[实用新型]一种锂离子电池化成设备

说明书

技术领域

    本实用新型涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种锂离子电池化成设备。

背景技术

    由于锂离子电池具有高电压、高容量的突出优点，且循环寿命长、安全性能好，使其在便携式电子设备、电动汽车、国防工业等多方面具有广阔的应用前景，成为近几年广为关注的研究热点。随着全球范围能源危机的加剧和锂离子电池的技术水平、使用寿命的提高，大容量锂离子电池得到各电池生产厂商的重视，已经有产品作为重要的动力来源应用于电动汽车。而现有锂离子电池化成的设备工作效率低，夹具易坏，组装和拆卸电极体极不方便，导电性能不良，且加工工序复杂，难以满足工业上大批量生产制作的需求。电池生产过程中必须要经过电池化成工序，即在生产过程中需要进行多次充放电才能完成整个电池的生产。目前由于技术和成本因素，国内的电池化成绝大部分还在沿用小容量电池的设备，充电设备效率和网侧功率因数较低，放电时采用将电池内部能量通过电阻放电的方式消耗，造成极大的能源浪费。据估算，电池化成消耗的电能费用可占到生产成本的20%~30%，尤其在大容量化的趋势下，能量浪费则更加明显。同时，单体电池化成过程的数据由人工手动完成，不易形成系统化的数据，电池的性能只能粗略估计，不能形成合理的客观评价，对电池的串联成组使用带来潜在的性能和寿命隐患。

发明内容

本实用新型提供的一种锂电池化成设备，该设备中由气缸、固定板、上电极体、定位板、下电极体、固定块和垫板，以及监控系统组成，其中监控系统能够形成完善的数据记录统计，便于电池的使用与管理；同时还增加了整个过程的能量计量功能。

     为了实现上述目的，本实用新型提供了一种锂电池化成设备，该设备该设备由气缸（14）、固定板（15）、上电极体（16）、定位板（17）、下电极体（18）、固定块（19）、垫板（20），以及监控系统组成，所述监控系统由单相不隔离PWM 整流器（2），充放电及电量测量模块（4），集中式计算机控制系统（3）组成，其中所述充放电及电量测量模块模块由充电模块（7），放电模块（8），CPU系统（9），电量计量器（10），分流器（12）和电池（13）组成，其中充电模块（7）和放电模块（8）不同时工作，CPU（9）提供充或放电电流的给定值，并将运行反馈量送到集中式计算机控制系统（3），由电量计量器（10）通过分流器(12)累计充放电电量；所述集中式计算机控制系统（3），用来控制电池化成工艺的参数。

本实用新型相对于现有技术，本实用新型的锂离子电池化成设备不仅可以明显减少能源浪费，而且统筹规划多只单体电池的化成过程，同时形成完善的数据记录统计，便于电池的使用与管理；同时还增加了整个过程的能量计量功能，该锂电池化成设备的使用便于形成一套新型智能的化成工艺流程，实现电池化成过程的高效、节能。

附图说明

    图1是锂离子电池化成设备结构示意图，14为气缸，15为固定板，16为上电极体，17为下电极体，18为定位板，19为固定板，20为垫板

    图2是锂离子电池化成设备监控系统结构示意图，1为外接电源，2为单相不隔离PWM 整流器，3为集中式计算机控制系统，4-6分别为充放电及电量测量模块。

图3是充放电及电量测量模块结构示意图，7为充电模块，8为放电模块，9为CPU系统，10为电量计量器，12为分流器，13为电池

具体实施方式

   如图1所示，本实用新型锂离子电池化成设备，由气缸（14）、固定板（15）、上电极体（16）、定位板（17）、下电极体（18）、固定块（19）、垫板（20）以及置于外侧的监控系统组成，气缸(14)连接上电极体（16）， 上电极体（16）和固定板（15）固定，下电极体（17）由固定块（19）固定。

如图2所示，用一条直流母线将单相不隔离PWM 整流器（2）和多个充放电及电量测量模块（4、5、6）连接，同时多个充放电及电量测量模块（4、5、6）采用并联的方式与直流母线相连接，保证能量通过直流母线在不同电池单体的充放电及电量测量模块之间流动，避免每个放电模块单独设计向电网回馈能量的电路，集中式计算机控制系统（3）和充放电及电量测量模块（4、5、6）以及PWM整流器（2）之间采用CAN 通信网络，利用CAN 网络多主特性，充放电模块可方便的接入控制系统或脱离控制系统。集中式计算机控制系统主要控制电池化成工艺的参数。

单只电池充电时由电网提供能量，经PWM 整流器和充放电模块为电池进行恒流充

电；放电时将电池的能量经充放电模块和PWM 整流器反馈回电网。

    其中充放电及电量测量模块的结构如图3所示，CPU（9）提供充或放电电流的给定值，并将运行反馈量送到集中式计算机控制系统（3），由电量计量器（10）通过分流器(12)累计充放电电量；结构中充电模块（7）和放电模块（8）不同时工作。