本發(fā)明涉及電池生產(chǎn)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有加熱功能的電池注液裝置及其注液方法。

背景技術(shù)：

新能源是未來社會的發(fā)展趨勢，鋰離子電池作為一種高效環(huán)保的新能源，具有工作電壓高、能量密度大和使用壽命長等突出的優(yōu)點，目前已成為消費電子產(chǎn)品的首選電源設(shè)備。鋰離子電池的發(fā)展方向之一是繼續(xù)提高其能量密度，這就要求提高電極極片上活性物質(zhì)的壓實密度，以增加其擔(dān)載量。但是，提高壓實密度的同時也意味著電極極片的孔隙率降低，這會導(dǎo)致電解液難以充分浸潤電極。浸潤不充分則可能導(dǎo)致電池在化成后陽極出現(xiàn)黑斑、析鋰等問題，從而降低電池的電化學(xué)性能。因此，促進(jìn)電解液良好地浸潤極片是至關(guān)重要的。

鋰離子電池最簡單的注液方式是通過手動進(jìn)行注液，隨著大規(guī)模生產(chǎn)的進(jìn)行，出現(xiàn)了鋰離子電池真空加壓注液機(jī)。真空加壓注液機(jī)的特點在于，企圖通過真空將極板材料孔隙中的氣體排出，此時注液能夠使得電解液自動進(jìn)入極板材料的孔隙中，再通過加壓，以及后續(xù)的真空加壓動作，使電解液完全進(jìn)入到極板材料的孔隙中，達(dá)到一個良好的浸潤效果。但是隨著對電池容量以及容量密度的要求越來越高，極板的尺寸增大，以及極板的壓實密度的提高，使得極板的浸潤越來越難。然而極板電解液的浸潤是一個鋰離子電池制作過程中一個非常重要的控制點，其直接關(guān)聯(lián)鋰離子電池極板界面的均勻性，以及電化學(xué)性能的發(fā)揮。

提高浸潤時間和浸潤溫度成為了第一個想到的解決方案，但是實驗表明，浸潤時間和浸潤溫度的提高會是極板粉料脫離基材，使電池 失效。在電解液中加入表面活性劑也能夠提高浸潤效果，但這樣不僅提高了電解液的成本，同時也會對電池本身性能的發(fā)揮帶來一定影響。也有專利報道直接對電解液進(jìn)行加熱，但是作為以揮發(fā)性有機(jī)物為主的電解液，直接加熱使得電解液揮發(fā)，可能造成鋰鹽析出堵塞注液口等隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有加熱功能的電池注液裝置，以提高電解液浸潤性能。

為此目的，本發(fā)明提出了一種具有加熱功能的電池注液裝置，包括：

導(dǎo)熱管路、與待注液電池的密封口連接的抽真空管路和充氣管路；所述導(dǎo)熱管路與所述充氣管路之間的距離小于預(yù)設(shè)值；

所述導(dǎo)熱管路內(nèi)通有導(dǎo)熱介質(zhì)；所述導(dǎo)熱介質(zhì)用于將溫度傳導(dǎo)至所述充氣管路，對通過所述充氣管路的氣體進(jìn)行加熱；

所述充氣管路用于向所述待注液電池內(nèi)充入氣體；

所述抽真空管路用于在充氣結(jié)束后將所述待注液電池抽真空。

優(yōu)選的，該電池注液裝置還包括：密閉腔體，所述導(dǎo)熱管路、抽真空管路和充氣管路均位于所述密閉腔體內(nèi)。

優(yōu)選的，所述充氣管路內(nèi)的氣體為惰性氣體。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱介質(zhì)為循環(huán)流動的導(dǎo)熱油。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱油的溫度為70～150℃。

優(yōu)選的，該電池注液裝置還包括加熱裝置，所述加熱裝置用于對所述導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。

優(yōu)選的，所述加熱裝置為電阻絲。

另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種采用上述任意一種具有加熱功能的電池注液裝置進(jìn)行注液的方法，該方法包括：

