[实用新型]二次电池干燥及注液集成装置

说明书

技术领域

本实用新型属于二次电池生产领域，更具体地说，本实用新型涉及一种二次电池干燥及注液集成装置。

背景技术

锂离子二次电池因具有电压高、工作温度宽、使用寿命长、绿色环保等优点，已在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等领域获得了广泛地应用，大容量锂离子二次电池在人造卫星、航空航天和储能方面也已得到应用，并逐渐成为21世纪电动汽车的主要动力电源。

锂离子二次电池的传统生产工序为：电池入壳→真空干燥→顶盖焊接→气密性检测→注液→插密封钉→高温静置→拨密封钉→化成。依照上述工序生产锂离子二次电池的工艺繁复，生产周期长达30天；而且，顶盖焊接工艺会因真空干燥工艺导致的电芯热膨胀变形，而致使激光焊接的优率大打折扣；再者，电池入壳至化成的所有步骤均需在干燥房中进行，使得电池中的水含量难以控制，干燥成本提高。另外，在现有工艺中，真空干燥工艺耗时15～70H，注液工艺耗时4～12H，因此提高该两道工艺的效率已成为锂电行业的研究热点。

传统的真空干燥工艺通常采用热辐射和静置热对流的方式对电池进行加热，在-80～-100kPa的真空度中进行干燥，此工艺存在以下缺点：1)由于热对流会产生粉尘，容易影响电池的安全性能，同时，采用热辐射和热对流的加热方式升温效率慢，一般需2～8H，而且在真空干燥阶段，对电池热补偿的速度也很慢；2)传统干燥工艺采用低真空(-80～-100kPa)，导致电池干燥效率较低，一般需15～70H。

现有的锂离子二次电池注液工艺步骤为：将真空干燥后的锂离子二次电池冷却至常温，之后先短时间抽真空(-80～-100kPa)后再注液，然后打正压，并循环数次。这种工艺存在以下缺点：一是没有利用真空干燥阶段电芯已具有的能量，造成能源浪费严重，而且增加了冷却工艺成本；二是由于极片微孔中的气体在短时间内难以除尽，未除尽的气体会导致电解液的浸润过程效率低，所以锂离子二次电池注液后需要的高温静置耗时较长，即注液效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种二次电池干燥及注液集成装置，以提高二次电池的干燥和注液效率，并达到简化工序和节约能源的目的。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种二次电池干燥及注液集成装置，其包括热传导加热装置、真空干燥系统和注液系统；所述真空干燥系统包括真空腔室、真空泵、热干燥气进气管和活动密封，活动密封设于真空腔室的室壁上，装有顶盖的二次电池收容于真空腔室中；注液系统包括注液针；热传导加热装置对真空腔室中的二次电池进行接触式加热；真空干燥系统利用真空泵和热干燥气进气管输入的热干燥气，对加热升温后的二次电池进行真空干燥；注液系统利用注液针穿过活动密封，对真空腔室中干燥完毕的二次电池进行注液。

作为本实用新型二次电池干燥及注液集成装置的一种改进，所述热传导加热装置包括加热底板、加热板和加热控制器；加热底板固定在真空腔室中形成能够夹持收容二次电池的电池加热空间，加热板覆盖在加热底板朝向电池加热空间的表面。

作为本实用新型二次电池干燥及注液集成装置的一种改进，所述真空腔室的内壁上设置有保温反光板。

作为本实用新型二次电池干燥及注液集成装置的一种改进，所述真空泵通过设有抽气阀的抽气管与真空腔室连接，热干燥气进气管上设置有热干燥气进气阀。

作为本实用新型二次电池干燥及注液集成装置的一种改进，所述注液系统还包括储液罐、进液支管、进液母管、流量控制器和一个以上注液缓冲杯；注液缓冲杯用于存储单个二次电池需要灌注的电解液，所有注液缓冲杯顶部的进液支管并联后，通过进液母管连接至储液罐的底部；流量控制器设在进液母管上。

作为本实用新型二次电池干燥及注液集成装置的一种改进，所述注液系统还包括升降支架和升降电机；注液缓冲杯成排地安装于升降支架，每一注液缓冲杯的底部均设有注液针；升降支架由与其连接的升降电机控制升降，带动注液缓冲杯移动，使得注液针穿过活动密封与二次电池的注液孔对接。

作为本实用新型二次电池干燥及注液集成装置的一种改进，所述流量控制器下游的进液母管上连接有高压进气管，高压进气管上设有高压进气阀；每一注液缓冲杯顶部的进液支管上都设有进液阀，底部的注液针上方则设有出液阀；高压进气阀、进液阀、出液阀全部打开时，注液缓冲杯中的电解液在高压气体与真空腔室的压差下，通过注液针快速注入二次电池中。