软包锂离子电池化成分容设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种软包锂离子电池化成分容设备，属于电池制造设备技术领域。
【背景技术】
[0002]软包锂离子电池的生产工艺中，化成和分容是十分重要的工序，化成是用电的能量对电池内部活性进行激活，在电池负极形成SEI膜，质量好的化成设备可以保证电池具有较好的充放电性能与循环寿命，分容是对已激活的电池进行几个满负荷的充放电循环过程，测试直流内阻、充放电电压、恒流放电、恒压放电、恒功率放电特性，进行分组以挑选相同电参数的电池进行串联并联应用，减少电池组合后的短板效应。
[0003]目前，由于单体重量大的原因，多数依赖人工单节周转的制造方式。人工操作的方法导致出现电池品质不良率高，本体易出现人为的划伤、变形，化成分容数据不能可靠追溯，搬运流转效率低下，安全性差等问题。
【发明内容】
[0004]为了克服现有软包锂离子电池化成分容工序中多数依赖人工周转的制造方式而导致出现电池品质不良率高，本体易出现人为的划伤、变形，电极扭曲甚至短路，化成分容数据不能可靠追溯，搬运流转效率低下，安全性差等的问题，本发明提供一种采用托盘作为锂电池制造环节载体的化成分容功能，以完成实现软包锂离子电池制造过程高品质、高效率、可追溯性的软包锂离子电池化成分容设备。
[0005]本发明采用的技术方案是:
[0006]软包锂离子电池化成分容设备，包括机架，其特征在于:还包括设置在机架上的若干可变条件的充放电电源箱、若干电池夹装运动机构、电池托盘以及设置在机架外PC机内的控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱与所述的电池夹装运动机构通过连接导线束电气连接；若干所述的可变条件的充放电电源箱与电池夹装运动机构一一对应；
[0007]所述的电池夹装运动机构包括运动机构基板、运动机构顶板以及设置在运动机构基板和运动机构顶板之间的用于放置电池托盘的电池托盘支撑板、用于定位锁紧电池托盘的托盘抱紧机构、夹具升降机构、夹具夹紧机构、用于连接可变条件的充放电电源箱的连接导线束，所述的电池托盘支撑板的上方设置有所述的夹具夹紧机构，所述的夹具升降机构用于升降所述的夹具夹紧机构，当夹具夹紧机构下降至设定行程，电池进入所述的夹具夹紧机构上的夹具开口范围内，夹具开口闭合后夹具的正负极接触面与电池的正负电极紧密接触。
[0008]所述的可变条件的充放电电源箱包括电源机箱和设置在电源机箱内的用于接收对电池充放电功能的控制的单片机板、驱动功率板、用于供电的系统辅助电源、充电用AC/DC电源以及散热风机，所述的单片机板通过通讯接口与所述的控制机构连接；所述的电源机箱内设置有若干块驱动功率板，每块所述的驱动功率板上设有若干路充放电电路，所述的充放电电路与所述的充电用AC/DC电源连接。
[0009]所述的驱动功率板包括多路程控DC/DC单元、电压电流采集线路、散热器和恒流恒压控制线路。针对单节软包锂离子电池充放电的DC/DC单元，电池电压和充放电电流的实时高精度高速采样线路，接受精确控制的充放电恒压控制线路，接受精确控制的充放电恒流控制线路，电压电流异常保护线路，单片机板及其内置软件包括通讯和控制接口，可按照预定通讯协议与设置于PC机内的控制机构进行数据交互，采集电池的实时数据并对电池的充放电过程进行控制，并根据需要对电池夹装运动机构进行控制；充电用AC/DC电源包括:提供电池充电能量所需的充电用AC/DC电源，提供电子线路自身工作所需的系统辅助电源；充电用AC/DC电源连接电网和DC/DC单元，将电网能量由交流转换为直流并降压；系统辅助电源连接电网和电子线路各部分供电端，为各芯片和器件提供所需电能。
