一种大容量电池的制作方法

文档序号:35814011发布日期:2023-10-22 06:26阅读:55来源:国知局

本技术属于电池领域,具体为一种大容量电池。


背景技术:

1、锂离子电池制备工艺过程中,通常使用卷绕或叠片设备将正极极片、负极极片及隔膜装配为电芯,电芯装配至壳体内后,向壳体注入电解液,注入电解液时,电芯隔膜局部区域出现褶皱并在隔膜和极片间残留有气泡是一个常见的现象。隔膜上的褶皱和隔膜/极片间界面的缺陷会造成电池内阻分布不均匀,内阻低的地方电池循环过程中可能会局部过充或过放,进而影响电池的容量。

2、为了解决这一问题,通常的做法是在电芯制备过程中,调控叠片过程中隔膜过辊的张力,保证张力的一致性,但裸电芯在装配过程中也会存在隔膜松动、变形等情况,导致了成品电芯隔膜褶皱现象,或者在循环过程中隔膜极易出现褶皱现象。

3、另外,在电池循环一段时间后,电解液中会产生固体杂质,当这些杂质吸附在正负极片时,会使得电解液无法充分浸润正负极片,出现容量下降的问题。尤其当此类电池通过串并联的方式组装为大容量电池(也称为电池模组或电池组,将组成大容量电池的各个电池称为单体电池)时,因这种直接通过串并联方式制作出的电池组由于木桶效应的存在,往往会受到性能最差的一块单体电池影响,导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种大容量电池,克服大容量电池在循环过程中,各个单体电池因电芯隔膜有褶皱或杂质附着正负极片,导致单体电池容量下降,进而导致整个大容量电池容量上限及循环次数极大受限的问题。

2、本实用新型可提供一种大容量电池容量修复方法,上述大容量电池包括若干并联的单体电池,所有单体电池内腔全部贯通形成大容量电池的内腔;其特殊之处在于:对大容量电池的内腔加压泄压,实现修复。需要注意的是,此处加压泄压没有先后顺序,需根据实际情况进行选择。

3、为了进一步地提升修复效果,对大容量电池的内腔加压后保压设定时间,再泄压。

4、进一步地,可以通过向大容量电池的内腔注入氮气或惰性气体,实现加压,排出氮气或惰性气体,实现泄压。

5、进一步地,所有单体电池内腔包括气体区和电解液区,当所有单体电池内腔的气体区通过设置的气管全部贯通时;可以通过气管的一端向大容量电池的内腔注入氮气或惰性气体,实现加压,并通过气管排出氮气或惰性,实现泄压。

6、进一步地,当所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通,且所有单体电池内腔的气体区通过设置的气管全部贯通;修复方法如下:

7、通过共享管的一端向大容量电池的内腔注入氮气或惰性气体,实现加压;

8、通过气管排出气体,实现泄压。若修复首次执行泄压过程,则此处的气体为大容量电池内腔原有气体,若修复首次执行加压过程,则此处的气体为注入的氮气或惰性气体。

9、进一步地,为了获得更好的修复效果,加压之前还包括通过共享管将大容量电池内腔的电解液排出的步骤;在最终泄压之后通过共享管向大容量电池内腔注入电解液的步骤,所述电解液为排出的电解液修复后的电解液,或为全新电解液。

10、进一步地,当所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通时,具体修复方法可以包括以下步骤:

11、步骤1、通过共享管将大容量电池内腔的电解液排出;

12、步骤2、通过共享管的一端向大容量电池的内腔注入氮气或惰性气体,实现加压;

13、步骤3、通过共享管排出氮气或惰性气体,实现泄压;

14、步骤4、通过共享管向大容量电池内腔注入电解液。

15、进一步地,步骤4中注入电解液为将步骤1排出的电解液修复后的电解液或为全新电解液;此处修复电解液的目的是:除去电解液中的水分和/或杂质,还可以补充电解液中的锂盐,还可以添加添加剂等。

16、进一步地,还可以通过向大容量电池的内腔注入电解液,实现加压,排出电解液,实现泄压。

17、进一步地,当所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通时,通过共享管的一端向大容量电池的内腔注入电解液,实现加压;通过共享管排出电解液,实现泄压。

18、进一步地,还可以通过交替向大容量电池的内腔注入电解液以及氮气或惰性气体,实现加压,排出气体,实现泄压。若修复首次执行泄压过程,则此处的气体为大容量电池内腔原有气体,若修复首次执行加压过程,则此处的气体为注入的氮气或惰性气体。

