一种储能器件的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种储能器件制造工艺，包括电芯的制备、注液、电芯的化成和电芯的封装，通过切片叠加辊压制成的电芯完成铝塑膜封装和夹具固定后，进入封装设备后依次经过进口过渡仓、封装仓和出口过渡仓，封装仓包括注液区、化成区和封装区，被清洗完的双极性电池软包半成品从进口过渡仓离开，依次经过封装仓的注液区、化成区和封装区，完成封装的双极性电池离开封装区，进入出口过渡仓，出口过渡舱内设置容量检测设备，以对双极性电池进行检测。本发明专利技术提供一种快速的双极性电池制备工艺，基于目前注液机、低露点环境设备、化成设备及夹具、热塑封装机及电气系统，进行重新设计整合工艺流程，提高了制备效率和良品率。提高了制备效率和良品率。提高了制备效率和良品率。

【技术实现步骤摘要】
一种储能器件的制造工艺


[0001]本专利技术属于储能器件
，具体涉及一种储能器件的制造工艺。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高的优点，因此在现代生活中得到广泛的应用，但是目前锂离子电池仍然满足不了用户追求更长待机时间的需求，因此，开发能量密度更高的储能器件产品，成为工业界的急迫需求。
[0003]目前电池包基本上都采用从单体
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模组
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电池包的成组方式，通过多层级的成组方式保障电池安全，但会牺牲电池包的空间利率和能量密度，已有电池内部通过集流体将多个储能单元串联形成电池储能系统，即ETP（Electrode to pack）电池，可以降低电池的封装重量和体积，从而提高其比能量和比功率，并具有更加稳定的电池性能和更低的内阻，使电池的安全性也得到很大的提高。
[0004]目前的单极性电池软包封装技术较为复杂，周转时间长，过程管控风险大，很难满足ETP电池软包体系的应用需求，特别是传统的单极性电池软包生产工序无法满足双极性电池体系的化成排气封装需求，并且若采用二次封口工序，会给ETP高度集成体系带来风险。

