软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置制造方法
【专利摘要】一种软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置，其中装置包括包括机架、在所述机架上设有若干块可沿所述机架同一方向移动的热源板，在所述热源板上设有若干用于放置电芯的放置部，一施压器，作用于最外侧的热源板，给所述电芯施力定型并对所述电芯加温。本发明具有可以加快电芯的老化进程，缩短电芯的老化时间，提高老化质量，也可以减少人工，节省占地面积的优点。
【专利说明】软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种软包锂电池老化成型方法及其老化成型装置，尤其是一种软包液 态锂电池老化成型方法及其老化成型装置。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池由于具有诸多优势，例如高的体积能量密度和重量能量密度，低的 自放电率，因而在便携式电器中得到广泛的商业化应用，如手机，膝上电脑，便捎式摄录 机以及类似的小型电子设备。
[0003] 在锂离子电池电芯制作过程中，需要对锂离子电池电芯进行成化、老化和成型后 才可以出厂（也有人将成化和老化过程统称为老化过程)，这就形成了传统的锂离了电池电 芯制作过程中的成化工序、老化工序及成型工序。锂电池电芯的成化过程是给锂电池输入 恒定的小电流，一定时间后在负极表面开成一层SEI膜的过程；锂电池电芯的老化是在一 定温度下(一般为40摄氏度至60摄氏度之间选择)，输入恒定的老化电流，使正极材料老化 分解产生的气体排出的过程；锂电池电芯的成型是用专用夹具给成化和老化好后的锂电池 电芯施压定型为预定形状的过程。
[0004] 在这三道工序中，在锂电池电芯较窄的侧面设有一个与锂电池电芯内部空间相通 的气囊，如图7所示，在锂电池电芯本体100的一侧设有气囊200,在另一侧设有正极300和 负极400,气囊200用于收集在老化过程中产生的气体，最后，在锂电池电芯被成后，热封该 气囊200,并剪去气囊多余部分后，成为一个成品电芯。
[0005] 传统的锂电池电芯后期处理，一般分为三个步骤(成化、老化和成型）或两个步骤 (成化和老化合并为一个步骤，成型一个步骤)，这种多步骤的操作需要更多的人力和更长 的流水线工作，在现在人力成本的大幅增长，以及房租面积单价大幅提升情况下，如果还使 用传统的作法，势必会大大锂离子电池的制造成本；另外，现有的成型过程中，为了放入电 芯的方便，一般采用电芯平放，从上至下施压电芯，有时会造成电解液被挤入气囊中后，而 无法回流到电芯内的问题，这会影响到电芯的电容量。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对上述问题，向社会提供一种集成化、老化与成型于一体的软 包锂电池老化成型方法及其老化成型装置。
[0007] 本发明的另一个目的是当气囊中出现电解液时，也可以及时回返到电芯内。
[0008] 本发明的技术方案是：设计一种软包锂电池老化成型方法，包括： 设计一集成化、老化与成型于一体的装置，将需要成化、老化与成型的软包锂电池电芯 置于所述装置内，在给电芯输入预定电流进行成化和老化的同时，通过热源板给电芯施压 和加温，以提高电芯老化速度与成型电芯外形。
[0009] 作为对本发明的改进，所述热源板是电热板或液热板。
[0010] 作为对本发明的改进，所述热源板是上下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施 压的。 toon] 本发明还提供一种软包锂电池老化成型装置，包括机架、在所述机架上设有若干 块可沿所述机架同一方向移动的热源板，在所述热源板上设有若干用于放置电芯的放置 部，一施压器，作用于最外侧的热源板，给所述电芯施力定型并对所述电芯加温。
[0012] 作为对本发明的改进，还包括一保温箱，所述保温箱具有一容纳所述机架的空间， 所述机架设置在所述保温箱的容纳空间内。
[0013] 作为对本发明的改进，所述热源板是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述 热源板主体的电热丝。
[0014] 作为对本发明的改进，所述热源板是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源 板主体,所述热源板主体上设有可以通入热液体的进口和输出热液体的出口。
[0015] 作为对本发明的改进，还包括液体热源发生器，所述液体热源发生器给所述液热 板提供加热后的热液源。
[0016] 作为对本发明的改进，所述施压器是上下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施 压的。
[0017] 作为对本发明的改进，在所述放置部的一侧设有用于将电芯的气囊斜放支撑条。
[0018] 本发明由于采用了将电芯的成化、老化与成型于一体的方法，所述本发明具有可 以加快电芯的老化进程，缩短电芯的老化时间，提高老化质量，也可以减少人工，节省占地 面积的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明第一种实施例的侧面结构示意图。
[0020] 图2是图1的俯视平面结构示意图(去掉保温箱)。
