电解液润湿增强设备及使用其的电解液润湿增强方法与流程

文档序号:11103491
电解液润湿增强设备及使用其的电解液润湿增强方法与制造工艺

技术领域

本发明涉及用于增强可再充电电池中电解液润湿的设备及使用其的电解液润湿增强方法。



背景技术:

最近,随着便携式电子装置的需求的增加,作为能源的可再充电电池的需求迅速增加。具体地,鉴于高容量趋势,锂可再充电电池受到最高的关注。

随着可再充电电池的高容量趋势,由于活性材料的复合密度会增加,所以电极的电解液润湿变得越来越重要。如果在制造可再充电电池中电解液润湿能力差,那么可再充电电池的容量会降低,电极反应会集中在局部区域,导致锂金属的局部沉淀,从而降低可再充电电池的稳定性。

另外,随着电极板的尺寸增加,电极润湿需要的时间也会增加,从而降低了可再充电电池的可制造性。此外,非均匀电解液润湿会劣化电极特性,从而了缩短电池寿命。



技术实现要素:

本发明的实施例提供了用于增强可再充电电池中的电解液润湿的设备以及使用电解液润湿增强设备的电解液润湿增强方法,所述设备可以通过抽空由将电解液注入到电极组件中而困于电极组件中的气体并推压可再充电电池来改善电解液润湿分散度并增强可再充电电池中的电解液润湿。

本发明的实施例也提供了用于增强可再充电电池中的电解液润湿的设备以及使用电解液润湿增强设备的电解液润湿增强方法,所述设备可以通过采用袋的内部与外部之间的压力差来改善电解液润湿分散度并增强可再充电电池中的电解液润湿。

将在下面的示例性实施例的描述中描述本发明的上述和其它方面,或者本发明的上述和其它方面将通过下面的示例性实施例的描述而明显。

根据本发明的一个方面,提供了一种用于增强可再充电电池中的电解液润湿的设备,电解液润湿增强设备包括:腔室,具有内部空间;电池固定单元,固定在腔室的内部空间中,并包括安装于其中的多个可再充电电池;推构件,推压多个可再充电电池的相对的长侧表面,其中,推构件推压多个可再充电电池以增强进入到电解液注入到其中的多个可再充电电池中的每个的电极组件中的电解液润湿。

电解液润湿增强设备还可以包括压力泵,所述压力泵连接到腔室并对腔室加压,以保持腔室的内部空间处于加压的状态。

电解液润湿增强设备还可以包括真空泵,所述真空泵连接到腔室并对腔室抽真空,以创造真空状态。

根据本发明的另一方面,提供了一种使用用于增强可再充电电池中的电解液润湿的设备来增强电解液润湿的方法,电解液润湿增强方法包括:将电解液注入到多个可再充电电池中,所述多个可再充电电池安装在电池固定单元中,所述电池固定单元设置在腔室的内部空间中;使用推构件以恒定的时间间隔推压电解液注入到其中的多个可再充电电池的相对的长侧表面。

在注入电解液后,电解液润湿增强方法还可以包括密封多个可再充电电池的步骤。

推构件可以以每分钟20至30次的恒定时间间隔持续3至8分钟推压多个可再充电电池。

在注入电解液后,电解液润湿增强方法还可以包括通过驱动压力泵来对腔室加压的步骤,以保持腔室的内部空间处于加压状态。

多个可再充电电池可以在腔室的内部空间通过驱动压力泵对腔室抽真空而保持处于真空状态的状态下被推压。

在加压步骤中,腔室被加压以保持腔室的内部空间处于4bar至8bar的加压状态,并且在推步骤中,腔室的内部空间的加压的状态被减压至-40kPa至-80kPa。

在推步骤后,电解液润湿增强方法还可以包括在真空状态下密封多个可再充电电池的步骤。

如上面所描述的,在根据本发明的实施例的可再充电电池中的电解液润湿增强设备中和在使用电解液润湿增强设备的电解液润湿增强方法中,通过抽空由将电解液注入到电极组件中而困于电极组件中的气体并推压可再充电电池可以改善电解液润湿分散度并且可以增强可再充电电池中的电解液润湿。

另外,在根据本发明的实施例的可再充电电池中的电解液润湿增强设备中和使用电解液润湿增强设备的电解液润湿增强方法中,通过采用袋的内部与外部之间的压力差可以改善电解液润湿分散度并且可以增强可再充电电池中的电解液润湿。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例,本发明的上述和其它特征将变得更加明显,其中:

图1是示出根据本发明的实施例的可再充电电池中电解液润湿增强设备的结构的示意图;

图2是示出在图1中示出的电解液润湿增强设备中的腔室的内部结构的侧视图;

图3是示出安装在图1中示出的电解液润湿增强设备的电池固定单元中的可再充电电池的剖视图;