19、进一步地,所有单体电池内腔包括气体区和电解液区,所有单体电池的电解液区通过共享管全部贯通;包括步骤a和步骤b;步骤a和步骤b交替执行;其中步骤a和步骤b如下:

20、步骤a、通过共享管的一端向大容量电池的内腔注入电解液,通过共享管排出电解液,实现加压和泄压;

21、步骤b、通过气管的一端向大容量电池的内腔注入氮气或惰性气体,通过气管排出氮气或惰性气体,实现加压和泄压。

22、进一步地,为了确保大容量电池的安全性,对大容量电池的内腔加压的压力值最好能够小于0.7mpa。

23、本实用新型还提供一种大容量电池,包括若干并联的单体电池,所有单体电池内腔全部贯通形成大容量电池的内腔;其特殊之处在于:还包括加压接口和泄压接口,上述加压接口一端与大容量电池内腔连通,另一端在需要加压时,用于连接外部加压设备;上述泄压接口一端与大容量电池内腔连通,另一端在需要泄压时,用于连接泄压设备或打开。需要注意的是,此处的泄压设备可以与加压设备为同一种设备。

24、进一步地,该大容量电池,所有单体电池内腔包括气体区和电解液区;

25、所有单体电池内腔的气体区通过气管全部贯通;上述气管的端口作为加压接口与泄压接口;

26、或,所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通,所述共享管的端口作为加压接口或泄压接口;

27、或,所有单体电池内腔的气体区通过气管全部贯通,所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通;所述气管的端口和共享管的端口均能够作为加压接口和泄压接口。

28、进一步地,所有单体电池内腔的气体区通过气管全部贯通,所述气管的任一端口作为加压接口和泄压接口,加压接口和泄压接口共用;在所述气管的任一端口还连接有三通,所述三通的两个端口分别用于与真空泵以及注气泵连接。

29、进一步地,所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通,上述共享管的其中一个端口作为加压接口和泄压接口;加压接口和泄压接口共用。

30、进一步地,该大容量电池还包括电解液仓,上述电解液仓与共享管另一端口连通。

31、本实用新型还提供另一种大容量电池,包括若干并联的单体电池,所有单体电池内腔全部贯通形成大容量电池的内腔;其特殊之处在于:还包括加压接口和泄压接口,所述加压接口一端与大容量电池内腔连通,另一端连接加压设备;所述泄压接口一端与大容量电池内腔连通,另一端连接泄压设备或打开。

32、进一步地,所有单体电池内腔包括气体区和电解液区;

33、所有单体电池内腔的气体区通过气管全部贯通,所述气管的端口连接加压设备和泄压设备,所述加压设备和泄压设备为同一设备;

34、或,所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通,所述共享管的端口连接加压设备和泄压设备,所述加压设备和泄压设备为同一设备;

35、或,所有单体电池内腔的气体区通过气管全部贯通,所有单体电池内腔的电解液区通过共享管全部贯通;所述气管的端口连接泄压设备,所述共享管的端口连接加压设备。

36、进一步地,所有单体电池内腔的气体区通过气管全部贯通,所述气管的端口连接有三通,所述三通的两个端口分别连接真空泵以及注气泵。

37、本实用新型的有益效果是:

38、1、本实用新型通过对大容量电池的内腔加压泄压,可以显著提升大容量电池容量,改善大容量电池性能,实现大容量电池有效修复;且修复方法简单,易于操作。

39、2、本实用新型在加压后,还可以通过保压的方式,使得各个单体电池内的正负极片贴合度更为松弛,进一步优化正负极片再电解液中的浸润程度,进而更进一步地提升大容量电池的容量。

40、3、本实用新型可以采用充放气的方式实现大容量电池内腔的加压泄压;

41、如果大容量电池的内腔中具有电解液,当采用充放气的方式加压和泄压时,使得大容量电池内腔的电解液加速流动,在流动过程中冲刷附着在正负极片上的杂质,使杂质脱落,使得正负极片充分浸润在电解液中;同时,电解液的流动会冲刷电芯隔膜,进而改善电芯隔膜的褶皱,也会使得正负极片充分浸润在电解液中,气体也可以直接冲向具有褶皱的部位,此时褶皱改善效果更为显著;另外,电解液和气体的流动可以使得各个单体电池内的正负极片贴合度松弛,也会使得正负极片充分浸润在电解液中;最后,通过电解液的充分流动,可以使得锂离子分布更加均匀,也会提升大容量电池的性能。

