CN102255104A - 电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，是采用下述的技术方案实现的：在电池或电容腔体的一处以至多处安装由管道、阀门、计量仪表等组件构成的电池或电容的外联式装置，通过操作其中阀门，以实现对电池或电容负压制备、存储、使用及修复的目的；将电池或电容及其外联式装置置于其环境控制系统之中，对其进行操作，以实现对电池或电容的负压制备、存储、使用及修复的目的；电池或电容在其腔体内部处于负压状态下使用。本发明，特别适于未灌注电解液的电池或电容在制造工厂以外的场所，例如在使用场所，就地进行灌注电解液，加以激活，以避免电池或电容在运输和存储中的性能衰退、爆炸危险性和不方便性。

Description

电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法

技术领域

本发明涉及电池或电容的技术领域，特别是一种电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法。

背景技术

人类进入了低碳环保的新时代，新能源产业是低碳经济的核心组成部分，而储能电池和电容又是新能源装置的重要元器件。电池或电容的电量、功率等性能和质量，直接影响着电动汽车等新能源装置的性能，而决定电池或电容性能的关键因素之一就是它们的制备、存储、使用及修复的工艺方法。

目前，常规的硬壳体锂离子电池的制备工艺：制成的极片和隔离膜以一定方式进行卷绕或者叠合，装入其腔体中，注入电解液，再用棉絮、橡胶、胶带等材料把注液孔堵住；静置一段时间后，与化成柜连接，进行电池活化；再次静置一段时间后，进行一次性密封。上述工艺方法的缺点：用棉絮、橡胶、胶带等材料密闭注液孔，在化成过程中，很难实现电池腔体内部的物质与电池外部环境中的空气等物质的彻底隔离，会与外界的空气接触，电池腔体内部的化学反应，已经不只是人们理想的电池活性物质间的氧化还原反应，与之相伴的电极活性物质、电解液等与空气中各组分物质的各种各样的副反应也在进行，各种反应物及生成物将毒化电池，使电池的性能恶化。

目前，一般的电池或电容不能进行再次或多次修复，一旦电池在使用过程中发生故障，只能报废处理。

目前，电池或电容在出厂时，已经灌注了电解液，进行了活化。这样，对于一些电池和电容的运输和存储，往往存在危险隐患和性能衰减问题。例如，由于锂离子电池存在安全隐患，在航空运输中制定了严格的规定。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺点，提供一种电池或电容在负压状态下制备、存储、使用及修复的方法。

电池或电容在设定的外部环境条件中密闭连接其外联式装置，电池或电容腔体内部处于负压状态下其外联式装置的规定作业，能及时有效地排除电池或电容腔体内部的多余物质，防止由于电池或电容腔体内部物质与空气接触，产生副反应；电池或电容腔体内部处于负压状态下其外联式装置的规定作业，能迅速有效地往电池或电容腔体内部注入液体、气体或添加剂；电池或电容在其腔体内部处于负压状态下进行作业或工作，电池或电容内部的电极界面稳定，从而保证和提升电池或电容的性能和质量；本发明，尤其能解决电池或电容的长期存储而产生的性能衰减问题，从而使电池或电容的使用寿命等性能得以保证和大幅度的提高。

本发明是通过采用下述的技术方案实现的：本发明所述的电池或电容的外联式装置的组成构造，如图1、图2、图3所示，一个通道7，该通道可以是直通道、三通道或多通道，其通道7的一个端口与电池或电容腔体1密闭连接，其通道7的另外端口分别各自配置阀门，其中一个阀门8连接负压管9，负压管9的适当位置设置真空表11；其它阀门连接管道10，管道10的适当位置设置适当的计量仪表12，构成电池或电容的外联式装置。

本发明所述的电池负压制备工艺：将待注电解液的电池腔体1与其外联式装置的通道7连接，确认整个系统的连接密封无泄漏后，开启与负压管9相接的阀门8，抽负压，除掉电池腔体1内部的气体，使其内部呈负压状态，关闭该阀门8；开启与电解液管路相接的阀门6，按照设定量注入电解液，关闭该阀门6；在30℃~110℃（最好是：35℃~85℃）温度的环境下，将电池静置2~24个小时；在10℃~110℃（最好是：25℃~80℃）温度的环境下，将已经静置一段时间后的电池连接化成柜，启动化成柜电源，开始电池的化成作业；在电池激活的充放电过程中，电池或电容腔体的内部产生气体，开启与负压管9相接的阀门8，将产生的气体抽走，使电池或电容腔体1内部恢复负压状态，关闭该阀门8；在此过程中，也可以通过阀门实现对电池或电容内部产生气体的取样及加入添加剂；激活作业结束后，将电池从化成柜取下，在30℃~110℃温度的环境下，静置0.5~168小时，同样每隔一定的时间抽负压一次，确保电池腔体内部呈负压状态。

如图4 所示，在电池或电容腔体1内部处于负压状况下，将带有外联式装置的电池或电容送入其环境控制系统2中，按照设定的操作规程，拆卸其外联式装置，安装电池或电容的安全密闭体，保证电池或电容内部处于负压状态，从而完成了电池或电容的负压制备工艺。

