锂电池恒温夹具化成系统设计与实现

摘 要

　　锂离子电池具备重量轻、容量大、无记忆效应、自放电系数小 和环保等优点，成为电子设备的首选能源，尤其是新能源汽车。《中国制造 2025 重点领域技术发展路线图》一文中，对锂电池做了明确的展望，到 2025 年锂电池能量密度必 须大于 300Wh/kg,锂电池已经上升到了国家战略研究层面，成为我国汽车行业弯道超车的关键。

　　化成是锂离子电池生产过程中的关键工序，通过化成将不带电的正负极材料，进行充电活化，激活锂电池内部活性物质，使电池形成良好的 SEI 膜，提高电池的使用寿命，要做到这一点，必须有合适的化成设备，目前，国内外化成设备普遍存在化成时电流小、化成温度无法控制和在无压力下化成等问题，针对这些问题，本文设计一种恒定化成温度并用夹具加压化成系统，并对该系统生产的电池进行性能研究，本文工作主要如下：

　　（1）首先，广泛阅读国内外化成设备文献，掌握各种化成设备的性能参数，实地调研锂电池制造企业，充分了解国内外的化成设备和化成工艺，总结国内外电池化成设备和化成工艺的优缺点以及锂电池化成过程中普遍存在的一些问题。

　　（2）文中提出恒定化成温度与夹具压力化成技术，恒定化成温度在一定水平，提升正极、负极和电解液等材料的活性，生成致密的 SEI 膜，大幅度降低电池内阻，提高电池的安全性能和使用寿命。增加夹具加压化成，缩短锂电池正极、负极和隔离膜等材料之间的距离，减少锂离子穿越的距离，提高化成电流，节省化成时间，提高生产效率，电池的外观也变得更平整，厚度更薄，体积容量比也得到相应提升。

　　（3）实现下位机系统开发，调查研究机械传动、电气传动、液压传动、气压传动等几种较为广泛的压力传动方式，确定采用气缸传动的压力方式。接着确定气缸参数，先用头脑风暴法确定影响电池化成性能的各种因子，再用鱼骨图确定关键因子，最后采用 DOE（design of experiment）实验设计方法，对关键因子进行实验验证，获得最优的化成条件。

　　（4）结合 SQL Server 数据库，利用 Visual Basic 上位机编程工具，对上位机操作系统的规划和设计，设计一款操作简单，人机互动性强、运行稳定的操作系统界面软件，实现对下位机的化成监控、过程控制、数据存储、查询与统计分析等功能。

　　关键词：锂电池化成；恒定压力；实验设计；操作界面

Abstract

　　Lithium ion batteries have light weight, large capacity, no memory, small selfdischarge coefficient, environmental advantages and etc, so it becomes the firstenergy of various kinds of electronic devices, especially it is the new energy vehiclefield. A clear outlook for lithium batteries is made in the roadmap for techn ologicaldevelopment of China's Y2025 key areas launched in China .The energy density of theenergy type lithium battery must be greater than 300Wh/kg, Lithium battery has risento the focus of national strategic research, and it has become the key to China'sovertaking in the automotive industryFormation process is a key procedure during the lithium cells manufacturing, Byactivating the positive and negative electrode materials, the Li ion battery could forma good SEI film which could improve the cycle performance and service life of thebattery. If you want to make it, a proper formation equipment is necessary. Currently,there are common problems about lithium battery formation equipment at home andabroad, such as small formation current, formation temperature is out of control, cellformation without pressure.To solve these problems, this paper designs a monitoringand management system into constant temperature and pressure with jig, to evaluatethe performance of the battery that produced by this system. The main tasks are asfollowings:

　　Firstly, by reading various articles and documents at home and abroad, befamiliar with the performance parameters of each formation equipment,visitingdifferent formation equipment manufacturers or lithium batteries manufacturingenterprise. fully understand the chemical equipment and process at home and abroad.

　　a comprehensive review of the formation equipment at home and abroad is given. Thethesis summarizes the advantages and disadvantages of the formation equipment andthe formation process, and some common problems in the process of lithium batteryformation.

