一种软包装锂离子电池的排气装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种软包装锂离子电池的排气装置，旨在提供一种能够降低生产成本、提高电池使用性能的排气装置。它包括下模、上模及设置在电池上与电池内部连通的排气管柱，所述排气管柱设于正负极耳之间；排气管柱外侧面上设有第一热熔材料层，排气管柱通过热封与封装电池的铝塑膜连为一体。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种排气装置，具体涉及ー种应用于叠片式的软包装锂离子电池的排气装置。
技术介绍
锂离子电池在生产过程中需要进行化成，化成是通过一定的充放电制式对锂离子电池进行激活的过程。锂离子电池在化成过程中会产生气体，这些气体需要从电池内部排放出去，否则将会影响锂离子电池的性能。目前对于软包装锂离子电池的排气方式，一般都是采用气囊式，即在用铝塑膜封装电芯吋，除完全封住电芯外还预留一部分铝塑膜形成气囊，用于储存化成时产生的气体。在锂离子电池化成结束后切除气囊并进行封装。这种方法的缺点是浪费铝塑膜，增加锂离子电池的生产成本；另外该方式对化成过程中产生的气体也不能彻底排除，影响电池的使用寿命及供电稳定性。为了解决现有方法对铝塑膜造成浪费的问题，一些方案也对此做了ー些改进。例如，中国专利公开号CN102117936A，公开日2011年07月06日，专利技术创造的名称为软包装锂离子电池化成方法，该申请案公开了ー种软包装锂离子电池化成方法，电芯用铝塑膜包装后留有注液管，化成过程中，采用回流装置对铝塑膜内腔抽真空，再用惰性气体回压电解液，最后热封注液管。该方法用于软包装锂离子电池化成，虽然解决了对铝塑膜造成浪费的问题，但该方案本身的设备成本高，使得锂离子电池的生产成本提高。另ー方面对于采用铝塑膜封装的叠片式软包装锂离子电池，在化成过程中采用对铝塑膜内腔抽真空的方式来排除气体，即使电池内部产生负压从而抽出气体，由于铝塑膜硬度低在抽除气体的过程中对操作エ艺要求很高，否则容易使得铝塑膜产生凹陷及起皱现象从而影响电池质量。
技术实现思路
本技术目的是为了克服软包装锂离子电池采用气囊式的排气方式对铝塑膜造成浪费，增加锂离子电池的生产成本；以及气囊式的排气方式对化成过程中产生的气体不能彻底排除，影响锂离子电池质量的问题，提供一种能够有效降低生产成本、并彻底排除化成过程中产生的气体，提高电池使用寿命及供电稳定性的软包装锂离子电池排气装置。本技术的技术方案是ー种软包装锂离子电池的排气装置，包括下模、上模及设置在电池上与电池内部连通的排气管柱，所述排气管柱设于正负极耳之间；排气管柱外侧面上设有第一热熔材料层。本方案的排气管柱通过模具进行热封，将排气管柱外侧面上设置的第一热熔材料层与用于封装电池的铝塑膜表面的塑料膜连为一体，使排气管柱外侧面与铝塑膜之间具有良好的密封性。同时该方案的锂离子电池可以通过排气管柱进行注液；在注液完毕后将锂离子电池放置在上模和下模内进行化成；由于锂离子电池置于上下模的模腔内，因此在化成过程中软包装锂离子电池不会产生膨胀，而化成过程中产生的气体将会由排气管柱排出；当化成结束后，开模并对排气管柱进行封ロ。另ー方面，由于正负极耳与锂离子电池内部的电芯是相互连接的，在化成过程中产生的部分气体会附着在正负极耳与电芯的连接部位不易排出；而一般的软包装锂离子电池在化成过程中设置的排气ロ的位置一般都是在电池的侧面上，使得正负极耳与电芯的连接部位的气体更不易排出。这样锂离子电池在充放电过程中，正负极耳与电芯的连接部位的小气泡会影响锂离子在正负极之间移动，从而影响锂离子电池的使用性能。本方案排气装置的排气管柱设置在正负极耳之间，可以快速有效的将正负极耳与电芯的连接部位的气体排出到电池外部。作为优选，排气管柱为金属管，排气管柱中部外侧面上设有ー圈向内凹陷的环形凹陷，且位于环形凹陷上部的排气管柱内侧面上设有第二热熔材料层，所述第二热熔材料层的熔点高于第一热熔材料层。