一种电池化成设备的制作方法

1.本技术涉及电池生产设备的领域，尤其是涉及一种电池化成设备。


背景技术：

2.锂电池化成是锂电池注液后对电池的首次充电过程。该过程可以激活电池中的活性物质，使锂电池活化。同时，锂盐与电解液发生副反应，在锂电池的负极侧生成固态电解质界面膜，该层膜可阻止副反应进一步的发生，从而减少锂电池中活性锂的损失。
3.化成温度主要是通过影响电解液的粘度和电导率及电极材料离子扩散速度，对化成效果产生影响的。化成温度越高电解液粘度越低、电解液电导率越高、电极材料离子扩散速度越快，因此极化越小，化成效果越好。但化成温度过高时，将会破坏已经形成的固态电解质界面膜的结构、改变其组份；同时电解液为有机溶剂溶液，过高的温度将使得电解液中的低沸点成份挥发速度加快，影响化成效果。
4.电池化成一般在化成柜内进行，化成柜放置在温度为化成温度的化成室内，化成柜内的空气与化成室内的空气流动交换，维持电池化成时周围空间温度的稳定。
5.由于化成温度一般为四十度以上，维持化成室内的温度在化成温度需要消耗大量的能量。


技术实现要素：

6.本技术提供一种电化成池设备，具有减少电池化成时的能量消耗。
7.本技术提供了一种电池化成设备，包括温控组件以及化成箱；其中，化成箱包括多个隔热板，所述多个隔热板围成用于放置电池的化成腔；所述隔热板包括内板、外板以及侧板，所述内板与所述外板沿隔热板厚度方向间隔设置，所述侧板与所述内板以及所述外板固定连接形成封闭的隔热腔；所述化成箱上设置有回风口，所述回风口连通所述化成腔与外界；所述温控组件用于使经过加热的外界空气流向所述化成腔。
8.在上述技术方案中，化成腔通过使用隔热板围成，能减少化成腔与外界之间的热量交换，通过温控组件向化成腔内送入合适温度的空气，化成腔内的空气从回风口外出到外界，调节化成腔内的温度，保持化成腔内的温度稳定，保证电池在合适温度范围内进行化成的同时，减少了电池化成时的能量消耗。
附图说明
9.图1是一种实施例中电池化成设备的结构示意图；
10.图2是一种实施例中具有隔热腔的隔热板的剖面结构示意图；
11.图3是一种实施例中填充隔热层的隔热板的剖面结构示意图；
12.图4是一种实施例中驱动件与导流板关系的结构示意图。
13.1、箱框；2、隔热板；21、内板；22、外板；23、侧板；24、隔热腔；25、隔热层；26、回风口；3、温控组件；31、第一温控组件；32、第二温控组件；33、第三温控组件；34、管道；35、换热
风机；36、换热件；4、导流组件；41、导流框；42、导流板；431、气缸；432、连杆；433、档杆；5、化成腔；6、电源腔；7、电源转换器。
具体实施方式
14.下面通过附图和实施例对本技术进一步详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
15.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
16.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
17.本技术实施例公开一种电池化成设备。用于在电池生产时对电池进行化成，激活电池内部的正负极物质，改善电池的综合性能。
18.本实施例中，化成设备对多个电池进行化成，多个电池分成多组电池，每组电池放置在一个托盘上，多个托盘沿竖向依次堆叠。
19.参照图1，电池化成设备包括化成箱，化成箱包括多个隔热板2，多个隔热板2围成用于放置电池的化成腔5。
20.具体的，多个隔热板2拼接固定围成箱体结构，化成箱包括四个侧壁、顶壁以及底壁。根据隔热板2的不同尺寸，可以将多个拼接板排列或阵列，并固定形成化成箱的一个侧壁、底壁或顶壁；也可以使用一个拼接板作为化成箱的一个侧壁、底壁或顶壁。本实施例中以多个拼接板阵列，并固定形成化成箱的一个侧壁为例进行说明。