　　Secondly, in this paper, the constant chemical pressure technique is used toshorten the distance between the cathode, the negative electrode and the separator ofthe lithium battery, so as to reduce the distance of the lithium ion formation.

　　Increasing the formation temperature and keeping the temperature constant, it canenhance the activity of positive electrode, negative electrode, electrolyte and other materials, reduce the resistance of lithium ion crossing the material, and the lithiumbattery is formed to form a dense and stable SEI film, exhibiting a smaller internalresistance of the battery. The safety performance, cycle life and battery usage of thebattery are greatly improved. When lithium batteries are formed, they can have higherformation current, save time and increase production efficiency, while the appearanceof the battery becomes more flat, thinner, and the volume capacity ratio is alsoimproved accordingly.

　　Thirdly, the system development of the lower computer is realized. In order toimprove the formation current, through the investigation and study of the pressuresensing mode which is widely used in industry, included the mechanical transmission,electric drive, hydraulic transmission, pneumatic transmission and so on, the pressuresensing mode of cylinder drive is determined, and the cylinder parameters aredetermined, and the constant pressure of the battery in the process of formation isrealized. Then various factors that influence battery formation performance aredetermined by brainstorming, and found the importance of various factors by fishbonediagram, finally make sure the key factors by the Taguchi design method for theoptimal formation conditions.

　　Finally, combined with SQL Server database and Visual Basic programming tools,the host computer operating system was planned and designed. Designed a kind ofoperating software with simple operation, high man-machine interactivity and stablerunning system, to realize core functions such as formation monitoring, processcontrolling, data storage, data query and statistics analysis for lower compute storage.

　　Key words: Lithium cell formation; Constant Temperature and Pressure; DOE;Operational interface

目 录

　　第1章 绪 论

　　1.1 研究背景及意义

　　众所周知，人类赖以生存的地球环境越来越差，空气质量恶化、水环境污染和土地破坏日益严重，环境保护和不可再生资源的合理使用成为人类持续发展必须遵循的两大基本准则，随着人们环境保护意识的不断提高，加之煤与石油资源的日益枯竭，各国掀起了一股研究电动汽车的热潮，国家政策也是重磅扶持[1~2],中国电动汽车成为世界关注的焦点。

　　根据中国汽车工业协会对外发布的数据，2017 年新能源汽车累计生产 79.4万辆，同比增长 68.5,同年累计销售 77.7 万辆，同比增长 56.8%,可见新能源汽车行业处在一个高速发展的时期。2017 年 1~12 月，新能源乘用车中，纯电动乘用车产销分别完成 47.8 万辆和 46.8 万辆，同比分别增长 81.7%和 82.1%;插电式混合动力乘用车产销分别完成 11.4 万辆和 11.1 万辆，同比分别增长 40.3%和39.4%.根据汽车工业协会的数据，截至 2017 年底，中国新能源汽车的保有量为180 万辆，占世界新能源汽车保有量的一半。

　　2017 年 4 月，国家工信部、国家发展和改革委以及科技部联合制定的《汽车产业中长期发展规划》，描绘了我国汽车产业尤其是锂电新能源汽车产业的发展蓝图，计划用十年时间，完成从汽车大国向汽车强国的蜕变。将 2020 年新能源汽车年产销目标定为 200 万辆。

　　2025 年中国汽车总销量将达到 3500 万辆左右，新能源汽车占汽车产销 20%以上，即 700 万辆，可以预计，新能源汽车是当今研究热点[3~4].

　　所谓新能源汽车，大多是用电池作为汽车动力，抛弃排放废气的燃油发动机。 蓄电池的发展经历了 150 年的历史，自 1859 年法国人普兰特（Plante）发明的阀控式铅酸蓄电池（VRLAB）为第一代，以 Cd-Ni 电池和 20 世纪 80 年代 MH-Ni 电池等碱性蓄电池为第二代，20 世纪 90 年代 Sony 发明的锂离子电池为第三代，锂离子电池具有很多优点：工作电压高、容量大、重量轻、无污染、自放电系数小、循环寿命长且没有记忆效应等诸多优点[5],使得锂电池发展非常迅速。

