金屬殼鋰離子動力電池化成分容設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬殼鋰離子動力電池化成分容設(shè)備，屬于鋰離子動力電池制造設(shè)備領(lǐng)域，適應(yīng)于金屬殼(包括鋁殼、鋼殼)鋰離子動力電池的自動化生產(chǎn)工藝要求，對注液、高溫老化后的動力鋰電池以精確控制的電流進行充放電，以激活電池活性物質(zhì)，使電極主要是負極形成有效穩(wěn)定的鈍化膜或SEI膜，并確定電池的準確容量。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子動力電池的生產(chǎn)工藝中，化成、分容工序是十分重要的，化成是對鋰離子動力電池的初次充電，以激活電池活性物質(zhì)，使電極主要是負極形成有效穩(wěn)定的鈍化膜或SEI膜，分容是在化成工序以后進行的，主要是為了進一步穩(wěn)定鋰離子動力電池的性能，并確定電池的準確容量，為后道的分選、配組工序提供數(shù)據(jù)。
[0003]在現(xiàn)有金屬殼鋰離子動力電池的生產(chǎn)中，化成分容工序是采用手動的或半自動的設(shè)備，人工環(huán)節(jié)太多，造成效率低下，同時化成分容設(shè)備的充放電電源部是采用非并網(wǎng)型acdc電源和非回饋型dcdc電源，造成化成分容工序的電能損耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有化成分容設(shè)備在自動化程度的不足，以及設(shè)備的使用能耗較大的不足，本發(fā)明提供一種適應(yīng)于全自動的、充放電節(jié)能回饋型的化成分容工序的、能夠滿足對鋰離子動力電池化成分容設(shè)備的自動化和降低能耗的要求的金屬殼鋰離子動力電池化成分容設(shè)備。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]金屬殼鋰離子動力電池化成分容設(shè)備，包括機架，其特征在于:還包括設(shè)置在機架上的多個節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)、運動機構(gòu)、托盤以及與PC機通訊連接的控制機構(gòu)，所述的節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)與運動機構(gòu)電連接并且--對應(yīng)。
[0007]所述的節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)包括驅(qū)動箱機架以及設(shè)置在驅(qū)動箱機架上的驅(qū)動板、單片機、逆變電源和風(fēng)機，所述的驅(qū)動板、逆變電源和風(fēng)機分別與單片機控制連接。
[0008]所述的驅(qū)動板包括與單片機連接的散熱器、電感器、變壓器、程控模塊、PffM模塊和充放電輸出接口，所述的充放電輸出接口與所述的運動機構(gòu)連接。
[0009]所述的單片機包括控制板、輔助電源、通訊接口、控制接口，所述的通訊接口與PC機連接，所述的控制接口用于連接控制板與運動機構(gòu)。
[0010]所述的運動機構(gòu)包括基板、頂板以及設(shè)置在基板與頂板之間的導(dǎo)向軸，所述的頂板可沿所述的導(dǎo)向軸上下移動，所述的基板上設(shè)置有用于放置托盤的托盤支撐板，所述的托盤支撐板與基板之間留有裝取貨叉的操作空間，所述的托盤支撐板上設(shè)置有托盤導(dǎo)向板，所述的頂板的底部安裝有探針夾具，所述的探針夾具與氣缸連接；所述的探針夾具與所述的充放電輸出接口連接，所述的探針夾具向下運動至與托盤內(nèi)的電池極柱接觸連接。
[0011]所述的基板上設(shè)置有用于限制頂板向下運動的限位桿。
[0012]所述的托盤支撐板與托盤相對的側(cè)面設(shè)置有托盤定位銷。
[0013]所述的頂板上設(shè)置有與單片機連接的煙霧報警器，所述的基板的底部正對托盤的位置設(shè)置有用于驅(qū)散托盤內(nèi)電池充放電時產(chǎn)生的熱量的冷卻風(fēng)機。當(dāng)電池發(fā)生異常情況產(chǎn)生煙霧時，設(shè)備能自動檢測到并發(fā)出控制信號，使夾具脫離電池極柱，并報警提示。
[0014]所述的托盤包括托盤本體，所述的托盤本體內(nèi)設(shè)置有用于放置電池的電池放置位；所述的托盤本體的側(cè)部設(shè)置有與托盤定位銷配合作用的定位孔。
[0015]所述的托盤本體上還設(shè)置有用于托盤條碼以及電池內(nèi)襯。
[0016]本發(fā)明中，運動機構(gòu)的探針夾具和節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)采用導(dǎo)線相互連接，運動機構(gòu)的探針夾具和電池的極柱采用夾具連接，控制機構(gòu)和運動機構(gòu)的控制接口采用導(dǎo)線相互連接，控制機構(gòu)根據(jù)工藝控制參數(shù)設(shè)置，自動控制運動機構(gòu)的動作，使夾具開始充放電時連接到電池極柱，充放電結(jié)束時離開電池極柱。