21.由于电池化成时需要在设定的温度下进行，因此化成腔5内需要保持温度的稳定，隔热板2围成的化成腔5，能减缓化成腔5与外界之间的热量交换，使化成腔5与外界存在温度差，减少或不需要对外界进行温控控制。外界在本实施例中表示为化成箱所在的化成室。
22.与现有技术中通过将化成柜放在温度基本恒定的化成室进行电池化成时的温度控制相比，隔热板2围成的化成腔5空间小，热量损失少，减少了化成时进行温度控制需要消耗的能量；且外界温度可以设置成人体适宜的温度，提高工作人员工作环境的舒适性。
23.关于隔热板2的结构进行说明。
24.参照图2，隔热板2包括内板21、外板22以及侧板23，内板21与外板22沿隔热板2厚度方向间隔设置，侧板23均与内板21以及外板22固定连接形成封闭的隔热腔24。
25.具体的，隔热板2的形状为方形板，一个隔热板2具有四个侧板23，四个侧板23均分别内板21和外板22焊接形成封闭的腔室。
26.封闭的隔热腔24能减缓隔热板2厚度方向两侧的热量传递，实现隔热板2两端的隔热。
27.参照图3，作为一个可选方案，隔热板2还包括隔热层25，隔热层25填充在隔热腔24。
28.在本实施例中，隔热层25填充满隔热腔24，隔热层25的侧面与隔热腔24的内侧面接触。隔热层25填充隔热腔24，能进一步提高隔热板2自身的隔热效果，减少隔热板2厚度两侧之间的热量传递。
29.在其它一实施例中，隔热层25为方形板，隔热层25的四个侧面与隔热板2的四个侧板23接触，隔热层25厚度方向的两个表面与内板21和外板22均间隔设置。隔热层25将隔热腔24进一步分隔成两个腔室，提高隔热板2的隔热效果。
30.参照图3，作为一个可选方案，隔热层25为隔热棉、玻璃纤维或气凝胶中的一种或多种。
31.在本实施例中，隔热层25为隔热棉、玻璃纤维或气凝胶中的一种。在其它一实施例中，隔热层25至少具有两种隔热物，隔热层25可以为隔热棉与玻璃纤、隔热棉与气凝胶、玻璃纤维与气凝胶或隔热与棉玻璃纤维与气凝胶的组合层中的一种。
32.下述内容对化成箱的部分结构进一步进行说明。
33.为提高化成箱的结构强度，便于隔热板2之间的连接，本实施例中化成箱还包括箱框1，箱框1组成长方形框架结构，隔热板2固定在箱框1上围成化成腔5。
34.为提高隔热板2的承载能力，箱框1上固定有加强杆，加强杆与隔热板2固定，且位于隔热板2受力较大的位置，通过加强杆支撑电池或其他设备，减少隔热板2的变形。
35.化成箱上设置有箱门，箱门开启时，能将单电池放入化成腔5内，电池化成时，箱门关闭，减少化成腔5与外界之间的热量交换。
36.为便于说明，定义第一方向、第二方向以及第三方向；第一方向为化成箱的长度方向，第二方向为化成箱的宽度方向，第三方向为化成箱的高度方向。在附图中，第一方向表示为x方向，第二方向表示为y方向，第三方向表示为z方向。
37.下述内容对化成腔5内的温度调节进行说明。
38.参照图1，化成箱上设置有回风口26，回风口26连通化成腔5与外界。
39.具体的，化成箱与箱门相对的侧壁上设置有回风口26，回风口26位于化成箱的侧壁靠近底壁的一端。
40.本实施例中，回风口26处设置有滤网，滤网能使化成腔5内的空气相对平稳的流向外界，避免化成腔5内的空气快速流向外界，保持化成腔5内的温度稳定。
41.在其他一实施例中，回风口26可设置四个，四个回风口26分别一一的位于四个侧壁。回风口26的位置和数量可根据设计需要确定。
42.本实施例中化成箱水平放置为例进行说明，此时化成箱的长度方向以及宽度方向均为水平方向。化成箱内多个放置电池的托盘沿第三方向堆叠。
43.参照图1，电池化成设备还包括温控组件3，温控组件3用于使经过加热的外界空气流向化成腔5。
44.温控组件3将合适温度的空气送入化成腔5，化成腔5的空气从回风口26流动到外界，从而调整化化成腔5内的稳固，时化成腔5内的温度稳定。