　　在所有元素中， 锂是自然界中最轻的金属元素，同时具有最负的标准电极电位（-3.045V vs. SHE），这两个特征结合在一起使得该元素具有很高的能量密度，理论比容量达到 3860 mAh/g,而目前最常用的铅酸电池，铅的理论比容量为 260mAh/g ,同时锂离子电池在生产、使用的过程中，不会带来环境的破坏和污染，锂离子电池正在逐步取代石油，成为汽车行业的新能源。

　　锂离子电池，作为一种新的不可再生能源，它可以反复的进行充放电。目前在汽车行业应用的锂电池一般都具有单体 2000 次以上的使用寿命。正极材料一般为含有锂的金属氧化物，负极材料为石墨、硅、钛酸锂等材料[6]（目前应用最成熟的是石墨），通过非水性溶剂电解液进行离子的传输，在使用的过程中，通过锂离子的嵌入和脱出的方式完成化学能和电能的相互转化，在充电的时候，锂离子从正极材料脱出，通过有机溶剂的运输，嵌入到负极石墨层中，形成 LiC6化合物，存储电能，放电过程则与充电完全相反。

　　锂电池的生产流程主要由打浆、涂布、冷压、裁片、叠片或卷绕、烘烤、注液、化成以及测试等组成。化成是锂电池生产过程中的重要工序，它是锂电池形成电池后的第一次活化充放电过程，正极锂离子通过电解液在电流作用下嵌入负极石墨，形成致密的 SEI 膜，形成电势，产生电压，化成的好坏，尤其是形成 SEI膜的好坏，很大程度上决定了电池的使用寿命和产品的安全性、一致性和可靠性。

　　锂电池的化成，就是激活电池，目前一般都是对电芯进行小电流充电，将其内部正负极物质激活，在负极表面形成稳定致密的 SEI 膜 （solid electrolyteinterface），电池只有经过化成才能体现出真实性能，在化成中形成结构稳定、致密的 SEI 膜，对整个锂电池的产品性能至关重要。

　　此外，在锂电池的化成过程中，电池充放电的电压与电流有很高的要求，如 果电池发生过度充电或者过度放电，就可能引起电池短路或燃烧，对电池损害非常大，也对工作人员的安全问题提出了很大的挑战，为了满足现代工业化生产的需求，提出电池恒温并用加压的化成方法，降低锂电池材料在化成时的迁移距离的化成新系统，已经成了一个锂电行业研究的热点。

　　本课题是来源于广东某公司锂离子电池化成检测项目，在化成检测系统中，数据信息与工业自动化技术的完美结合，设计并实现了锂电池恒温并用加压方式的化成检测系统。

　　1.2 国内外研究的现状及发展

　　我国锂电池的产业化起始于 1999 年，当时锂电设备主要依赖进口，随着我国锂电池制备技术逐步成熟，国内的锂电池设备也经历了以手工制造为主逐步发展到半自动或全自动化的产业化设备制造，近年来，锂电池在汽车领域、储能领域等的广泛应用，国内外的一些锂电化成设备厂商都相继对化成设备进行了大规模的研究和实验，开发了日趋完善的电池化成管理设备。

　　在锂电池开发的初期，锂电池的检测主要通过手动设置充放电工步，手动进行数据保存、核对数据、单独导出到 Excel 文档进行手动核算、分选，整个操作流程非常繁琐，对操作人员的文化水平，电脑技能要求十分高。随着电子信息技术的不断发展，单片机开始作为检测设备的核心处理器，应用在化成检测设备中，随后又开发出 PC 机作为化成系统的上位机，下位机应用单片机的两级控制管理系统，锂电池的化成设备也由最初的单片机、单通道的人工检测，逐步升级到了单 PC 机多通道的人工检测，到目前为止，最终实现了多机多级分布式全自动的检测方式。