图4是示出在图1中示出的电解液润湿增强设备的示例性电解液润湿增强方法的流程图;

图5是示出在图1中示出的电解液润湿增强设备的另一示例性电解液润湿增强方法的流程图。

具体实施方式

在下文中,将参照附图详细描述本发明的实施例的示例,使得它们容易被本领域技术人员做到和使用。然而,本发明可以以许多不同形式所示,并且不应该被解释为受限于这里阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得该公开将是彻底的和完整的,并且将把本发明的构思充分地传递给本领域技术人员。

在附图中,为了清楚起见,夸大了层和区域的厚度。相同的附图标记始终指示相同的元件。如这里使用的,术语“和/或者”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和所有组合。

另外,这里使用的术语仅用于描述具体实施例的目的,并不意图作为它的限制。如这里使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式也意图包括复数形式。将进一步理解的是,术语“包括”及其变形用在该说明书中时,说明存在陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或者组件,但是不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或者它们的组。

将理解的是,虽然这里可以使用术语第一、第二等来描述各种构件、元件、区域、层和/或者部分,但是这些构件、元件、区域、层和/或者部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或者部分与另一个构件、元件、区域、层和/或者部分区分开。因此,例如,在不脱离教导的情况下,下面讨论的第一构件、第一元件、第一区域、第一层和/或者第一部分可以被称作第二构件、第二元件、第二区域、第二层和/或者第二部分。

参照图1,示出了示意图,所述示意图示出了根据本发明的实施例的可再充电电池中电解液润湿增强设备的结构。参照图2,示出了侧视图,所述侧视图示出了在图1中示出的电解液润湿增强设备中的腔室的内部结构。参照图3,示出了剖视图,所述剖视图示出了安装在图1中示出的电解液润湿增强设备的电池固定单元中的可再充电电池。在下文中,将参照图1至图3来描述根据本发明的实施例的在可再充电电池中的电解液润湿增强设备100的结构。

如图1中所示,在可再充电电池中的电解液润湿增强设备100包括:腔室110;电池固定单元120,容纳在腔室110中,并且具有固定到电池固定单元120的多个可再充电电池10;推构件130,通过以恒定间隔推压多个可再充电电池10将压力施加到多个可再充电电池10。另外,电解液润湿增强设备100还可以包括对腔室110进行抽真空以在腔室110中创造真空状态的真空泵140,以及用于增强腔室110的内部压力的压力泵150。

多个可再充电电池10中的每个可以包括通过在正电极板和负电极板之间插入隔板作为绝缘体而形成的电极组件1,以及包含电极组件1的薄柔性袋。也就是说,多个可再充电电池10可以是每个具有容纳在通过焊接薄柔性袋的边缘而提供的内部空间中的电极组件1的袋类型电池。电极组件1可以通过堆叠正电极板、隔板和负电极板并且卷绕凝胶卷型的堆叠结构而形成。

在多个可再充电电池10的每个中,正电极板和负电极板分别电连接到通过袋的一侧的焊接部分而暴露到外部的正电极片11和负电极片12。多个可再充电电池10可以具有彼此相对的平坦的长侧表面10a,并且可以被构造,使得长侧表面10a的四个侧中的另一侧的焊接部分可以不被焊接,并且所述另一侧不是具有正电极片11和负电极片12通过其被暴露到外部的焊接部分的袋的一侧。也就是说,多个可再充电电池10中的每个的一侧的焊接部分可以被打开。电极组件1的弧形的侧表面可以通过多个可再充电电池10中的每个的一个打开侧10b而暴露于外部。

腔室110具有内部空间。腔室110可以包括下壳体和上盖,下壳体和上盖在多个可再充电电池10安装于腔室110中后彼此接合,从而气密地封闭内部空间。

电池固定单元120可以安装并固定在腔室110的内部空间中。电池固定单元120可以由框架成型。多个可再充电电池10可以可拆卸地安装在电池固定单元120的框架的内部空间中。多个可再充电电池10可以在电池固定单元120中对齐,使得两个长侧表面暴露于外部并且打开面朝上的焊接部分。另外,多个可再充电电池10的长侧表面可以共面地放置。多个可再充电电池10可以安装在电池固定单元120中以彼此间隔开,但是本发明的方面不限制于此。

推构件130可以由彼此相对的两个平板构成,并且可以安装在腔室110中。

推构件130可以安装在腔室110中,以面对多个可再充电电池10的两个长的侧表面。推构件130可以由一组具有彼此相对的两个平坦的面板构成。推构件130可以由多个组构成,即由与多个可再充电电池10一样多的组构成,以便单独地推压多个可再充电电池10。然而,推构件130可以由单个组构成,以一次推压多个可再充电电池10。然而,本发明不限制推构件130的组的数量。推构件130可以电连接到驱动器(未示出)并且可以通过控制驱动器而被驱动。推构件130可以以相同或恒定的时间间隔推压每个可再充电电池10的相对的长侧面。