45.参照图1，作为一个可选方案，温控组件3包括管道34、换热风机35以及换热件36；其中，管道34两端分别与化成腔5以及外界连通，换热风机35驱动管道34内的空气流向化成腔5，换热件36用于与管道34内的空气热交换。
46.具体的，换热风机35位于管道34内腔，管道34的一端位于化成腔5内，另一端位于化成腔5外，管道位于化成腔5内的一端为进风口，位于化成腔5外的一端为出风口。换热件36为电热器。
47.换热风机35启动时，外界的空气进入管道34后经过换热件36流向化成腔5，换热件
36对空气加热，使进入化成腔5内的空气温度满足设计要求。
48.在化成箱内设置有温度传感器，在管道34的进风口固定有温度传感器。通过温度传感器检测到的温度，以及换热风机35的流量，确定换热件36的功率。
49.管道34内的空气进入化成腔5后，在化成腔5内流动，与化成腔5内的电池进行热量交换，然后从回风口26流出化成腔5，形成化成腔5内的气流循环，从而保持化成腔5内电池周边温度的稳定。
50.隔热板2的存在减少了化成腔5与外界之间的热量传递，从而进一步提高化成腔5内空气温度的稳定。
51.进一步的，在化成箱内的多个位置均设置有温度传感器，以更加准确的获取化成腔内的温度，从而控制管道34出风口的温度，以便于对化成腔5整体温度的调节。
52.在其它一实施例中，换热件36为换热器，换热器以水作为冷媒。在其它一实施例中，换热件36包括加热丝以及换热器。
53.参照图1，作为一个可选方案，电池化成设备包括至少一组温控组件3；一组温控组件3包括第一温控组件31以及第二温控组件32，第一温控组件31以及第二温控组件32的结构组成相同。第一温控组件31的出风方向以及第二温控组件32的出风方向相对，出风方向为从温控组件3流向化成腔5内的空气的流动方向。
54.具体的，电池化成设备包括一组温控组件3，第一温控组件31以及第二温控组件32分别位于化成箱内，第一温控组件31以及第二温控组件32的出风方向均沿第一方向。
55.一组温控组件3中的第一温控组件31以及第二温控组件32的出风方向相对能使从温控组件3流出的气流更加均匀的混合，同时减缓气流在化成腔5内的流动速度，使合适温度的气流稳定的流向电池。
56.在本实施例中，温控组件3的出风方向均沿水平方向。在其它一实施例中，温控组件3的出风方向可沿竖直方向或倾斜方向。
57.在其它一实施例中，包括两组温控组件3，两组温控组件3的出风方向相互垂直，温控组件3的出风方向均沿水平方向。
58.参照图1，作为一个可选方案，电池化成设备还包括一个第三温控组件33，第三温控组件33的出风方向与第一温控组件31的出风方向垂直。
59.第三温控组件33与第一温控组件31的出风方向相互垂直，第三温控组件33与第二温控组件32的出风方向相互垂直，能实现第一温控组件31、第二温控组件32以及第三温控组件33的气流相互混合，进一步提高化成腔5内空气温度的均匀性。
60.本实施例中，第三温控组件33的出风方向沿第二方向，且朝向化成箱的箱门。第三温控组件33带动气流沿远离回风口26方向流动，能使进入化成腔5内的空气形成在化成腔5内循环一圈后再经回风口26流出，提高化成腔5内温度的均匀性。
61.本实施例中，三个温控组件3位于沿第三方向的同一高度，以使从温控组件3中的气流混合均匀。在其它一实施例中，同一组温控组件3位于沿第三方向的同一高度，第三温控组件33或该组温控组件3沿第三方向间隔设置。在其它一实施例中，两组温控组件3沿第三方向间隔设置。
62.下述内容对电池化成设备内的设备引流部分进行说明。
63.参照图1，作为一个可选方案，电池化成设备还包括位于化成腔5内的导流组件4，
导流组件4用于引导从温控组件3进入化成腔5内的空气流动。
64.具体的，沿第三方向，导流组件4位于温控组件3以及电池之间，管道34出风口位于导流组件5上方，电池位于导流组件5下方。
65.从温控组件3进入化成腔5内的空气经过导流组件4的引导后再与电池接触。导流组件4引导空气流动，提高空气流动的均匀性，提高化成腔5内的各处温度的一致性。
