方形鋰離子電池化成分容設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種方形鋰離子電池化成分容設備，屬于電池制造設備技術領域。
【背景技術】
[0002]方形鋰離子電池的生產工藝中，化成和分容是十分重要的工序，化成是用電的能量對電池內部活性進行激活，在電池負極形成SEI膜，質量好的化成設備可以保證電池具有較好的充放電性能與循環壽命，分容是對已激活的電池進行幾個滿負荷的充放電循環過程，測試直流內阻、充放電電壓、恒流放電、恒壓放電、恒功率放電特性，進行分組以挑選相同電參數的電池進行串聯并聯應用，減少電池組合后的短板效應。
[0003]目前，由于單體重量大的原因，多數依賴人工單節周轉的制造方式。人工操作的方法導致出現電池品質不良率高，本體易出現人為的劃傷、變形，化成分容數據不能可靠追溯，搬運流轉效率低下，安全性差等問題。
【發明內容】
[0004]為了克服現有方形鋰離子電池化成分容工序中人工操作存在的電池品質不良率高，本體易出現人為的劃傷、變形，化成分容數據不能可靠追溯，搬運流轉效率低下，安全性差等的問題，本發明提供一種采用托盤作為鋰電池制造環節載體、配合自動物流系統實現自動化成分容功能、實現方形鋰離子電池制造過程的高品質、高效率、可追溯性的方形鋰離子電池化成分容設備。
[0005]本發明采用的技術方案是:
[0006]方形鋰離子電池化成分容設備，包括機架，其特征在于:還包括設置在機架上的若干可變條件的充放電電源箱、若干電池夾裝運動機構、電池托盤以及設置在機架外PC機內的控制機構，所述的可變條件的充放電電源箱與所述的電池夾裝運動機構通過連接導線束電氣連接；若干所述的可變條件的充放電電源箱與電池夾裝運動機構一一對應；
[0007]所述的電池夾裝運動機構包括運動機構基板和設置在運動機構基板上的用于放置電池托盤的電池托盤支撐板、探針板升降機構、探針板、用于連接可變條件的充放電電源箱的連接導線束，所述的電池托盤支撐板的上方設置有所述的探針板，所述的探針板升降機構用于升降所述的探針板，當探針板下降至壓縮行程，所述的探針板上探針的接觸面與電池的正負電極緊密接觸。
[0008]所述的可變條件的充放電電源箱包括電源機箱和設置在電源機箱內的用于接收對電池充放電功能的控制的單片機板、驅動功率板、用于供電的系統供電電源、雙向逆變電源以及散熱風機，所述的單片機板通過通訊接口與所述的控制機構連接；所述的電源機箱內設置有若干塊驅動功率板，每塊所述的驅動功率板上設有若干路充放電電路，所述的充放電電路與所述的雙向逆變電源連接。當鋰電池充電時從雙向逆變電源獲得能量，充入鋰電池；當鋰電池放電時將鋰電池能量通過雙向逆變電源返回至交流電網。
[0009]所述的驅動功率板包括多路雙向DC/CD單元、電壓電流采集線路、散熱器和恒流恒壓控制線路。針對單節方形鋰離子電池充放電的雙向DC/DC單元，電池電壓和充放電電流的實時高精度高速采樣線路，接受精確控制的充放電恒壓控制線路，接受精確控制的充放電恒流控制線路，電壓電流異常保護線路；單片機及其內置軟件包括通訊和控制接口，可按照預定通訊協議與設置于PC機內的控制機構進行數據交互，采集電池的實時數據并對電池的充放電過程進行控制，并根據需要對電池夾裝運動機構進行控制；雙向逆變電源，連接電網和雙向DC/DC單元，電池充電時，將電網能量由交流轉換為直流并降壓，電池放電時，將放電能量由直流轉換為交流回饋電網；系統輔助電源連接電網和電子線路各部分供電端，提供電子線路自身工作所需的供電，為各芯片和器件提供所需電能。
[0010]所述的電池托盤包括托盤本體，所述的托盤本體上設置有若干用于放置電池的電池放置槽。
[0011]所述的電池放置槽有70個，電池垂直放置在所述的電池放置槽內，并且電池的正負電極均位于電池頂部。
[0012]所述的電池托盤支撐板上設置有用于限制探針板下降位置的限位塊。
[0013]電池托盤采用阻燃材質配合金屬骨架，每次可裝載70節電池，電池在電池托盤中為直立放置形式，在轉運中保護電池本體不受損傷。這種托盤形式充分利用方形鋰離子電池的外形高度高，厚度小的特點，最大效率的利用了平面空間，節省了生產和儲存的占地，同時，在生產流轉中，以電池托盤為載體，也大大提高流轉的效率和安全性。
[0014]本發明中，控制機構通過與單片機板通訊，將鋰離子電池的化成分容工序條件發送給單片機板，并定時采集電池的電壓電流數據以及設備狀態，對電池數據進行保存，分析和上傳。一個控制機構可同時管理若干臺可變條件的充放電電源箱。
[0015]使用時，機器或人工方式將電池托盤放置在電池托盤支撐板上，探針板升降機構將探針板下降至限位塊限定位置，使探針的接觸面和電池的正負電極緊密接觸，并達到設定壓縮行程，通過連接導線束通電進行工作。電池托盤內的70節電池同時夾裝，每節電池的工作狀態可以達到很好的一致性，相對于傳統的人工單節裝夾操作可以大幅度提高生產效率，杜絕因操作不當造成的不良品。
[0016]本發明的有益效果體現在:
[0017]1、該設備可完成方形鋰離子電池的化成和分容兩個工序，簡化設備品種，提高生產效率。
[0018]2、采用托盤作為鋰電池制造環節載體配合自動物流系統實現自動化成分容功能，實現方形鋰離子電池制造過程的高品質、高效率、可追溯性。
[0019]3、每節電池的工作狀態可以達到很好的一致性，相對于傳統的人工單節裝夾操作可以大幅度提高生產效率，杜絕因操作不當造成的不良品。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明方形鋰離子電池化成分容設備結構示意圖。
[0021]圖2a是本發明可變條件充放電電源箱結構立體圖。
[0022]圖2b是本發明可變條件充放電電源箱結構平面圖。
[0023]圖2c是本發明系統供電電源示意圖。
[0024]圖2d是本發明散熱風機示意圖。
[0025]圖3是本發明驅動功率板結構示意圖。
[0026]圖4a是本發明電池夾裝運動機構結構立體圖。
[0027]圖4b是本發明電池夾裝運動機構平面圖。
[0028]圖4c是本發明電池夾裝運動機構局部示意圖。
[0029]圖5是本發明電池托盤結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]參照圖1至圖5，方形鋰離子電池化成分容設備，包括機架1，還包括設置在機架I上的若干可變條件的充放電電源箱2、若干電池夾裝運動機構3、電池托盤4以及設置在機架外PC機內的控制機構，所述的可變條件的充放電電源箱2與所述的電池夾裝運動機構3通過連接導線束35電氣連接；若干所述的可變條件的充放電電源箱2與電池夾裝運動機構
3——對應；
[0031 ] 所述的電池夾裝運動機構3包括運動機構基板31和設置在運動機構基板31上的用于放置電池托盤的電池托