真空泵140可以是对腔室110抽真空以创造预定压力的真空状态的泵。真空泵140可以安装在腔室110的外部并且可以排出腔室110的内部空气,从而保持腔室110的内部空间处于真空状态。

压力泵150可以是对腔室110加压以保持腔室110的内部空间处于预定压力的加压状态的泵。压力泵150可以安装在腔室110的外部,并且可以通过向腔室110的内部空间供应气体来保持腔室110的内部空间处于预定压力的加压的状态。

在下文中,将参照图4描述在可再充电电池中使用电解液润湿增强设备100的电解液润湿增强方法。如图4中所述,使用电解液润湿增强设备100的电解液润湿增强方法可以包括注入电解液和推步骤。

首先,将多个可再充电电池10安装在设置在腔室110之中的电池固定单元120中。此后,将电解液通过安装在腔室110中的多个可再充电电池10中的每个的打开的侧10b注入到袋中(S1)。

在注入电解液(S1)后,在推步骤(S2)中,以恒定的时间间隔通过推构件130来推压多个可再充电电池10。也就是说,推构件130可以以相同或恒定的时间间隔推动每个可再充电电池10的相对的长侧表面。

困在每个可再充电电池10的电极组件1中的气体可以通过推构件130而排出到外部。优选地,推构件130可以以每分钟20至30次的恒定的时间间隔推压多个可再充电电池10。另外,为了增强进入到电极组件1中的电解液润湿,推构件130可以推压多个可再充电电池10超过3分钟。在推步骤(S2)中,可以通过推压多个可再充电电池10去除困在电极组件1中的气体。另外,如上面所描述的,在多个可再充电电池10中,可以通过排出困在电极组件1中的气体来改善电解液润湿分散度。此外,通过在推步骤(S2)中排出困在电极组件1中的内部气体,可以缩短明显电解液润湿至100%所需要的时间。

在推步骤(S2)后,可以密封多个可再充电电池10中的每个的打开的侧10b(S3)。然而,可以在电解液的注入步骤(S1)与推步骤(S2)之间执行密封(S3)。也就是说,在仅通过推构件130增强多个可再充电电池10的电解液润湿的情况下,可以在推步骤(S2)之前或之后执行可再充电电池10的打开的侧10b的密封步骤(S3)。

为了比图4中示出的电极润湿增强方法更加增强电极润湿,如图5中所示,可以执行加压(S2A)和真空状态下的推步骤(S2B)来代替推步骤(S2)。另外,在真空状态下的推步骤(S2B)后,可以执行真空状态下的密封步骤(S3A)。

在加压步骤(S2A)中,加压腔室110以将腔室110的内部空间保持在加压状态下。也就是说,在加压步骤(S2A)中,驱动压力泵150来加压以使腔室110的内部状态处于加压状态,从而创造电解液注入到其中的多个可再充电电池10中的每个的袋的内部与外部之间的压力差。压力泵150对腔室110加压以保持腔室110的内部空间处于4bar至8bar的加压状态。这里,加压状态优选地保持超过3分钟。如果保持腔室110的内部空间处于加压状态,那么由于袋的内部与外部之间的压力差可以压缩多个可再充电电池10中的每个的袋,从而进一步增强进入到电极组件1中的电解液润湿。

在真空状态下的推步骤(S2B)中,当通过推构件130推压多个可再充电电池10时,腔室110的内部空间被减压到真空状态。也就是说,在真空状态下,可以通过推构件130周期地推压多个可再充电电池10。在这种情况下,由于袋的外部的压力(即真空)比袋的内部的压力低,所以可以更有效地排出困在多个可再充电电池10中的每个的电极组件1中的气体。如上面所描述的,通过排出困在电极组件1中的气体,多个可再充电电池10可以具有改善的电解液润湿分散度。可以通过驱动真空泵140达到-40kPa至-80kPa来创造腔室110的真空状态。如上面所描述的,在加压步骤(S2A)和真空状态下的推步骤(S2B)后,可以缩短明显润湿至100%需要的时间。

另外,在真空状态下的推步骤(S2B)后,可以在真空状态下密封(S3A)可再充电电池10的打开的侧。也就是说,为了增强电解液润湿,在加压步骤(S2A)和真空状态下的推步骤(S2B)中,在可再充电电池10的袋的内部与外部之间创造了压力差。另外,为了改善电解液润湿分散度,在加压步骤(S2A)和真空状态下的推步骤(S2B)后,优选地执行真空状态下的密封步骤(S3A)。这里,可以在-90kPa的高真空状态下密封可再充电电池10的打开的侧。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了用于增强可再充电电池中的电解液润湿的设备以及使用本发明的设备的增强方法,但是本领域技术人员将理解的是,在不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以在形式上和细节上做出各种变化。

再多了解一些
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