CN104577206B - 一种异型柔性电池的化成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化成装置技术领域，特别涉及一种异型柔性电池的化成装置，包括支撑座、电池输送装置、入料机械手、出料机械手、化成压力气缸、化成上压板加热装置、化成下压板加热装置、化成接触块和外部化成装置，电池输送装置设置于支撑座，化成上压板加热装置连接于化成压力气缸的输出端，化成接触块安装于化成上压板加热装置的底部，且化成接触块对应于化成下压板加热装置，外部化成装置与化成接触块电连接，入料机械手和出料机械手分别设置于化成接触块的两侧。在化成的时候可以对电池主体实现加热加压，有利于提高电池表面的平整度，形成更均匀的SEI膜，提高电池的电性能；同时实现自动化并缩短整个化成工序流程的时间，提高化成效率。

Description

一种异型柔性电池的化成装置
技术领域
本发明属于化成装置技术领域，特别涉及一种异型柔性电池的化成装置。
技术背景
由于锂离子电池具有诸多优点，比如电压高、体积小、质量轻、比容量高、无记忆效应、无污染、自放电小和循环寿命长等，使得其在移动设备领域的应用得到了空前的发展，包括移动电话、摄像机、笔记本电脑以及其它便携式电器等。随着对移动便捷设备的技术开发和其需求的增长，作为能源的二次电池的需求急剧增长。这样的二次电池中，对具有高能量密度和高放电电压平台的锂二次电池的研究被广泛进行，目前已获得广泛应用。
随着电子设备的多样化和消费者的趣向，电子设备逐渐趋于小型化、薄型化、异型化。在此类电池设计中的，需要使电池的形状随电子设备的形状而实现多样化，并且需要有效地使用设备的内部空间，因此许多电池需要以具有柔性的方式而设计。
现有常规的化成设备，大多是采用普通夹子夹住软包电池的外引Al/Ni极耳，对电芯进行充电化成；且在化成前需采用专用的压力夹具将电池夹紧后放置于常温或高温环境中静置几小时甚至十几小时，在化成过程中，只能对电池充电，而不能对电池主体表面施加合适的压力使电池内部极片紧紧的贴合在一起，这种方法生产出来的电池极片表面不够均匀，形成的SEI膜不够均匀，电池性能不佳，且整个化成工序时间长，效率低下。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种异型柔性电池的化成装置，在化成的时候可以对电池主体实现加热加压，有利于提高电池表面的平整度，形成更均匀的SEI膜，提高电池的电性能；同时实现自动化并缩短整个化成工序流程的时间，提高化成效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种异型柔性电池的化成装置，包括支撑座、电池输送装置、入料机械手、出料机械手、化成压力气缸、化成上压板加热装置、化成下压板加热装置、化成接触块和外部化成装置，所述电池输送装置设置于所述支撑座，所述化成上压板加热装置连接于所述化成压力气缸的输出端，所述化成接触块安装于所述化成上压板加热装置的底部，且所述化成接触块对应于所述化成下压板加热装置，所述外部化成装置与所述化成接触块电连接，所述入料机械手和所述出料机械手分别设置于所述化成接触块的两侧。
作为本发明所述的异型柔性电池的化成装置的一种改进，所述电池输送装置包括拉带运转电机和流拉带，所述拉带运转电机驱动所述流拉带，所述拉带运转电机设置有速度调节按钮，用于调节拉带运转电机的速度，所述流拉带设置有红外感应器，可以对电池进行准确定位。
作为本发明所述的异型柔性电池的化成装置的一种改进，所述入料机械手和所述出料机械手均设置有压力调节旋钮，主要用于所述入料机械手和所述出料机械压力的调节。
作为本发明所述的异型柔性电池的化成装置的一种改进，所述化成压力气缸设置有压力调节阀和下降速度调节旋钮，实现了所述化成压力气缸的压力调节和下降速度调节。
作为本发明所述的异型柔性电池的化成装置的一种改进，所述化成上压板加热装置和所述化成下压板加热装置均设置有加热调节按钮。所述化成上压板加热装置和所述化成下压板加热装置均具有加热的功能，通过加热调节按钮对化成的温度进行控制。
作为本发明所述的异型柔性电池的化成装置的一种改进，所述化成接触块包括正极接触块和负极接触块，所述正极接触块和所述负极接触块均通过绝缘胶与所述化成上压板加热装置隔开，所述正极接触块和所述负极接触块之间通过绝缘胶隔开。所述正极接触块和负极接触块均具有导热而不导电功能，其面积大小可以根据异型电池正极和负极的面积大小进行相应匹配和更换；所述正极接触块和所述负极接触块之间通过绝缘胶隔开，它们通过导线与外部化成装置电连接。
作为本发明所述的异型柔性电池的化成装置的一种改进，还包括连接杆，所述连接杆套设有导套，所述化成上压板加热装置安装于所述导套。所述化成上压板加热装置在连接杆的范围内滑动，从而实现与所述化成下压板加热装置配合工作。
本发明的有益效果在于：本发明提供的化成装置包括支撑座、电池输送装置、入料机械手、出料机械手、化成压力气缸、化成上压板加热装置、化成下压板加热装置、化成接触块和外部化成装置，电池输送装置设置于支撑座，化成上压板加热装置连接于化成压力气缸的输出端，化成接触块安装于化成上压板加热装置的底部，且化成接触块对应于化成下压板加热装置，外部化成装置与化成接触块电连接，入料机械手和出料机械手分别设置于化成接触块的两侧。本发明可以对无外引极耳的异形柔性电池进行化成，在化成的时候可以对电池主体实现加热加压，有利于提高电池表面的平整度，形成更均匀的SEI膜，提高电池的电性能；同时实现自动化并缩短整个化成工序流程的时间，提高化成效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图之一。
