[实用新型]一种锂电池负压化成自动控制装置

说明书

本实用新型公开了一种锂电池负压化成自动控制装置，包括有负压抽真空机构、充放电设备和调控机构，负压抽真空机构包括有真空泵和抽真空管，真空泵通过抽真空管与锂电池的注液口连接，调控机构包括有热敏电阻、反馈电路和逻辑控制器，热敏电阻设置于抽真空管内，热敏电阻通过反馈电路与逻辑控制器连接，真空泵的控制端、充放电设备的控制端均与逻辑控制器连接。本实用新型通过调控机构实现了对锂电池化成中负压和电流值的实时精准控制，保证了化成产气的稳定排出，有利于形成稳定的SEI膜，有助于后期锂电池性能的良好发挥。

技术领域

本实用新型涉及锂电池负压化成技术领域，具体是一种锂电池负压化成自动控制装置。

背景技术

锂离子电池在化成过程中会产生大量的气体，这些气体在化成结束前若不能及时排出则会影响SEI膜的成膜稳定性，影响后期充电过程中锂离子正常嵌入负极材料中，容易造成析锂、电极材料剥离等不可逆的容量衰减。层状叠片方式的软包电池化成过程可以通过控制化成过程中夹具对电芯的约束力将化成过程产生的气体从叠片间顺利地排出，从而形成结构稳定的SEI膜，产生的气体暂存在气袋中通过后期Degassing过程有效地排出。方壳电池在化成过程中的产气无法通过夹具的约束力有效排出，目前常用的解决方案是采用负压化成的方式，在化成过程中从锂电池的注液口持续地将产生的气体抽出。目前，负压化成工艺的全过程中基本保持负压恒定状态，但电池间存在差异，而化成工艺中往往一批电池均采用相同的化成充电容量，这样既不利于化成产气的有效排出，也无法精准控制电池化成工艺。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种锂电池负压化成自动控制装置，用于解决锂电池负压化成过程中无法精准控制负压值和化成条件的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种锂电池负压化成自动控制装置，包括有负压抽真空机构、充放电设备和调控机构，所述的负压抽真空机构包括有真空泵和抽真空管，真空泵通过抽真空管与锂电池的注液口连接，所述的调控机构包括有热敏电阻、反馈电路和逻辑控制器，热敏电阻设置于抽真空管内，热敏电阻通过反馈电路与逻辑控制器连接，真空泵的控制端、充放电设备的控制端均与逻辑控制器连接。

所述的调控机构还包括有抽气稳流管，抽气稳流管的两端均连接于抽真空管上，热敏电阻设置于抽气稳流管内，所述的反馈电路包括有恒压电源和脉冲计数器，热敏电阻与恒压电源连接形成串联电路，串联电路的电流输出端与脉冲计数器的脉冲电流输入端连接，脉冲计数器的计数信号输出端与逻辑控制器连接。

所述的抽气稳流管和真空泵之间连接有电解液收集瓶，即抽气稳流管、电解液收集瓶和真空泵之间通过抽真空管顺次连接。

所述的抽气稳流管选用文丘里管，文丘里管进口和出口的内管径均为5-10mm，文丘里管的最小内管径为2-3mm，热敏电阻设置于文丘里管内且邻近于文丘里管的出口。

所述的逻辑控制器包括有主控制器、分别与主控制器连接的负压控制器和充放电控制器，所述的脉冲计数器的计数信号输出端与主控制器连接，真空泵的控制端与负压控制器连接，充放电设备的控制端与充放电控制器连接。

本实用新型的优点：

(1)、本实用新型调控机构将电池化成过程中的产气通过气泡的形式进行计数，既能够保证产气被稳定地排出锂电池外又可以将产气速率转化为可测的脉冲信号。

(2)、本实用新型通过热敏电阻和恒压电源将气泡的产生速率转化为脉冲电流信号，实现了对化成产气速率的实时信号输出，为精准控制化成条件提供了信号基础。

(3)、本实用新型的逻辑控制器根据脉冲计数器采集的脉冲计数值对真空泵和充放电设备的充放电电流进行控制，可以根据每只电芯的真实产气状况给出精准控制的负压化成条件，实现了对单电芯化成条件的精准控制。