[0017]開始充放電時，托盤通過自動物流設(shè)備自動投入運動機構(gòu)的托盤支撐板，結(jié)束充放電時取出運動機構(gòu)，運動機構(gòu)內(nèi)設(shè)置有上下物流空間，以及導(dǎo)向、定位裝置，實現(xiàn)夾具動作時能夠準確連接到電池極柱上。
[0018]節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)包括一級雙向并網(wǎng)型acdc開關(guān)式充放電電源和二級雙向回饋型dcdc開關(guān)式充放電電源。一級雙向并網(wǎng)型acdc開關(guān)式充放電電源包括功率變換電路和控制電路組成，ac側(cè)連接供電電源，dc側(cè)連接二級雙向回饋型dcdc開關(guān)式充放電電源的高壓側(cè)，單片機通過控制功率變換回路的工作狀態(tài)，使一級雙向并網(wǎng)型acdc開關(guān)式充放電電源在電池充電時工作于整流狀態(tài)、放電時工作于逆變狀態(tài)，并保持dc側(cè)電壓的穩(wěn)定。二級雙向回饋型dcdc開關(guān)式充放電電源由雙向dcdc功率變換電路、雙向pwm控制電路組成，充電時，高壓側(cè)為輸入，低壓側(cè)為輸出，放電時，低壓側(cè)為輸入，高壓側(cè)為輸出。
[0019]控制系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通訊方式，從計算機獲取控制系統(tǒng)傳遞工充放電藝控制參數(shù)，并上傳充放電過程中的這些控制參數(shù)的實際數(shù)據(jù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)；同時控制系統(tǒng)實時監(jiān)測安全保護參數(shù)的狀態(tài)，當(dāng)這些參數(shù)異常時，獨立采取保護措施，消除安全隱患。
[0020]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:該設(shè)備將運動機構(gòu)、節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)、控制機構(gòu)集成在同一設(shè)備中，并設(shè)有托盤進出空間、托盤二次定位裝置，滿足于全自動化水平要求的化成分容工藝，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和自動化水平，同時降低了使用能耗。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2a是本發(fā)明節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)后視圖。
[0023]圖2b是本發(fā)明節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)正視圖。
[0024]圖3a是本發(fā)明驅(qū)動板結(jié)構(gòu)示意圖，
[0025]圖3b是本發(fā)明單片機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明運動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5是本發(fā)明托盤結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]參照圖1至圖5，金屬殼鋰離子動力電池化成分容設(shè)備，包括機架1，還包括設(shè)置在機架I上的多個節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)2、運動機構(gòu)3、托盤4以及與PC機通訊連接的控制機構(gòu)，所述的節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)2與運動機構(gòu)3電連接并且--對應(yīng)。
[0029]所述的節(jié)能回饋型充放電電源機構(gòu)2包括驅(qū)動箱機架21以及設(shè)置在驅(qū)動箱機架21上的驅(qū)動板22、單片機23、逆變電源24和風(fēng)機25，所述的驅(qū)動板22、逆變電源24和風(fēng)機25分別與單片機23控制連接。
[0030]所述的驅(qū)動板22包括與單片機23連接的散熱器221、電感器222、變壓器223、程控模塊224、PffM模塊225和充放電輸出接口 226，所述的充放電輸出接口 226與所述的運動機構(gòu)3連接。
[0031]所述的單片機23包括控制板231、輔助電源232、通訊接口 2