　　美国的 MACCOR 公司和 ARBIN 一起公司，他们在化成设备的开发中更加注重于化成设备的精度，电压量程做到几百伏特，精度可以做到 1%mV,电流量程可以做到上百安培，精度做到微安级别，整体设备的量程、精度、可靠性遥遥领先于其他设备厂家，同时产品具有反向放电，恒流、恒压、恒功率、恒电阻、交流阻抗及循环伏安方式等多种操作模式，两者的电池化成测试系统在计算机的程序控制下，主要应用与测试电池材料、原电池、单体动力电池或电池组的性能，特别是适用于电池的研究开发和质量分析。MACCOR 和 ARBIN 电池测试系统目前一般用于实验室测试锂电池、聚合物、磷酸铁锂，镍鉻、镍氢、碱性及其它电 池电化学性能，在技术特性和测试功能上远远超过其他同类产品，但是其价格非常高，通常是国内同等设备的 10 倍以上，而且其测试通道非常少，一般只有 16或 32 个，在批量化生产应用中效率很低。

　　韩国 Elicopower 株式会社，主要致力于锂离子聚合物电池测试设备的设计和研发，该公司在设备开发中尤其强调设备的自动化程度，然而受限于锂离子聚合物电池采用的小电流化成，化成时间非常长，一般要 3~6 个小时，设备的自动化进展迟迟未取得较好的突破。

　　最近几年中，随着我国大力发展新能源汽车产业，对新能源汽车产业的补贴政策持续进行，我国锂电池技术得到了迅速的发展，锂电池化成管理设备的各项性能指标都得到了大力改善，锂电池市场的持续扩大，使得许多国内的锂电化成设备开发商都摒弃了过去落后的电池检测系统，纷纷引进或开发稳定、可靠的化成管理系统，但是，大多锂电化成设备制造商更关注化成系统的可靠性、设备的检测精度等方面，对于化成过程中电池性能的好坏，化成设备效率的提升，大都是锂电池生产厂家在研究。

　　国内广州威亦旺、广州擎天、深圳新威尔等锂电化成设备厂家，开发的设备精度非常高，电压最高可以做到数百伏特，精度误差在 3mV 内，电流最高可以做到数百安培，精度误差在几十毫安培内，产品的精度及量程几乎可以媲美美国MACCOR 和 ARBIN 公司的设备，同时在功能上相比于国外设备，还增加了交流内阻和直流内阻测试功能、分选系统功能、电池装盘登录、立体仓库及储存区电池的自动搬运等功能。通道数从美国 MACCOR 和 ARBIN 公司的几十个，增加到了几百个，特殊开发的设备通道数可以到达 5 千个以上，极大的满足了自动化生产的需求。同时这些设备厂商也正在研究 PWM 节能控制模式，具有能量回收功能，能够将锂电池在放电过程中产生的能量储存起来，目前这几家公司的化成设备在锂离子电池行业应用非常广。

　　另外杭州可靠性仪器厂和广州蓝奇电子实业有限公司在圆柱形锂电池[7]和聚合物锂电池设备的开发上也遥遥领先其它的竞争者，这两个公司的化成设备在充放电保护、电流电压精度、数据存储、操作便捷性等方面已经在国内做到了领先水平，在国内的 3C 数码等小电池领域内的化成设备方面应用很广。

　　通过大量的市场需求调查，以及对目前市场上的化成设备的使用和资料调查发现，目前国内外的化成设备普遍都存在以下几个问题：

　　（1） 电池主体都是在自由状态下进行化成，化成时正负极材料的界面相隔比较远，电解液、锂离子的传输距离会非常远，化成时只能采用较小的化成电流，才能保证电池形成良好的 SEI 膜，从而导致电池化成时间非常长，设备利用率很低，也不利于电池的自动化生产。

　　（2） 电池化成后各种材料处于一个蓬松的状态，电池本体需要注入更多的电解液，对于锂电池的重量能量密度提升来说非常不利。

　　（3） 电池的化成温度受环境温度影响，由于环境温度的变化很大，不同温度下电解液材料活性会发生很大的影响，从而影响到锂电池的整体性能，使电池的容量、循环性能、高温性能、安全性不能充分发挥，影响到产品的一致性，对动力电池要求越来越多的分组配对来说，具有严重的挑战性。