在所述導(dǎo)熱管路內(nèi)通入導(dǎo)熱介質(zhì)；

通過所述充氣管路向所述待注液電池內(nèi)充入氣體，通過所述導(dǎo)熱介質(zhì)對通過所述充氣管路的氣體加熱。

優(yōu)選的，該方法還包括：

在充氣結(jié)束后，停止向所述導(dǎo)熱管路通入所述導(dǎo)熱介質(zhì)；

通過所述抽真空管路將所述待注液電池抽真空。

優(yōu)選的，該方法還包括：

在抽真空后，向所述待注液電池內(nèi)注入電解液，并通過所述充氣管路向所述待注液電池內(nèi)充入未加熱的氣體。

本發(fā)明實施例提供的具有加熱功能的電池注液裝置，在傳統(tǒng)真空加壓注液裝置的基礎(chǔ)上，通過在原有充氣管路的附近設(shè)置導(dǎo)熱管路，通過在導(dǎo)熱管路內(nèi)通入導(dǎo)熱介質(zhì)，利用熱傳導(dǎo)性，對通入待注液電池的氣體進(jìn)行加熱，將極板中未被烘烤干凈的水分徹底排出，并且能夠提高極片的溫度，提高極片表面能增加潤濕角，因此采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案大大提高了鋰離子電池的浸潤性能，同時也減輕了極板中的水含量，解決了鋰離子電池走向大尺寸高能量密度中的一個技術(shù)難題。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例提供的具有加熱功能的電池注液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例提供的具有加熱功能的電池注液裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的電池注液方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明另一實施例提供的電池注液方法的流程示意圖；

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種具有加熱功能的電池注液裝置，包括：

導(dǎo)熱管路1、與待注液電池4的密封口8連接的抽真空管路3和充氣管路2；所述導(dǎo)熱管路1與所述充氣管路2之間的距離小于預(yù)設(shè)值；

所述導(dǎo)熱管路1內(nèi)通有導(dǎo)熱介質(zhì)；所述導(dǎo)熱介質(zhì)用于將溫度傳導(dǎo)至所述充氣管路2，對通過所述充氣管路2的氣體進(jìn)行加熱；

所述充氣管路2用于向所述待注液電池4內(nèi)充入氣體；

所述抽真空管路3用于在充氣結(jié)束后將所述待注液電池4抽真空。

需要說明的是，本發(fā)明實施例在傳統(tǒng)真空加壓注液機(jī)的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)的真空加壓注液機(jī)進(jìn)行改造，通過導(dǎo)熱介質(zhì)對充入待注液電池4的氣體進(jìn)行加熱，以此提高極板的溫度從而可以間接提高電解液的溫度，提高浸潤性能。進(jìn)一步的，由于提高了極板的溫度從而可以提高極板表面能，同時活化微孔中的水分和氣體，便于在后續(xù)抽真空時將原無法烘干的微量水分徹底排除電池，將極板粉料微孔中的氣體也同時排出，使得極板電解液通道完全被清空，而此時注液能夠達(dá)到更好的浸潤效果，進(jìn)而提高電池電性能的發(fā)揮。

其中，該待注液電池4可以為鋰離子電池，充入待注液電池4內(nèi)的氣體可以為氮氣。本發(fā)明實施例中待注液電池4的真空加壓流程為：1)通過充氣管路2用加熱后的氮氣進(jìn)行加壓，活化極板微孔中的氣體與水分，提高極板表面活化能；2)利用抽真空管路3抽真空，將活化的氣體和水分抽出來；3)注液，使得電解液能夠快速均勻的浸潤極板；4)通過充氣管路2用未加熱的氮氣進(jìn)行加壓，進(jìn)一步增強(qiáng)電解液對極板的浸潤。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，如圖2所示，該電池注液裝置還可以包括：密閉腔體9，所述導(dǎo)熱管路1、抽真空管路3和充氣管路2均位于所述密閉腔體9內(nèi)。待注液電池4的密封口8設(shè)有三個孔，分別為用于注入電解液的注液孔7，用于連接充氣管路2的充氣孔5和用于連接抽真 空管路3的抽氣孔6。其中，為了促進(jìn)熱傳導(dǎo)，該導(dǎo)熱管路1為金屬材質(zhì)，導(dǎo)熱管路1與充氣管路2的距離較近，便于利用導(dǎo)熱管路1內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)快速對充氣管路2內(nèi)的氣體加熱。具體的，通過充氣管路2充入待注液電池4內(nèi)的氣體可以為氮氣。優(yōu)選的，該導(dǎo)熱介質(zhì)可以為循環(huán)流動的導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油通過循環(huán)使充氣管路2內(nèi)的導(dǎo)熱油溫度保持在70～150℃。

