[發明專利]金屬殼鋰離子動力電池化成分容設備

有效

• 申請號: 201510515109.3
• 申請日: 2015-08-20
• 公開（公告）號: CN105048000B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 曹驥;曹政;俞平廣
• 申請（專利權）人: 浙江杭可科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 王兵,黃美娟

技術領域

本發明涉及一種金屬殼鋰離子動力電池化成分容設備，屬于鋰離子動力電池制造設備領域，適應于金屬殼(包括鋁殼、鋼殼)鋰離子動力電池的自動化生產工藝要求，對注液、高溫老化后的動力鋰電池以精確控制的電流進行充放電，以激活電池活性物質，使電極主要是負極形成有效穩定的鈍化膜或SEI膜，并確定電池的準確容量。

背景技術

鋰離子動力電池的生產工藝中，化成、分容工序是十分重要的，化成是對鋰離子動力電池的初次充電，以激活電池活性物質，使電極主要是負極形成有效穩定的鈍化膜或SEI膜，分容是在化成工序以后進行的，主要是為了進一步穩定鋰離子動力電池的性能，并確定電池的準確容量，為后道的分選、配組工序提供數據。

在現有金屬殼鋰離子動力電池的生產中，化成分容工序是采用手動的或半自動的設備，人工環節太多，造成效率低下，同時化成分容設備的充放電電源部是采用非并網型acdc電源和非回饋型dcdc電源，造成化成分容工序的電能損耗較大。

發明內容

為了克服現有化成分容設備在自動化程度的不足，以及設備的使用能耗較大的不足，本發明提供一種適應于全自動的、充放電節能回饋型的化成分容工序的、能夠滿足對鋰離子動力電池化成分容設備的自動化和降低能耗的要求的金屬殼鋰離子動力電池化成分容設備。

本發明采用的技術方案是：

金屬殼鋰離子動力電池化成分容設備，包括機架，其特征在于：還包括設置在機架上的多個節能回饋型充放電電源機構、運動機構、托盤以及與PC機通訊連接的控制機構，所述的節能回饋型充放電電源機構與運動機構電連接并且一一對應。

所述的節能回饋型充放電電源機構包括驅動箱機架以及設置在驅動箱機架上的驅動板、單片機、逆變電源和風機，所述的驅動板、逆變電源和風機分別與單片機控制連接。

所述的驅動板包括與單片機連接的散熱器、電感器、變壓器、程控模塊、PWM模塊和充放電輸出接口，所述的充放電輸出接口與所述的運動機構連接。

所述的單片機包括控制板、輔助電源、通訊接口、控制接口，所述的通訊接口與PC機連接，所述的控制接口用于連接控制板與運動機構。

所述的運動機構包括基板、頂板以及設置在基板與頂板之間的導向軸，所述的頂板可沿所述的導向軸上下移動，所述的基板上設置有用于放置托盤的托盤支撐板，所述的托盤支撐板與基板之間留有裝取貨叉的操作空間，所述的托盤支撐板上設置有托盤導向板，所述的頂板的底部安裝有探針夾具，所述的探針夾具與氣缸連接；所述的探針夾具與所述的充放電輸出接口連接，所述的探針夾具向下運動至與托盤內的電池極柱接觸連接。

所述的基板上設置有用于限制頂板向下運動的限位桿。

所述的托盤支撐板與托盤相對的側面設置有托盤定位銷。

所述的頂板上設置有與單片機連接的煙霧報警器，所述的基板的底部正對托盤的位置設置有用于驅散托盤內電池充放電時產生的熱量的冷卻風機。當電池發生異常情況產生煙霧時，設備能自動檢測到并發出控制信號，使夾具脫離電池極柱，并報警提示。

所述的托盤包括托盤本體，所述的托盤本體內設置有用于放置電池的電池放置位；所述的托盤本體的側部設置有與托盤定位銷配合作用的定位孔。

所述的托盤本體上還設置有用于托盤條碼以及電池內襯。

本發明中，運動機構的探針夾具和節能回饋型充放電電源機構采用導線相互連接，運動機構的探針夾具和電池的極柱采用夾具連接，控制機構和運動機構的控制接口采用導線相互連接，控制機構根據工藝控制參數設置，自動控制運動機構的動作，使夾具開始充放電時連接到電池極柱，充放電結束時離開電池極柱。

開始充放電時，托盤通過自動物流設備自動投入運動機構的托盤支撐板，結束充放電時取出運動機構，運動機構內設置有上下物流空間，以及導向、定位裝置，實現夾具動作時能夠準確連接到電池極柱上。

節能回饋型充放電電源機構包括一級雙向并網型acdc開關式充放電電源和二級雙向回饋型dcdc開關式充放電電源。一級雙向并網型acdc開關式充放電電源包括功率變換電路和控制電路組成，ac側連接供電電源，dc側連接二級雙向回饋型dcdc開關式充放電電源的高壓側，單片機通過控制功率變換回路的工作狀態，使一級雙向并網型acdc開關式充放電電源在電池充電時工作于整流狀態、放電時工作于逆變狀態，并保持dc側電壓的穩定。二級雙向回饋型dcdc開關式充放電電源由雙向dcdc功率變換電路、雙向pwm控制電路組成，充電時，高壓側為輸入，低壓側為輸出，放電時，低壓側為輸入，高壓側為輸出。