[0010]所述的电池托盘包括托盘本体，所述的托盘本体上设置有若干用于放置电池的电池放置槽。
[0011]所述的电池放置槽有151个，电池垂直放置在所述的电池放置槽内，并且电池的电极向上放置。
[0012]所述的托盘本体上还设置有用于夹持电池极耳的托盘内衬以及用于流程管理的ID号码。
[0013]本发明中，电池托盘采用阻燃材质，注塑成型，每次可装载151节电池，电池在电池托盘中为直立放置形式，电极向上，托盘外框高度高于电池电极高度，在转运中保护电极不受损伤。这种托盘形式充分利用软包锂离子电池的外形长度宽度大而厚度小的特点，最大效率的利用了平面空间，节省了生产和储存的占地，同时，在生产流转中，以电池托盘为载体，也大大提高流转的效率和安全性，采用电极向上放置可更好的的适应对生产工艺有特定要求的锂电池(即在化成分容过程不希望电极向下放置)。
[0014]使用时，机器或人工方式将电池托盘放置在电池托盘支撑板上，托盘抱紧机构对电池托盘进行定位锁紧，夹具升降机构将夹具夹紧机构下降到设定位置，使电池电极进入夹具开口范围内，夹具夹紧机构闭合夹具使夹具的正负极接触面和电池正负电极紧密接触，通过连接导线束通电进行工作。电池托盘内的151节电池同时夹装，每节电池的工作状态可以达到很好的一致性，相对于传统的人工装夹操作可以大幅度提高生产效率，杜绝因操作不当造成的不良品。
[0015]本发明的有益效果体现在:
[0016]1、设备可完成软包锂离子电池的化成和分容两个工序，简化设备品种，提高生产效率。
[0017]2、采用托盘作为锂电池制造环节载体配合自动物流系统实现自动化成分容功能，实现方形锂离子电池制造过程的高品质、高效率、可追溯性。
[0018]3、每节电池的工作状态可以达到很好的一致性，相对于传统的人工单节装夹操作可以大幅度提高生产效率，杜绝因操作不当造成的不良品。
【附图说明】
[0019]图1是本发明整体结构示意图。
[0020]图2a是本发明电源机箱结构示意图。
[0021]图2b是可变条件充放电电源箱结构示意图。
[0022]图2c是本发明系统辅助电源结构示意图。
[0023]图2d是本发明散热风机结构示意图。
[0024]图3a是本发明电池夹装运动机构立体结构示意图。
[0025]图3b是本发明电池夹装运动机构主视图。
[0026]图3c是本发明连接导线束结构示意图。
[0027]图3d是本发明夹具夹紧机构示意图。
[0028]图4a是本发明电池托盘立体结构示意图。
[0029]图4b是本发明电池安装示意图。
[0030]图4c是本发明电池托盘ID号码安装示意图。
【具体实施方式】
[0031]参照图1至图4c，软包锂离子电池化成分容设备，包括机架1，还包括设置在机架I上的若干可变条件的充放电电源箱2、若干电池夹装运动机构3、电池托盘4以及设置在机架外PC机内的控制机构，所述的可变条件的充放电电源箱2与所述的电池夹装运动机构3通过连接导线束36电气连接；若干所述的可变条件的充放电电源箱2与电池夹装运动机构
3——对应；
[0032]所述的电池夹装运动机构3包括运动机构基板31、运动机构顶板以及设置在运动机构基板31和运动机构顶板之间的用于放置电池托盘的电池托盘支撑板32、用于定位锁紧电池托盘的托盘抱紧机构33、夹具升降机构34、夹具夹紧机构35、用于连接可变条件的充放电电源箱的连接导线束36，所述的电池托盘支撑板32的上方设置有所述的夹具夹紧机构35，所述的夹具升降机构34用于升降所述的夹具夹紧机构35，当夹具夹紧机构下