫腔(12)內溫度的溫度控制回路(15)，所述電芯熱量供應系統(tǒng)(11)為設在所述電芯保溫腔(12)的內部的電阻絲(111)。
3.根據(jù)權利要求2所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述溫度控制回路(15)包括設置在電芯保溫腔(12)的內部的第一感溫探頭(13)、第一溫度調節(jié)控制器(15)以及用于連接所述第一感溫探頭(13)和所述第一溫度調節(jié)控制器(15)的第一感溫線(14)，所述第一溫度調節(jié)控制器(15)通過第一電阻絲導線(16)與所述電芯保溫腔(12)連接。
4.根據(jù)權利要求I所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述電解液加熱系統(tǒng)(2)包括電解液供應系統(tǒng)(21)和電解液熱量供應系統(tǒng)(22)，二者通過熱量交換部件(23)連接，所述熱量交換部件(23)包括熱量交換器(231)和套設在所述熱量交換器(231)外的保溫管(232)。
5.根據(jù)權利要求4所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述電解液供應系統(tǒng)(21)包括電解液存儲罐(211)、將電解液導出的導液管(212)以及計量泵(213)，以及位于所述導液管(212)末端的注液針(233)，所述熱量交換部件(23)套設在所述導液管(212)外。
6.根據(jù)權利要求4所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述電解液熱量供應系統(tǒng)(22)為油加熱系統(tǒng)、電阻絲加熱系統(tǒng)或者紅外加熱系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求6所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述油加熱系統(tǒng)包括油罐(222)、用于將油導出的油導液管(223)和循環(huán)泵(224)、設于所述油罐內(222)的加熱電阻絲(229)、設在所述油罐(222)內的第二感溫探頭(225)、設在所述油罐(222)外的第二溫度調節(jié)控制器(226)、用于連接所述第二感溫探頭(225)和所述第二溫度調節(jié)控制器(226)的第二感溫線(227)，所述第二溫度調節(jié)控制器(226)通過第二電阻絲導線(228)與所述油罐(222)連接。
8.根據(jù)權利要求6所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述電阻絲加熱系統(tǒng)包括設于電解液存儲罐(211)內的電阻絲(41)、設在所述電解液存儲罐(211)內的第三感溫探頭(42)、設在電解液存儲罐(211)外的第三溫度調節(jié)控制器(43)、用于連接所述第三感溫探頭(42)和所述第三溫度調節(jié)控制器(43)的第三感溫線(44)，所述第三溫度調節(jié)控制器(43)通過第三電阻絲導線(45)與所述電解液存儲罐(211)連接。
9.根據(jù)權利要求6所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述紅外加熱系統(tǒng)包括套設在所述熱量交換器(231)外的紅外加熱管(56)、設在導液管(212)外的第四感溫探頭(51)、與所述第四感溫探頭(51)通過第四感溫線(52)連接的第四溫度調節(jié)控制器(53)、所述第四溫度調節(jié)控制器(53)通過第四電阻絲導線(54)與所述紅外加熱管(56)連接。
10.根據(jù)權利要求I所述的鋰離子電池注液裝置，其特征在于所述注液系統(tǒng)(3)包括注液保溫腔(32)和設于所述注液保溫腔(32)內的用于夾取電芯的機械手(34)和用于放置電芯的支撐臺(33)，所述機械手(34)安裝在導軌(31)上。
專利摘要本實用新型涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池注液裝置，包括注液系統(tǒng)、電芯預加熱系統(tǒng)和/或電解液加熱系統(tǒng)，所述電芯預加熱系統(tǒng)為注液系統(tǒng)的上工位且二者之間設有電芯出口，所述電解液加熱系統(tǒng)位于注液系統(tǒng)上方。在注液過程中，電芯和/或電解液被加熱到一定溫度，從而降低電解液在整個浸潤過程中的粘度，最終實現(xiàn)快速浸潤的目的。因此，此裝置能夠有效的緩解注液后電解液浸潤緩慢的問題，從而減少注液到化成之間的靜置時間，提高生產效率。
文檔編號H01M2/36GK202495517SQ20122000803
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權日2012年1月9日
發(fā)明者張柏清, 徐延杰, 方宏新, 李白清, 楊玉潔, 江輝, 游從輝 申請人:寧德新能源科技有限公司