由于第二热熔材料层的熔点高于第一热熔材料层，在排气管柱与铝塑膜之间通过热封进行密封连接时，设于排气管柱内侧面上设有第二热熔材料层不会溶化在排气管柱的通孔内形成封ロ。在化成结束后，由于排气管柱内侧面上还具有第ニ热熔材料层，可以通过热封对排气管柱进行封ロ，在热封时第二热熔材料层溶化并在排气管柱内侧面上的环形凹陷处聚集形成封ロ。作为优选，排气装置还包括支撑架、竖直设置在支撑架上部的气缸本体；所述气缸本体内部设有活塞，气缸本体顶部设有开关阀及竖直的液压缸或气压缸；所述液压缸或气压缸的缸体与气缸本体密封连接，液压缸或气压缸的活塞杆与活塞连接；所述活塞上设有导液管，导液管上下两端分别位于气缸本体内外两侧；导液管上端ロ处位于气缸本体内部设有上端开ロ的储液罐，导液管下端ロ设有活接头；所述气缸本体位于下模、上模的上方；所述下模上设有上端开ロ的模腔；且上模的横截面积小于下模模腔的开ロ面积，所述上模通过连接杆与活塞相连接，上模边缘设有向上延伸的台阶，且台阶的边缘处设有向下伸出的卡钩；所述下模外侧面上相对于卡钩设有卡槽。由于锂离子电池内部的极片与极片之间的阻力、电解液的粘度及界面出处的电解液表面张力，使得化成过程中电池内部产生的部分气体难以排出到电池外部。但通过该方案的排气装置可以将化成过程中电池内部产生的气体彻底排出。在锂离子电池化成结束后，首先关闭开关阀使电池内部通过排气管柱和导液管与汽缸本体的内部空腔连接为一个封闭的空腔；接着通过液压缸使活塞向下移动，从而带动上模一起下移；在上模下移的过程中对软包装锂离子电池进行挤压，同时在活塞下移的过程中汽缸本体内的气压会形成负压；通过上模对软包装锂离子外部的挤压カ和汽缸本体内部空腔的负压对电池内部形成的吸力，使软包装锂离子电池内部的极片与极片之间的间隙内的电解液通过排气管柱和导液管进入到储液罐内，在电解液由电池内部进入到储液罐的过程中电解液内的小气泡会被破坏，从电解液中排出。在气体排出电解液后，通过液压缸使活塞上移；由于上模设有卡钩、下模外侧面上设有卡槽在活塞下移的过程中上模的卡钩与下模外侧面上的卡槽会卡合；在活塞上移的过程中会带动上模、下模及上模和下模内的锂离子电池一起上移；在活塞上移的过程中汽缸本体内的气压会逐渐增大将储液罐内的电解液回压到电池内部。通过这个过程对锂离子电池内部残留的气体进行彻底的排除。作为优选，位于电池内部的排气管柱的外侧面、下端面及位于环形凹陷下部的排气管柱内侧面上设有耐电解液腐蚀的耐腐蚀塑料层。由于排气管柱为金属管并与锂离子电池内部的电解液接触，在充放电过程中可能会导致正负极耳之间产生短路；因此，在位于电池内部的排气管柱的外侧面、下端面及位于环形凹陷下部的排气管柱内侧面上设有耐电解液腐蚀的塑料层，将 金属材质的排气管柱与电解液隔开，避免充放电过程中导致正负极耳之间产生短路。作为优选，卡钩下部水平的设有用于配合卡接的卡接面，所述卡槽上部水平的设有用于配合卡接的支撑面，所述卡接面位于上模下端面的下方，且卡接面与上模下端面之间的间距和支撑面与下模上端面之间的间距相同。这样在活塞带动上模、下模及上模和下模内的锂离子电池一起上移时，使得上模的下端面与下模的上端面齐平；而且下模上设置的模腔的大小及形状被设置为与放置的锂离子电池的大小及形状相同，使得在上模和下模在上移的过程中上模和下模形成的封闭模腔的大小与被上模挤压前的锂离子电池大小相同，因此在将储液罐内的电解液回压到电池内部后，可使锂离子电池的形状恢复到化成前的状态。作为优选，所述储液罐呈漏斗状。储液罐呈漏斗状便于电解液回流。作为优选，排气装置还包括铝塑膜制成的气囊袋，所述气囊袋上设有软管，软管与开关阀外端ロ密封连接。化成过程中电池内部产出的气体及汽缸本体内部的气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丁，张兴国，史离全，董峰，张景国，茹永军，
申请(专利权)人：万向电动汽车有限公司，万向集团公司，
类型：实用新型
国别省市：