當(dāng)然，在其他實施方式中，該導(dǎo)熱介質(zhì)也可以是不循環(huán)的導(dǎo)熱油，該電池注液裝置還可以包括加熱裝置，該加熱裝置用于對所述導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。優(yōu)選的，該加熱裝置可以為電阻絲。電阻絲可以設(shè)置在導(dǎo)熱管路1內(nèi)，利用電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量加熱導(dǎo)熱管路1中的導(dǎo)熱介質(zhì)。

進(jìn)一步的，為了防止充入待注液電池4內(nèi)的氣體與待注液電池4和電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，優(yōu)選的，所述充氣管路2內(nèi)的氣體為惰性氣體。如：氦氣、氖氣和氬氣等。

本明實施例提供的具有加熱功能的電池注液裝置，在傳統(tǒng)真空加壓注液裝置的基礎(chǔ)上，通過在原有充氣管路2的附近設(shè)置導(dǎo)熱管路1，通過在導(dǎo)熱管路1內(nèi)通入導(dǎo)熱介質(zhì)，利用熱傳導(dǎo)性，對通入待注液電池4的氣體進(jìn)行加熱，將極板中未被烘烤干凈的水分徹底排出，并且能夠提高極片的溫度，提高極片表面能增加潤濕角，因此采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案大大提高了鋰離子電池的浸潤性能，同時也減輕了極板中的水含量，解決了鋰離子電池走向大尺寸高能量密度中的一個技術(shù)難題。

為了提高極板電解液的浸潤效果，本發(fā)明實施例還提供了一種電池注液方法，該方法可以采用上述實施例提供的電池注液裝置，如圖3所示，該電池注液方法包括以下步驟：

S1：在導(dǎo)熱管路1內(nèi)通入導(dǎo)熱介質(zhì)；

S2：通過充氣管路2向待注液電池4內(nèi)充入氣體，通過所述導(dǎo)熱介 質(zhì)對通過所述充氣管路2的氣體加熱。

具體的，充入的氣體可以為氮氣，利用加熱后的氮氣對待注液電池4進(jìn)行加壓，活化極板微孔中的氣體與水分。

本發(fā)明實施例提供的電池注液方法，利用導(dǎo)熱管路1內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)對充氣管路2內(nèi)的氣體進(jìn)行加熱，通過提高極板溫度從而間接提高了電解液溫度進(jìn)而提高了浸潤性能，不僅如此，還能將極板中殘留的未被烘干的微量水分徹底排出電池，極板粉料微孔中的氣體也能夠被排出，因此此時注液能夠達(dá)到更好的浸潤效果，電解液能夠完全進(jìn)入到極板的孔隙中，達(dá)到一個良好的浸潤效果，從而提高了電池電性能的發(fā)揮。

其中，如圖4所示，在步驟S1和S2的基礎(chǔ)上還包括：

步驟S3：在充氣結(jié)束后，停止向所述導(dǎo)熱管路1通入所述導(dǎo)熱介質(zhì)；通過抽真空管路3將所述待注液電池4抽真空。

需要說明的是，通過抽真空，進(jìn)一步將步驟S1和步驟S2活化的氣體和水分抽出來，使得極板電解液通道完全被清空，使后續(xù)電解液能夠完全進(jìn)入到極板的孔隙中，達(dá)到一個良好的浸潤效果。

其中，如圖4所示，在步驟S1、S2、S3之后，該方法還進(jìn)一步包括：

步驟S4：在抽真空后，向所述待注液電池4內(nèi)注入電解液，并通過所述充氣管路2向所述待注液電池4內(nèi)充入未加熱的氣體。

具體的，向待注液電池4內(nèi)注入電解液，使得電解液能夠快速均勻地浸潤極板；在停止向?qū)峁苈?內(nèi)通入導(dǎo)熱介質(zhì)的前提下，向充氣管路2充入氮氣，用未加熱的氮氣進(jìn)行加壓，進(jìn)一步促使電解液完全進(jìn)入極板的孔隙中，增強(qiáng)電解液對極板的浸潤。

本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而能夠理解的是，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模 糊對本說明書的理解。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本發(fā)明公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋呈反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨實施例。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。