图2为本发明的结构示意图之二。
图3为本发明的结构示意图之三。
其中：1-支撑座，2-电池输送装置，21-拉带运转电机，22-流拉带，3-入料机械手，4-出料机械手，5-化成压力气缸，6-化成上压板加热装置，7-化成下压板加热装置，8-化成接触块，81-正极接触块，82-负极接触块，9-连接杆，10-导套，11-电池。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1~3所示，一种异型柔性电池的化成装置，包括支撑座1、电池输送装置2、入料机械手3、出料机械手4、化成压力气缸5、化成上压板加热装置6、化成下压板加热装置7、化成接触块8和外部化成装置（图未示），电池输送装置2设置于支撑座1，化成上压板加热装置6连接于化成压力气缸5的输出端，化成接触块8安装于化成上压板加热装置6的下方，且化成接触块8对应于化成下压板加热装置7，外部化成装置与化成接触块8电连接，入料机械手3和出料机械手4分别设置于化成接触块8的两侧。
优选地，电池输送装置2包括拉带运转电机21和流拉带22，拉带运转电机21驱动流拉带22，拉带运转电机21设置有速度调节按钮，流拉带22设置有红外感应器，红外感应器可以安装在流拉带22的边缘处，也可以安装在流拉带22中间，以能检测到电池为标准。
优选地，入料机械手3和出料机械手4均设置有压力调节旋钮。
优选地，化成压力气缸5设置有压力调节阀和下降速度调节旋钮。
优选地，化成上压板加热装置6和化成下压板加热装置7均设置有加热调节按钮。
优选地，化成接触块8包括正极接触块81和负极接触块82，正极接触块81和负极接触块82均通过绝缘胶与化成上压板加热装置6隔开，正极接触块81和负极接触块82之间通过绝缘胶隔开。
本发明还包括连接杆9，连接杆9套设有导套10，化成上压板加热装置6安装于导套10。通过化成压力气缸5驱动化成上压板加热装置6在连接杆9上作上下运动，使得化成上压板加热装置6向下压放置在化成下压板加热装置7上的电池，进而进行加压加热的化成工作。
本发明的异型柔性电池的化成装置，包括以下化成步骤：
第一步，开启拉带运转电机21，调节速度调节按钮到合适的速度，让流拉带22自动运转，将电池11放于流拉带22中间，流拉带22自动将电池11运送到到入料机械手3下方；然后红外感应器检测到电池11时，入料机械手3自动将电池11放于化成下压板装置上面；
第二步，通过调节化成上压板加热装置6和化成下压板加热装置7的温度，化成上压板加热装置6的压力对准备化成的电池11进行加热加压；
第三步，启动外部化成装置的化成程序，发送化成流程，对电池11开始化成；
第四步，化成完成后，化成上压板加热装置6自动分开，出料机械手4自动将化成好的电池11送到流拉带22上，完成收料动作。
上述化成步骤中的电池化成温度为10～150℃，化成压力为最大为0.1～2MPa，电流为0.1～5A。
制作好一批异型柔性锂离子电池，然后经过上述步骤进行化成后研究得出：本发明的化成装置可以提高电池的首次效率约为0.5%，提高电池容量约为1%，所得电池化成界面非常均匀，无黑斑无析锂，形成稳定的SEI膜，提高电池的电性能；同时，化成前无需常温静置，大大缩短化成时间，提高生产效率。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种异型柔性电池的化成装置，其特征在于：包括支撑座、电池输送装置、入料机械手、出料机械手、化成压力气缸、化成上压板加热装置、化成下压板加热装置、化成接触块和外部化成装置，所述电池输送装置设置于所述支撑座，所述化成上压板加热装置连接于所述化成压力气缸的输出端，所述化成接触块安装于所述化成上压板加热装置的底部，且所述化成接触块对应于所述化成下压板加热装置，所述外部化成装置与所述化成接触块电连接，所述入料机械手和所述出料机械手分别设置于所述化成接触块的两侧；还包括连接杆，所述连接杆套设有导套，所述化成上压板加热装置安装于所述导套。
2.根据权利要求1所述的异型柔性电池的化成装置，其特征在于：所述电池输送装置包括拉带运转电机和流拉带，所述拉带运转电机驱动所述流拉带，所述拉带运转电机设置有速度调节按钮，所述流拉带设置有红外感应器。
3.根据权利要求1所述的异型柔性电池的化成装置，其特征在于：所述入料机械手和所述出料机械手均设置有压力调节旋钮。
4.根据权利要求1所述的异型柔性电池的化成装置，其特征在于：所述化成压力气缸设置有压力调节阀和下降速度调节旋钮。
5.根据权利要求1所述的异型柔性电池的化成装置，其特征在于：所述化成上压板加热装置和所述化成下压板加热装置均设置有加热调节按钮。
6.根据权利要求1所述的异型柔性电池的化成装置，其特征在于：所述化成接触块包括正极接触块和负极接触块，所述正极接触块和所述负极接触块均通过绝缘胶与所述化成上压板加热装置隔开，所述正极接触块和所述负极接触块之间通过绝缘胶隔开。
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