[0021] 图3是本发明第二种实施例的侧面结构示意图。
[0022] 图4是图3的俯视平面结构示意图（去掉保温箱)。
[0023] 图5是本发明第三种实施例的侧面结构示意图。
[0024] 图6是图5的俯视平面结构示意图（去掉保温箱)。
[0025] 图7是现有等处理电芯的结构不意图。
【具体实施方式】
[0026] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语中"中心"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、 "右"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发 明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位 构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"连 接"、"相连"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以 是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"、"若干"的含义是两个 或两个以上。
[0028] 本发明提供一种软包锂电池老化成型方法，包括：设计一集成化、老化与成型于一 体的装置，将需要成化、老化与成型的软包锂电池电芯置于所述装置内，在给电芯输入预定 电流进行成化和老化的同时，通过热源板给电芯施压和加温，以提高电芯老化速度与成型 电芯外形。这样就可以将现有的三道工序或两序工序变为一道工序，并且可以加快电芯的 老化进程，缩短电芯的老化时间，提高老化质量，也可以减少人工，节省占地面积。
[0029] 优选的，所述热源板是电热板或液热板，采用液热板更加具有安全性，因为用液体 加热不易发生起火现象。本发明中，所述热源板可以是上下方向给电芯施压的方式，也可以 米用左右方向给电芯施压的方式，米用左右方向给电芯施压的方式优于上下方向给电芯施 压的方式，这是因为，采用左右方向给电芯施压时，电芯必须向上放置，这时气囊朝上，即使 在施压的过程中，电芯内的电解液被挤出到气囊内，当解除施压后，电解液也会被重新吸回 到电芯的电极材料内，不会浪费电解液，有利于提高电芯的电容量。
[0030] 请参见图1和图2,图1和图2是本发明的第一种实施例，它是一种软包锂电池老 化成型装置，包括机架1、在所述机架1上设有若干块可沿所述机架1同一方向移动的热源 板2，本实施例中，所述热源板2是水平设置的，在所述热源板2上设有若干用于放置电芯的 放置部3,本实施例中，所述放置部3是设在热源板2上的电芯槽，使用时电芯可以水平放 置在所述电芯槽内，一施压器4,作用于最上侧的热源板2,给所述电芯施力定型并对所述 电芯加温。所述施压器4可以采用气缸、电缸或油缸，本实施例中，当施压器4从上向下施 压时，所有热源板2均沿着机架1的导轨(未画出）向下移动，实现在对电芯的定型，与此同 时，给热源板提供热能，保持热源板2的温度在40-60摄氏度，并依次输入预定的成化电流、 老化电流(依据电池材料及容量的不同，其成化电流和老化电流有所不同，具体地可以见相 关资料，是现有技术，这里不再赘述）就可以实现对电芯的成化、老化和成型一次完成。
[0031] 为了保持电芯温度不变，本发明设置了一保温箱5,所述保温箱5具有一容纳所述 机架1的空间，所述机架1设置在所述保温箱5的容纳空间51内，这样可以保证电芯的温 度总是处于预定温度范围内，如在40-60摄氏度范围内。
[0032] 优选的，所述热源板2可以是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述热源板 主体的电热丝（图中未示出），通过给电热丝通电，而加热热源板主体，达到给电芯加热的目 的。利用电热丝加热的方法，具有热源板2结构简单的优点，但是，也存在一些缺点，如电热 丝的温度不易控制，如果一组电热丝损坏而不发热，其相应的电芯的成化和老化效果会受 到影响，更致命的是如果电热丝的发热不受控制，就会造成局部过热，而对该部位的电芯造 成损害。
[0033] 优选的，所述热源板2可以是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源板主体， 所述热源板主体上设有可以通入热液体的进口和输出热液体的出口，这种热源板是利用外 界输入的热液体作为热源的，如热水、热油等；对于电芯的加热最好用热水加热，其具有加 热均匀，不会起火燃烧，容易控制的优点；当然，如果是液热板加热，最好有液体热源发生 器，所述液体热源发生器给所述液热板提供加热后的热液源。所述液体热源发生器可以与 保温箱5做为一体，也可以是设置于保温箱5外的分体式结构。
[0034] 请参见图3和图4,图3和图4所示的是本发明第二种实施例，它与图1和图2所示 的实施例相比，其大体结构相同，所不同的是在所述放置部3的一侧设有用于将电芯的气 囊斜放支撑条21，这样，在放置电芯时，可将气囊放在支撑条21上，使气囊向上倾斜，如此， 即使用是在对电芯施压有部分电解液溢出到气囊内，解压后，电解液也会在重力作用下，再 回返到电芯内。