42、如果在加压泄压之前,将大容量电池内腔的电解液排出,采用充放气的方式时,通过气体的流动,冲刷附着在正负极片上的杂质,使杂质脱落,确保正负极片充分浸润在电解液中;同时,气体的流动会冲刷电芯隔膜,进而改善电芯隔膜的褶皱,也会使得正负极片充分浸润在电解液中,当气体直接冲向具有褶皱的部位,此时褶皱改善效果更为显著;另外,通过气体的流动可以使得各个单体电池内的正负极片贴合度松弛,也会使得正负极片充分浸润在电解液中。

43、4、针对同时具有共享管和气管的大容量电池,本实用新型可以通过共享管注气,气管排气的方式实现加压和泄压,在这种情况下,当针对具有电解液的内腔来说,通过共享管注气,气体需要通过电解液才能从气管排出,当气体通过电解液时,可以加快电解液的流动速度,进而可以进一步提升修复效果。

44、5、本实用新型还可以通过在注气前,排空电解液,泄压后,注入新的电解液,进一步提升大容量电池的性能。

45、6、本实用新型还可以针对具有共享管不具有气管的大容量电池进行修复,此时可以将共享管端口连接注气装置,即可实现加压和泄压,也无需另设接口,操作简单方便,此时,需要优选先将电解液排空再进行操作,之后可以通过注入新的电解液进一步提升大容量电池性能。

46、7、本实用新型还可以采用充放电解液的方式实现大容量电池内腔的加压泄压;

47、如果大容量电池的内腔中具有电解液,当采用充放电解液的方式实现加压和泄压时,在新加电解液的冲击下,会使得大容量电池内腔的电解液加速流动,在流动过程中冲刷附着在正负极片上的杂质,使杂质脱落,使得正负极片充分浸润在电解液中;同时,电解液的流动会冲刷电芯隔膜,进而改善电芯隔膜的褶皱,也会使得正负极片充分浸润在电解液中,电解液也可以直接冲向具有褶皱的部位,此时褶皱改善效果更为显著;另外,电解液的流动可以使得各个单体电池内的正负极片贴合度松弛,也会使得正负极片充分浸润在电解液中;最后,通过电解液的充分流动,使得新加入的电解液和原有电解液可以充分混合,有效改善原有电解液性能,也可以使得锂离子分布更加均匀,也会提升大容量电池的性能。

48、如果在加压泄压之前,将大容量电池内腔的电解液排出,当采用充放电解液的方式实现加压和泄压时,在新加电解液的流动过程中冲刷附着在正负极片上的杂质,使杂质脱落,使得正负极片充分浸润在电解液中;同时,电解液的流动会冲刷电芯隔膜,进而改善电芯隔膜的褶皱,也会使得正负极片充分浸润在电解液中,电解液也可以直接冲向具有褶皱的部位,此时褶皱改善效果更为显著;另外,电解液的流动可以使得各个单体电池内的正负极片贴合度松弛,也会使得正负极片充分浸润在电解液中;最后,通过更新电解液也会提升大容量电池的性能,并通过注液排液的往复过程,可以提高各个单体电池内腔电解液的一致性,进一步提高大容量电池的性能。

49、8、本实用新型还可以采用充放气结合充放电解液的方式实现大容量电池内腔的加压泄压,充放气和充放电解液可交替进行;

50、当采用充放气和充放电解液交替的方式加压和泄压时,气体和电解液交替冲刷附着在正负极片上的杂质,使杂质脱落,使得正负极片充分浸润在电解液中;同时,能够冲刷电芯隔膜,进而改善电芯隔膜的褶皱,也会使得正负极片充分浸润在电解液中,气体也可以直接冲向具有褶皱的部位,此时褶皱改善效果更为显著;另外,电解液和气体的高速流动可以使得各个单体电池内的正负极片贴合度更加松弛,确保正负极片充分浸润在电解液中;最后,通过电解液的充分流动,使得新加入的电解液和原有电解液可以充分混合,有效改善原有电解液性能,也可以使得锂离子分布更加均匀,也会提升大容量电池的性能。

51、9、本实用新型所采用的修复方式,无需对大容量电池的结构做过多的改变,针对具有气管的大容量电池,只需将外部注气设备连接至排气口即可;针对具有共享管的大容量电池,只需将注液或注气设备连接至共享管的注液口即可。

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