66.参照图1，作为一个可选方案，导流组件4包括导流框41以及多个导流板42。其中，导流框41固定在化成箱；多个导流板42排列连接在导流框41上，且位于电池与温控组件3的出风口之间，用于引导从温控组件3进入化成腔5内的空气流动。
67.具体的，导流框41为长方形框架，导流框41与化成箱之间设置连接杆，连接杆将导流框41固定在电池与温控组件3之间。
68.导流板42沿第一方向依次间隔设置有多个，导流板42沿第二方向的两端连接在导流框41上。
69.从温控组件3流出的气流大部分经过导流板42之间的间隙后流向电池，导流板42使得气流的流动方向进一步转变，使气流形成紊流，提高气流温度的均匀性，且使气流分成多股，稳定的流向电池，提高电池附近温度的稳定性。
70.参照图1，作为一个可选方案，导流板42与导流框41铰接；电池化成设备还包括连接在导流框41上的驱动件，驱动件驱动导流板42转动并锁定在设定位置。
71.具体的，导流板42沿第二方向的两端与导流框41铰接，导流板42相对导流框41绕第二方向转动。
72.参照图4，驱动件为包括气缸431、连杆432以及多个档杆433。气缸431的缸体与化成箱固定连接，气缸431的活塞杆与连杆432固定连接，气缸431带动活塞杆沿第一方向往复移动。
73.导流板42上开设有长度沿第三方向的腰形孔，且腰形孔位于导流板42沿第三方向的一端。连杆432穿过多个导流板42上的腰形孔，多个档杆433具有多组，每一组档杆433包括两个档杆433，每一组的两个档杆433分别位于导流板42沿第一方向的两端。
74.当连杆432沿第一方向移动时，连杆432带动档杆433同步移动，导流板42沿第一方向一端的档杆433与导流板42一端抵压，并带动导流板42绕与导流框41的铰接轴转动，同时连杆432在导流板42上的腰形孔内移动，从而实现对导流板42倾斜角度的调整。当连杆432停止移动时，一组档杆433的两个档杆433分别对一个导流板42进行限位，限制导流板42的转动。
75.在其它一实施例中，导流板42固定在导流框41上。
76.在其它一实施例中，导流组件4可以为纱网，以将气流分散成细密的多股流向电池。
77.在其它一实施例中，导流组件4包括设置到导流框41外侧设置的环形挡板，环形挡板两端形成类似管状结构，一端与导流框41固定连接，另一端与化成腔5顶壁固定连接。温控组件3内的空气仅能经过导流组件4的导流板42之间的间隙流向电池。
78.参照图1，作为一个可选方案，电池化成箱上设置有用于放置电源转换器7的电源腔6，隔热板将电源腔6与化成腔5分隔。
79.具体的，化成箱的箱框1上端固定有透气板，透气板上设置有多个透气孔。透气板
具有五个，其中四个透气板为首尾依次连接的长方形板，另一个透气板与四个长方形板沿第三方向的一端固定连接，四个长方形板沿第三方向的一端固定在化成腔5的顶壁上。
80.五个透气板以及化成腔5的顶壁围成电源腔6，电源转换器7位于电源腔6，且与化成腔5的顶壁固定连接。
81.在本实施例中，温控组件3的换热风机35、换热件36以及管道34与外界连通的端口位于电源腔6内，温控组件3工作时，外界空气先进入电源腔6后，再通过管道34进入换成腔。外界空气进入电源腔6后，能对电源转换器7进行热交换，对电源转换器7进行散热。
82.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本技术工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
83.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
84.以上结合了优选的实施方式对本技术进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本技术进行多种替换和改进，这些均落入本技术的保护范围内。