　　（4） 要保持锂电池电解液具有较强的活性，若控制整个化成环境温度，整体的能耗会非常大，较高的化成环境温度，也不利于员工的职业安全健康生产。

　　考虑以上因素，针对锂电池化成检测系统，提出一套新的解决方案。首先，对化成设备本体增加加热装置，电池主体与加热板直接接触，大大减少了电能的消耗，温度在一定范围内可以调整；其次，增加夹具，用一定的压力加载到电池表面。通过实验和大规模生产，这个方案达到预期效果，恒温加压化成技术，极大程度的解决了电池的界面，电池表现出较小的内阻，较长的寿命，较高的化成电流，缩短了化成时间，提高了生产效率，电池的外观也变得更平整，厚度更薄，体积容量比也相应提升。

　　1.3 本文的主要内容和结构

　　针对以上分析的锂电池化成目前面临的问题和难点，本文开发了一套具有加热恒温功能且用夹具加压的化成测试系统设备[8~9],通过长时间的样机测试与改进，达到了预期效果，后来在广东某电池公司得到大范围的推广，通过一年多的批量投入使用，证明该系统性能稳定，对电池产品的成本、效率、品质都起到了极大的提升。本论文的主要篇章结构如下：

　　第一章 绪论主要从锂电池的性能特点，国家政策两方面介绍本课题的来源及研究的目的和意义，然后概述了锂电池化成，国内外电池化成检测系统的现状，各种化成系统的不足之处，阐明恒温夹具化成系统会给电池生产带了什么好处。

　　第二章 锂电池化成工艺及性能参数介绍描述电池为什么需要化成、化成的机理与目的，概述国内外不同锂电厂家对锂电池化成工序的研究，介绍目前行业内锂电池化成的方法和流程，电池化成后，锂电池生产厂家一般对锂电池产品的关注指标，产品的分组方法，锂电行业锂电池性能的检测指标。

　　第三章 夹具化成机器的设计和实现夹具化成机器的设计，主要介绍机械机构方案的确定，恒温夹具化成系统中的夹具压力如何实现。本课题主要改进方向是将锂电池在自由状态下化成，创新为在恒定温度和夹具压力下进行化成，以缩短正负极材料之间的距离，减少电流通过的路径，极大提升化成的效率和化成的效果，采用气缸传动设计压力的传动方式，设计气压传动系统图，确定升降气缸参数，各项功能参数确定后，实现相应的硬件设备，并对其做出简明的介绍。

　　第四章 系统界面设计针对本方案中的恒温夹具化成设备，为了减少操作员操作的失误率，提高电池化成的可靠性，本方案采用面向对象设计[10]的 Visual Basic 高级程序设计语言[11],开发简易、亲民化的可视化操作系统界面，操作系统界面可以为整个系统的参数设定和数据查询功能提供良好人机交互界面，本系统的整个上位机界面主要由初始设置、化成过程控制、数据查询与分析等操作界面组成，并对每一个界面做详细的功能介绍。

　　第五章 DOE 实验设计和参数确定夹具化成机械设计和系统界面设计完成后，下一步工作就是找最优的化成参数。首先通过头脑风暴法确定影响电池化成性能的各种因子，再用鱼骨图法确定各种因子的重要性，并对其排序，挑选出重要的因子进行田口实验，采用 Minitab分析（统计分析软件）软件对田口实验结果进行系统的分析，找出关键因子压力、充电电流、温度的重要水平，同时建立最优方案。最后验证恒温夹具化成后的电池性能，主要针对电芯的厚度、容量、循环性能以及拆开电池后的极片界面进行验证。