技术实现思路

[0005]为解决以上问题，本专利技术提出了一种用于ETP电池的储能器件制造工艺。
[0006]为实现以上目的的技术解决方案如下：一种储能器件的制造工艺：所述储能器件包括至少一个电芯，所述至少一个电芯包括双极性电极片、隔膜及电解质，双极性电极片包括集流体，集流体的两侧面分别涂覆正极活性材料与负极活性材料，相邻两片双极性电极片相对的面涂覆的活性材料极性相反，相邻两片双极性电极片之间设置隔膜，所述集流体金属化后连接外部电源管理系统和化成系统，所述储能器件的制造工艺包括如下步骤；S1：所述正/负极活性物料与集流体成型，对制备好的电极进行辊压和分切，然后将双极性电极，以及两最外侧的端电极串联得到电芯，集流体金属化留出极耳，所述电芯外侧套设铝塑膜，得到双极性电池软包半成品；S2：所述双极性电池软包半成品从进口过渡仓的第一进口进入所述进口过渡仓，所述进口过渡仓内充满保护气体，所述保护气体对所述双极性电池软包半成品进行清洗；S3：被清洗完的所述双极性电池软包半成品从所述进口过渡仓的第一出口离开所述进口过渡仓进入封装仓，所述封装仓包括注液区、化成区和封装区，所述双极性电池软包半成品在所述封装仓内依次经过注液区、化成区和封装区，分别完成注液、化成和封装的步骤；S4：完成封装的双极性电池离开所述封装区进入所述出口过渡仓，所述出口过渡仓包括第二进口和第二出口，在所述封装区完成封装的双极性电池离开所述封装区，从所
述第二进口进入所述出口过渡仓，所述出口过渡舱内设置容量检测设备，所述容量检测设备对所述双极性电池进行检测，完成检测的双极性电池离开通过所述第二出口离开所述出口过渡仓，完成制备。
[0007]进一步改进，优选步骤S2中的进口过渡仓内的保护气体为氩气，所述氩气对所述双极性电池软包半成品进行清洗次数为三次。
[0008]进一步改进，优选步骤S3中的注液区内集成设置注液机或外连接独立的注液机，所述注液机配置有注液针，所述注液针与所述双极性电池软包半成品的注液口结合以进行定量注液。
[0009]进一步改进，优选步骤S3中的封装仓密封并与除湿机相连，所述除湿机连续对所述封装仓除湿，以保证封装仓内处于低水氧比状态，所述水氧比≤ 1 ppm。
[0010]进一步改进，优选步骤S3中的化成区设置有电接口，所述双极性电池软包半成品通过所述电接口连接外部化成系统，所述化成系统激活所述双极性电池软包半成品的正负极活性物质。
[0011]进一步改进，优选双极性电池软包半成品在进入所述进口过渡仓前外侧被夹具固定，所述双极性电池软包半成品的两侧及底面被热塑封装，上端呈敞口状态。
[0012]进一步改进，优选双极性电池软包半成品通过金属引出极耳，所述极耳与外部所述化成系统通过所述电接口电连接。
[0013]进一步改进，优选化成区还设置排气装置，步骤S3中，所述双极性电池软包半成品进入化成区后，开启所述排气装置，以排出所述双极性电池软包半成品化成时产生的气体。
[0014]进一步改进，优选封装区内设置抽真空装置和夹具加压装置，步骤S4中化成后的所述双极性电池软包半成品进入封装区后，开启所述抽真空装置对所述封装区进行抽真空，并使所述夹具加压装置对夹具施加压力。
[0015]进一步改进，优选步骤S3中对所述夹具施加压力以后，采用热塑机对所述双极性电池软包半成品的上端进行热塑封口，所述双极性电池软包半成品的两侧为铝膜，所述夹具夹在两侧的铝膜上，所述夹具加压装置对所述夹具加压，以对所述双极性电池软包半成品上端进行热塑封口。
[0016]本专利技术面向ETP结构体系注液化成封装问题，相对于传统单极性电池，双极性电池由两端正负单极性电极与若干双极性电极串联而成，可实现高压电化学体系。ETP结构体系基于双极性电池，由电极片直接封装成模组系统，减少传统单体壳体，省略模组装配过程，可显著提高能量密度，降低系统成本，并且带来更低内阻简化系统等优势。
[0017]本专利技术针对ETP双极性电池软包结构，设计出一种满足其注液
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化成
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封装的高度集成式设备，并设计出自动化的制造工艺，可以保证高质量高效率产出。
[0018]本专利技术设计出一种储能器件制造工艺，基于目前主流注液机、低露点环境设备、化成设备及夹具、热塑封装机及电气系统进行重新设计组合，编制工艺程序，针对ETP双极性电池软包结构进行一体整合产出。首先基于ETP双极性电池软包的特殊结构，其中每个独立正负极单元进行极耳引出连接至化成夹具上，即ETP双极性电池软包首先进行化成夹具固定并且保证独立正负极单元进行连接。随后进入入口过渡仓进行3
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4次保护气体清洗，过程中ETP双极性电池软包结构保持敞口状态，随后进行定量注液，并选择适当注液速率及浸润时间。保证浸润完全后进行化成工序，化成工序过程中出现明显产气现象，过程中提供低露
点环境，并将正压气体及时排出处理。化成及排气完成后进入封装工序，软包铝塑膜热塑封装。全工序保持在低露点环境中进行。封装完成后，进入出口过渡仓进行3
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4次保护气体清洗，最后产出完整ETP双极性电池软包产品。
[0019]本专利技术针对ETP双极性电池软包实际生产过程中注液
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化成
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封装问题，设计了高度集成式设备，保证高效率高质量产出。有效解决如下问题：（1）ETP双极性电池软包中每个独立正负极单元化成困难问题，包括化成后需要及时排气问题；（2）传统工艺需要二次封口，该专利技术仅需要一次封装，ETP双极性电池软包半成品前期为敞口状态，在实际工序中极大提高了便利性；（3）整条工序在低露点环境中进行，通过电气系统进行控制，保证了产品的一致性，实现高质量高效率生产。
附图说明
[0020]图1为现有单体电池结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能器件的制造工艺，其特征在于：所述储能器件包括至少一个电芯，所述至少一个电芯包括双极性电极片、隔膜及电解质，双极性电极片包括集流体，集流体的两侧面分别涂覆正极活性材料与负极活性材料，相邻两片双极性电极片相对的面涂覆的活性材料极性相反，相邻两片双极性电极片之间设置隔膜，所述集流体金属化后连接外部电源管理系统和化成系统，所述储能器件的制造工艺包括如下步骤；S1：所述正/负极活性物料与集流体成型，对制备好的电极进行辊压和分切，然后将双极性电极，以及两最外侧的端电极串联得到电芯，集流体金属化留出极耳，所述电芯外侧套设铝塑膜，得到双极性电池软包半成品；S2：所述双极性电池软包半成品从进口过渡仓的第一进口进入所述进口过渡仓区，所述进口过渡仓内充满保护气体，所述保护气体对所述双极性电池软包半成品进行清洗；S3：被清洗完的所述双极性电池软包半成品从所述进口过渡仓的第一出口离开所述进口过渡仓进入封装仓，所述封装仓包括注液区、化成区和封装区，所述双极性电池软包半成品在所述封装仓内依次经过注液区、化成区和封装区，分别完成注液、化成和封装的步骤；S4：完成封装的双极性电池离开所述封装区进入所述出口过渡仓，所述出口过渡仓包括第二进口和第二出口，在所述封装区完成封装的双极性电池离开所述封装区，从所述第二进口进入所述出口过渡仓，所述出口过渡舱内设置容量检测设备，所述容量检测设备对所述双极性电池进行检测，完成检测的双极性电池通过所述第二出口离开所述出口过渡仓，完成制备。2.根据权利要求1所述的储能器件的制造工艺，其特征在于，所述步骤S2中的所述进口过渡仓内的保护气体为氩气，所述氩气对所述双极性电池软包半成品进行清洗次数为三次。3.根据权利要求1所述的储能器件的制造工艺，其特征在于，所述步骤S3中的注液区内集成设置注液机或外连接独立的注液机，所述注液...

【专利技术属性】
技术研发人员：车玲娟，朱夏纯，闫坤，常雅慧，陈希雯，孙伟，王俊华，
申请(专利权)人：烯晶碳能电子科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：