一种锂电池预锂化及化成分容装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池预锂化及化成分容装置。


背景技术：

2.锂离子电池在首次充电过程中，负极表面会和电解液发生反应生成固体电解质膜(sei)，这种电解质膜虽然对锂离子电池的循环稳定性有益，但是会消耗掉正极的锂离子，并且这种反应是不可逆的，因而造成了电池的首次库伦效率(ice)降低，降低了电池的容量。目前，为了解决负极材料首次库伦效率低的问题，人们发展了化学还原法、人造sei膜法和电化学预锂化法，其中电化学预锂化法是一种最直接的解决锂离子负极材料ice低的方法。
3.然而，目前在电化学预锂中大都还在实验探索阶段，对于不同规格型号的电芯预锂基本也都在进行实验试制，基本市面上暂时并没有补锂的产品面世，人工操作成分比较大，若没有一些合适的工装设备辅助，一般需要手工用胶带将锂片固定在电芯两边，并且接线比较复杂不稳定，预锂环境得不到保障，人工操作复杂，导致预锂后电芯一致性较差，而且不能直接在预锂槽内化成分容。


技术实现要素：

4.基于背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种锂电池预锂化及化成分容装置。
5.本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置，包括外壳体和电芯夹具；外壳体包括顶端开口的底壳以及与底壳开口端配合密封连接的上盖，底壳与上盖之间配合形成密封的处理腔，底壳上设置有航空插座；电芯夹具设置在处理腔内，电芯夹具包括夹具盒，夹具盒顶端开口且夹具盒长度方向两侧内壁均设置有与航空插座电连接的锂片，夹具盒内位于两个锂片之间位置沿其长度方向间隔设置有多个独立的电芯腔。
6.优选的，夹具盒包括底板、两个侧板和两个端板，两个端板竖直设置并分别固定在底板宽度方向两侧，两个侧板竖直设置并分别设置在底板长度方向两侧，侧板两端分别与两个端板卡接，底板上中部固定有与端板平行的固定板，固定板两侧均间隔设置有多个与其平行的隔板以在固定板两侧形成多个电芯腔，固定板、多个隔板与侧板之间均留有间隙形成用于放置锂片的放置腔。
7.优选的，底板长度方向两侧均设置有两个凸台，两个凸台之间设置有螺杆，螺杆两端分别穿过两个凸台后再分别穿过两个端板，且螺杆两端均连接有锁紧螺母。
8.优选的，端部靠近底板一端开设有装配孔，底板端部设置有嵌装在装配孔中的连接块。
9.优选的，端板靠近侧板一侧开设有开口朝上的插槽，侧板端部设置与插槽配合插接的插板。
10.优选的，端板顶端设有把手。
11.优选的，底板水平布置且底板上开设有若干个槽口。
12.优选的，底壳底端设置有与处理腔连通的排液阀，上盖上设置有处理腔连通的气阀和真空表。
13.优选的，底壳与上盖之间设置有密封垫，上盖与底壳之间通过快速夹或螺栓连接。
14.优选的，处理腔内设置有与航空插座电连接的正极线束、负极线束以及与锂片电连接的锂片线束。
15.本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置，通过设置外壳以及设置在外壳内电芯夹具，不仅可以达到快速稳定的进行电化学预锂，预锂后直接在里边化成分容，也可以有效的减少电芯周转带来的一些外界环境因素所导致的风险以及时间，提高了电芯预锂的稳定性、安全性、实验电芯一致性以及生产效率。
附图说明
16.图1为本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置的前视图；
18.图3为本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置中电芯夹具的结构示意图；
19.图4为本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置中电芯夹具的部分分解图；
20.图5为本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置中底板的结构示意图；
21.图6为本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置中侧板的结构示意图；
22.图7为本实用新型提出的一种锂电池预锂化及化成分容装置中端板的结构示意图。
具体实施方式
23.参照图1-图7，本实用新型提出一种锂电池预锂化及化成分容装置，包括外壳体和电芯夹具；其中：
24.外壳体材质包括但不仅限于耐腐蚀的不锈钢材料，包括顶端开口的底壳1以及与底壳1开口端配合密封连接的上盖2，底壳1与上盖2之间配合形成密封的处理腔，底壳1上设置有航空插座3。底壳1底端设置有与处理腔连通的排液阀17，上盖2上设置有处理腔连通的气阀18和真空表19。底壳1与上盖2之间设置有密封垫20，上盖2与底壳1之间通过快速夹21连接。处理腔内设置有与航空插座3电连接的正极线束、负极线束以及与锂片4电连接的锂片线束，线束另一端焊接有鳄鱼夹，鳄鱼夹可以连接电芯正负极极耳和锂片。
25.电芯夹具设置在处理腔内，电芯夹具包括夹具盒，夹具盒顶端开口且夹具盒长度方向两侧内壁均设置有与航空插座3电连接的锂片4，夹具盒内位于两个锂片4之间位置沿其长度方向间隔设置有多个独立的电芯腔。
26.本实用新型在使用时，在电芯夹具的各电芯腔内放入电芯a，并使得电芯a两侧与两个锂片4贴合，将安装好的电芯夹具放入处理腔内，将电芯a的正负极分别与正极线束、负
极线束连接，向处理腔内注入电解液，将上盖2与底壳1配合密封安装后，抽真空至预定值，通过航空插座3与外部测试柜电连接，实现在一个电化学反应槽中直接对电芯a进行预锂化、化成分容步骤。上盖和堵块之间通过快速夹21连接，快速夹21提供压力压缩密封垫20达到密封的效果，底壳1上安装有防水防腐蚀航空插座3，实现密闭条件下内外电路连接，底壳1下侧安装有排液阀17便于预锂后排液；上盖1上安装有真空表19和气阀18，可以控制所需的真空环境。
27.本实施例中，如图3、图4所示，夹具盒材质包括但不仅限于电木、pp等绝缘防腐蚀材料，包括底板5、两个侧板6和两个端板7，两个端板7竖直设置并分别固定在底板5宽度方向两侧，两个侧板6竖直设置并分别设置在底板5长度方向两侧，侧板6两端分别与两个端板7卡接，底板5上中部固定有与端板7平行的固定板8，固定板8两侧均间隔设置有多个与其平行的隔板22以在固定板8两侧形成多个电芯腔，固定板8、多个隔板22与侧板6之间均留有间隙形成用于放置锂片4的放置腔。
28.本实施例中，如图3、图4、图5所示，底板5长度方向两侧均设置有两个凸台9，两个凸台9之间设置有螺杆10，螺杆10两端分别穿过两个凸台9后再分别穿过两个端板7，且螺杆10两端均连接有锁紧螺母。端部靠近底板5一端开设有装配孔11，底板5端部设置有嵌装在装配孔11中的连接块12。
29.在使用电芯夹具安装电芯时，以固定板8为基准将电芯a依次朝固定板8两侧放置，电芯a与电芯a之间用隔板22隔开，然后在最外边的电芯a两侧放置端板7，将底板5的连接块12卡入端板的装配孔11中，然后用螺杆10将两侧端板7收紧，限制电芯a在化成分容时发生明显溶胀，再在电芯a侧面放置锂片4，卡入侧板6使其与电芯a侧面贴合。
30.在具体实施例中，如图6、图7所示，端板7靠近侧板6一侧开设有开口朝上的插槽13，侧板6端部设置与插槽13配合插接的插板14。端板7顶端设有把手15。
31.在具体实施例中，如图5所示，底板5水平布置且底板5上开设有若干个槽口16，便于电解液渗透进入夹具盒内。
32.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。