[发明专利]控制方形锂电池电芯尺寸的方法及夹具

说明书

【技术领域】

本发明涉及电池领域，尤其是涉及锂电池制造领域。

【背景技术】

方形锂电池外形尺寸的一致性是各个锂电池生产厂家关注的一个重点。目前基本上都是采用自动化设备，尤其是自动卷绕设备来保证锂电池的外形尺寸。锂电池成品在装配好之后，需要对锂电池充放电进行容量检测。锂电池的负极材料在充电后会膨胀，而自动卷绕设备卷绕的张力过紧，因此此时负极会出现褶皱，使得方形锂电池的电芯尺寸在充放电后变化过大，导致成品尺寸超标。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种控制方形锂电池电芯尺寸的方法。

此外，还提供了一种控制方形锂电池电芯尺寸的夹具。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种控制方形锂电池电芯尺寸的方法，包含：

制成成品方形锂电池；

对方形锂电池预充电；

方形锂电池放置老化；

测试方形锂电池容量；

其中：在测试方形锂电池容量之前夹紧方形锂电池并施加夹紧力，并在容量测试过程中保持夹紧状态。

进一步地：夹紧方形锂电池是从平行于方形锂电芯厚度的方向夹紧。

进一步地：所述夹紧力为40kg/L-65kg/L。

进一步地：所述测试方形锂电池容量步骤中，放电终止电压为3.92V。

进一步地：所述夹具包含两块平行的夹紧板，以及连接两个所述夹紧板侧面的连接板，在所述夹紧板上设有压紧装置，所述夹紧板用于夹紧锂电池，所述压紧装置对被夹紧的锂电池施加夹紧力。

进一步地：所述夹紧板之一开设有螺纹孔，所述压紧装置包含位于该夹紧板内侧的移动块和与所述移动块连接的穿过所述螺纹孔的螺栓。

进一步地：所述夹紧板之一与所述连接板滑动连接，所述压紧装置为与该夹紧板连接并驱动该夹紧板滑动的气泵，所述气泵在达到设定值时停止驱动。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明在方形锂电池进行容量测试之前，先夹紧方形锂电池，可以防止方形锂电池的负极材料在充电过程膨胀产生皱褶而影响成品尺寸。

2.本发明是从平行于方形锂电池的厚度方向，即垂直于宽面的方向进行夹紧，受力面大，方形锂电池容易保持稳定，施加力也比较方便。

3.本发明对方形锂电池的夹紧力控制在40kg/L-65kg/L，实现数据表明在这一范围内的夹紧力对于成品电芯尺寸控制的效果最好。

4.本发明的夹具采用两个平行夹紧板，以固定方形锂电池，然后再在夹紧板上设置压紧装置，给定位后的方形锂电池施加夹紧力。

5.本发明的压紧装置采用螺栓推动的移动块，一方面可以进一步压紧方形锂电池，另一方面可以使得压紧力在方形锂电池的外壳上分布均匀，避免压力集中损伤电池。

【附图说明】

图1本发明夹紧夹具的结构示意图

其中：

10-夹具       100-夹紧板      200-连接块

120-螺纹孔    300-压紧装置    320-移动块

340-螺栓

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

【具体实施方式】

本发明针对锂离子电池的后段生产工艺进行改善，在锂离子电池预充结束，并且通过一段时间的老化后在方形锂电池的容量检测之前增加一夹紧步骤。

实施例一

自动卷绕设备生产的方形锂电池在装配为成品电池之后，要对方形锂电池进行预充电，然后放置一段时间待其老化，之后一般是进行容量测试。

由于方形锂电池的负极材料在充电后会膨胀，而自动卷绕设备卷绕的张力过紧，因此在容量测试过程中负极会出现褶皱，电芯厚度尺寸发生变化，导致方形锂电池的成品尺寸超标。本发明在容量测试之前，先对方形锂电池进行夹紧(最好沿平行于方形锂电池的厚度方向夹紧，即夹紧方向垂直于方形锂电池面积较大的面，使受力面比较大)，然后再将夹紧中的锂电池在测试机柜上进行容量测试，然后在3.92V终止电压检测下柜。在容量检测过程中，负极材料的膨胀因为外加压力的作用受到阻碍，因此皱褶减少，电芯尺寸变化较小，成品电池的合格率增加。

测试数据如下：

测试数据1-3和对比例1是针对型号为423450的方形锂离子电池进行测试，通过对比例可以看出，未增加夹紧步骤之前，容量检测后的电芯厚度尺寸平均增大约2.34％，而增加夹紧步骤之后，容量检测后的电芯厚度尺寸平均增大仅为0.21％-0.36％。

测试数据1