　　结论总结全文，并根据实际生产运行过程中的不足进行分析，确认本课题下一步研究发展方向。

　　第 2 章 锂电池化成工艺及性能参数介绍

　　2.1 锂电池的生产工艺

　　2.2 锂电池的化成介绍

　　2.2.1 化成的目的

　　2.2.2 锂电池化成的工艺参数

　　2.2.3 化成的机理

　　2.3 SEI 膜

　　2.3.1 SEI 膜的成分

　　2.3.2 SEI 膜的结构

　　2.3.3 SEI 膜的形成过程

　　2.4 锂电池性能介绍

　　2.4.1 锂电池电压

　　2.4.2 锂电池容量

　　2.4.3 锂电池内阻

　　2.4.4 锂电池电压降

　　2.5 小结

　　第 3 章 夹具化成机器的设计和实现

　　3.1 升降机构方案的确定

　　3.1.1 机械传动

　　3.1.2 电气传动

　　3.1.3 液压传动

　　3.1.4 气压传动

　　3.2 升降气缸设计

　　3.3 设计实现

　　3.3.1 下位机的设定参数

　　3.3.2 下位机各机构介绍

　　3.4 小结

　　第 4 章 系统界面设计

　　4.1 系统界面总体框架

　　4.2 初始设置界面

　　4.2.1 屏号设置

　　4.2.2 通讯设置

　　4.2.3 用户设置

　　4.2.4 颜色设置

　　4.2.5 其它设置

　　4.3 化成过程控制界面

　　4.3.1 启动工作

　　4.3.2 电池巡检

　　4.3.3 电池分选

　　4.4 化成过程控制界面

　　4.4.1 综合数据

　　4.4.2 分类数据

　　4.4.3 统计报表

　　4.4.4 曲线

　　4.5 小结

　　第 5 章 DOE 实验设计和参数确定

　　5.1 田口方法介绍

　　5.1.1 田口方法的含义

　　5.1.2 田口方法的设计

　　5.2 影响电池化成性能的关键因素分析

　　5.3 化成设计

　　5.3.1 传统化成工艺流程

　　5.3.2 本方案工艺流程

　　5.4 实验实施和数据分析

　　5.4.1 设计表生成

　　5.4.2 厚度分析

　　5.4.3 容量分析

　　5.4.4 循环性能分析

　　5.4.5 拆解电池分析

　　5.5 小结

结 论

　　新能源技术的飞速发展，如何提高锂离子电池的使用寿命，如何化成生成良好的 SEI 膜以及提高电池性能的一致性是各个领域必须处理的问题。恒温夹具化成技术突破了传统的化成方式，该化成系统实现了锂电池批量化成检测系统模块化，极大的减少了化成时间，提升了设备的利用率，降低了化成对周边环境所需要的能耗，极力符合国家目前提出的节能减排降耗这一国家政策；同时采用该化成系统生产的电池，容量更高，性能更优越；开发出了可以实时监控的化成检测系统，该软件可以给出实时的化成检测数据显示功能，并能够对电池化成中生产的数据进行及时存储，实时生成报表、曲线等各种统计功能，在电池化成完成后，能够及时整理化成时候产生的电压、容量等相关参数，可以极大的方便操作员进行不合格品删选、检查等操作；经过反复的 DOE 试验验证，得出了更优的化成工艺参数，也进一步证明了该化成系统的可靠性、稳定性和实用性。

　　1.本文工作总结

　　本文首先概述本课题相关的研究背景和意义，总结目前锂电池化成系统存在的不足。化成是锂离子电池生产过程中不可或缺的工序，使电池形成良好的 SEI膜，本文设计了一种恒定温度并夹具化成监测管理系统。本文的主要工作以及研究成果如下：

　　（1） 现有的电芯生产工艺中，电池主体大都在自由状态下进行化成，由于小电流化成，时间较长，SEI 界面不好，电池的寿命不长，本文提出了恒温且同时用夹具加压化成的方式，提高了化成电流，电池的循环寿命大幅度的延长，节省了时间，大幅度的提高生产效率 500%以上，对电池的变形及厚度增长也有一定的抑制作用。

　　（2） 实现了上位机系统开发，新型的上位机系统具有更好的设计、通俗易懂，本文采用高级程序语言 Visual Basic 开发了上位机操作系统界面， 实现对上位机操作系统的规划和设计，设计了一款操作简单，人机互动性强、运行稳定的操作系统界面软件，布局 CAN 通信系统对下位机进行远程控制，结合 SQL Server 数据库，实现对下位机实时监控电池化成中的状态，对化成数据进行实时存储、查询与统计分析，并能通过颜色管理让操作员轻易的挑出化成不合格的电池，降低了对操作员本身素质的要求。