[0035] 请参见图5和图6,图5和图6所示实施例中，所述施压器4是左右方向给电芯施 压的，包括机架1、在所述机架1上设有若干块可沿所述机架1水平方向移动的热源板2,本 实施例中，所述热源板2是坚直设置的，在相邻的两所述热源板2之间设有用于放置电芯的 放置部3,本实施例中，所述放置部3是设在与热源板2相垂直的托板6上的电芯槽，使用时 电芯可以垂直放置在所述电芯槽内，一施压器4,作用于最外侧的热源板2,给所述电芯施 力定型并对所述电芯加温。所述施压器4可以采用气缸、电缸或油缸，本实施例中，当施压 器4从左向右(或从右向左）施压时，所有热源板2均沿着机架1的导轨(未画出）向右或左 移动，实现在对电芯的定型，与此同时，给热源板提供热能，保持热源板2的温度在40-60摄 氏度，并依次输入预定的成化电流、老化电流(依据电池材料及容量的不同，其成化电流和 老化电流有所不同，具体地可以见相关资料，是现有技术，这里不再赘述）就可以实现对电 芯的成化、老化和成型一次完成。左右施压相对于上下施压具有很多好处，一是左右施压， 每个电芯受力比较均匀，二是电芯的气囊朝上，即使有部分电解液被挤出，解压后也会很快 回到电芯内。
[0036] 为了保持电芯温度不变，本发明设置了一保温箱5,所述保温箱5具有一容纳所述 机架1的空间，所述机架1设置在所述保温箱5的容纳空间51内，这样可以保证电芯的温 度总是处于预定温度范围内，如在40-60摄氏度范围内。
[0037] 优选的，所述热源板2可以是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述热源板 主体的电热丝（图中未示出），通过给电热丝通电，而加热热源板主体，达到给电芯加热的目 的。利用电热丝加热的方法，具有热源板2结构简单的优点，但是，也存在一些缺点，如电热 丝的温度不易控制，如果一组电热丝损坏而不发热，其相应的电芯的成化和老化效果会受 到影响，更致命的是如果电热丝的发热不受控制，就会造成局部过热，而对该部位的电芯造 成损害。
[0038] 优选的，所述热源板2可以是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源板主体， 所述热源板主体上设有可以通入热液体的进口和输出热液体的出口，这种热源板是利用外 界输入的热液体作为热源的，如热水、热油等；对于电芯的加热最好用热水加热，其具有加 热均匀，不会起火燃烧，容易控制的优点；当然，如果是液热板加热，最好有液体热源发生 器，所述液体热源发生器给所述液热板提供加热后的热液源。所述液体热源发生器可以与 保温箱5做为一体，也可以是设置于保温箱5外的分体式结构。
[0039] 当然，本发明中，所述热源板2也可以设置成是相对于机架1的水平底面斜置的， 也可以起到相同的作用。
【权利要求】
1. 一种软包锂电池老化成型方法，其特征在于，包括： 设计一集成化、老化与成型于一体的装置，将需要成化、老化与成型的软包锂电池电芯 置于所述装置内，在给电芯输入预定电流进行成化和老化的同时，通过热源板给电芯施压 和加温，以提高电芯老化速度与成型电芯外形。
2. 根据权利要求1所述的软包锂电池老化成型方法，其特征在于，所述热源板是电热 板或液热板。
3. 根据权利要求1或2所述的软包锂电池老化成型方法，其特征在于，所述热源板是上 下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施压的。
4. 一种软包锂电池老化成型装置，其特征在于，包括机架（1)、在所述机架（1)上设有 若干块可沿所述机架（1)同一方向移动的热源板（2 )，在所述热源板（2 )上设有若干用于放 置电芯的放置部（3)，一施压器（4)，作用于最外侧的热源板，给所述电芯施力定型并对所 述电芯加温。
5. 根据权利要求4所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，还包括一保温箱 (5 )，所述保温箱（5 )具有一容纳所述机架（1)的空间，所述机架（1)设置在所述保温箱（5 ) 的容纳空间（51)内。
6. 根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，所述热源板（2) 是电热热源板，包括热源板主体和设置在所述热源板主体的电热丝。
7. 根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，所述热源板（2) 是利用热液体加热的液热板，包括中空的热源板主体，所述热源板主体上设有可以通入热 液体的进口和输出热液体的出口。
8. 根据权利要求7所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，还包括液体热源发 生器，所述液体热源发生器给所述液热板提供加热后的热液源。
9. 根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，所述施压器（4) 是上下方向给电芯施压的或左右方向给电芯施压的。
10. 根据权利要求4或5所述的软包锂电池老化成型装置，其特征在于，在所述放置部 (3)的一侧设有用于将电芯的气囊斜放支撑条（21)。
【文档编号】H01M10/44GK104124473SQ201410376232
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月3日 优先权日:2014年8月3日
【发明者】杨志明 申请人:深圳市信宇人科技有限公司