　　（3） 实现了下位机系统开发，为了提高化成电流，需要缩短化成时电流通过的路径，采用气缸传动的压力传动方式，确定气缸参数，实现电池在化成过程中的恒定压力；通过头脑风暴法确定影响电池化成性能的各种因子，接着用鱼骨图确定关键因子，再采用田口实验设计方法对关键因子进行实验验证，获得最优的化成参数。

　　（4）化成后电池的性能好坏是恒温及夹具化成系统是否可行的唯一标准。本方案采用先进的田口实验设计方法，寻找到了适合本系统的最佳化成工艺参数并加以推广实施，通过与传统化成系统产品的电池进行整体的性能对比，本方案化成的电池在容量、循环性能、极片外观等方面都极大的优于传统化成系统产品。

　　2.下一步工作

　　由于个人能力有限以及时间的限制，本聚合物锂离子电池化成管理系统虽然实现了预期的功能，但还有些方面需要进一步的改进和提高。在后续的工作中，计划对以下的几个方面做深入的研究和完善：

　　（1） 本电池化成系统的上位机已经实现了对数据的监控、存储和统计等功能，但是在远程调用、查看、传播方面仍欠缺；计划后续建立专门的网络服务器，将上位机存储、统计的数据上传到网络服务器；以实现工厂内部、客户端等任何地方，只要有网络，即可对电池性能数据进行访问查询。

　　（2） 目前使用本电池化成系统的时候，仍需要操作员手工上架、下架电池。

　　手工上下架电池可能会出现摆放错位，夹不到电池端子，正负极装反等操作失误，特别是尺寸较小的电池更不利于上夹操作，后续设想采用气缸推动上夹方式，操作者只须将待化成的电池装入特定的电池托盘，插入化成设备即可，特别适合对 小尺寸电池，可以预见，操作过程效率将会大幅度的提高，适合大规模工业自动化生产，彻底实现锂电池生产的"No hand touch, No defect".

　　（3） 下位机做进一步的优化，增加容量测试功能，以恒温夹具化成、分容管理一体化；解决目前由于分容时，温度、压力不一，导致容量差异非常大的原因，对新能源汽车动力电池一致性的提高将有显著的作用。

　　（4） 上位机图形界面仍需要做进一步的优化，简化系统的操作流程，完善系统的操作界面，更进一步的满足操作员的需求。

　　（5） 长期的高温，电子元件耐高温老化问题；电池放电时的能量回收课题，都是非常具有实际意义的工作，这些都需要工程师设法解决。

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致 谢

　　本论文是在我的导师何选森副教授悉心指导下完成的。在本文的工作期间，导师渊博的知识面、严谨的治学态度和精益求精的工作作风令我深受感染并受益匪浅。在论文的制作过程中，不管是开题报告、论文写作，还是文章学习，何教授帮我认真审查、仔细斟酌，并提出建设性的意见和建议。让我的文章思路更加清洗、条例更加明确，论点论据更加具有说服力。导师的教导和精神将指导和激励我未来的整个生活、工作规划，成为我人生成长中缺一不可的财富。在此对我的导师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢！

　　非常感谢佛山某电池公司的蔡建文工程师、尹晓枫工程师和曾岳峰工程师等对我的指导和帮助。他们在我论文的制作过程中，和我一同在生产线做测试，帮我拆解电池，收集初步的实验数据。他们丰富的知识，一丝不苟的工作作风将对我的学习和工作产生巨大的影响。

　　还要特别感谢湖南大学傅喜泉教授、杜四春副教授、伍仁勇博士和中聚科技有限公司研究院李文煜博士，中南大学的叶柏龙高工等，给予我许多建设性的意见，在我论文的构思、撰写和修改过程中，得到了他们许多热情的帮助和细心指导，感谢他们为我的论文所倾注的心血！

　　在我两年半的学习、工作和生活的过程中，还得到很多同事以及其它同学们的宝贵支持，没有他们的帮助，我也不可能完成我的课题。

　　衷心感谢我的妻子和女儿邓佳圆在我求学生涯中给予我的支持、鼓励和爱护。

　　感谢所有关心、帮助过我的老师、同学和朋友们！

　　最后，感谢评阅本论文的专家们，谢谢你们在百忙之中抽出时间来评阅本论文并提出宝贵意见！

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