本发明的功效在于：电池或电容在设定的环境中，其内部呈负压状态下密闭连接其外联式装置的规定操作，能隔绝外界环境的影响，尤其是能排除空气进入电池或电容腔体内部，避免空气与电池或电容腔体内部材料的接触，从而带来各种各样复杂的副反应的发生，毒化电池或电容；电池或电容在设定的环境中，其内部呈负压状态下密闭连接其外联式装置的规定操作，有利于电池或电容腔体内部的物质扩散，产生的气体能快速地由电池或电容内部通过负压管路抽走；电池或电容在设定的环境中，其内部呈负压状态下密闭连接其外联式装置的规定操作，可以通过阀门实现对电池或电容内部产生气体的取样及加入添加剂；电池或电容在设定的环境中，其内部呈负压状态下密闭连接其外联式装置的规定操作，可以实现对投入使用的电池或电容的多次修复及研究，如采样、分析和跟踪的研究。

本发明在设定的环境中，电池或电容腔体内部处于负压状态下的一系列规定作业，能及时有效地排除电池或电容腔体内部的多余物质，防止由于电池或电容腔体内部物质与空气接触，产生副反应，注入液体、气体或添加剂，使电池或电容电极的界面更加稳定，从而保证和提升电池或电容的性能和质量。电池或电容成品的内部呈负压状态投入使用，能够确保电池或电容电极界面的稳定，能够确保电池或电容性能的稳定，有利于提升电池或电容性能，具有动态的高电量，动态的安全性、可靠性、稳定性，循环寿命长等优点。

附图说明

图1是本发明的电池或电容三通道外联式装置与电池或电容腔体主体连接的主视结构示意图。

图2是本发明的电池或电容多通道外联式装置与电池或电容腔体主体连接的主视结构示意图。

图3是本发明的电池或电容单通道外联式装置与电池或电容腔体主体连接的主视结构示意图。

图4是本发明的连接有外联式装置的电池或电容置于其环境控制系统的主视结构示意图。

图中：1、腔体，2、环境控制系统，6、进料或取样阀门，7、通道，8、负压阀门，9、负压管，10、管道，11、真空表，12、计量仪表。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的方法和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：应用于新能源汽车的锂离子动力电池的制备。

实施例1是通过采用下述的技术方案实现的：如图1所示，电池腔体1的一处安装一只三通道7，三通道7上端各配置一个阀门。其中一个阀门8的一处连接负压管9，负压管9的适当位置设有真空表11；另外一个阀门6的一处连接管道10，管道10的适当位置设有计量仪表12。将待注入电解液的电池腔体1的一处与其外联式装置的三通道7连接，确认整个系统连接的密闭无泄漏后，开启阀门8接通负压管9抽掉电池腔体1内部的气体，使其内部呈负压状态，开启阀门6接管道10，按照设定量注入电解液，关闭阀门8；在85℃温度的环境下，将电池静置12个小时；在25℃温度的环境下，将已经陈化后的电池连接化成柜，启动化成柜电源，开始电池的化成工序；对电池进行小电流恒流充电，使其内部进行电化学反应，电流为0.05C～0.2C，充电时间为1～15个小时；之后，再以大电流恒流充电，电流为0.8C～2C，充电至电池或电容电压2.0V～6V时，即停止恒流充电；再转恒压充电，待充电电流下降至0.01C时，停止充电；在电池化成的过程中，电池或电容的内部产生气体，开启阀门8接通负压管9，将产生的气体抽走，使电池腔体1内部一直处于负压状态；在电池化成的过程中，不断开启阀门8接通负压管9抽负压，确保电池化成过程中产生的气体及时抽走，保持电池腔体内部呈负压状态；在此过程中，也可以通过阀门6实现对电池内部产生气体的取样及加入添加剂；电池化成结束后，将带有外联式装置的电池从化成柜卸下，放入70℃温度的环境中陈化48小时，每隔一定的时间开启阀门8接通负压管9，抽负压一次，确保电池或电容腔体内部物质呈负压状态。

如图4所示，在电池腔体1内部处于负压、其外联式装置的阀门处于关闭的状况下，将电池送入电池环境控制系统2中，按照设定的操作规程，拆卸其外联式装置，安装电池的安全密闭体，保证电池内部处于负压状态，从而完成了锂离子动力电池的负压制备工艺。

实施例2：应用于新能源汽车的锂离子动力电池的修复。

实施例2是通过采用下述的技术方案实现的：上述实施例1制造的锂离子动力电池，投入新能源汽车的使用过程中，个别电池出现性能衰退、恶化等现象。我们可以将该电池从新能源汽车上取下。如图1、图4所示，按照设定的操作规程，把该电池连接其外联式装置，对其内部进行采样、分析和跟踪研究和修复，使其恢复良好性能，再次投入使用。

实施例3：电池或电容的制备。

实施例3是通过采用下述的技术方案实现的：如图2所示，其外联式装置的通道7，为多通道，把它与电池或电容腔体1一处连接，多通道7的其它端口均各与一个阀门连接， 其一阀门8与负压管9连接，其余阀门均各与一个管道连接。这样，通道7通过阀门分别与真空泵、电解液、氩气、添加剂等的管路连接，可以随意地从电池或电容腔体1抽取和向电池或电容腔体1注入液体和气体。

实施例4：应用于未加注电解液的电池或电容的负压存储。

实施例4是通过采用下述的技术方案实现的：如图3所示，电池或电容的外联式装置的通道7，为直通道，把其一端与电池或电容腔体1连接，直通道7的另一端口与一个阀门8连接，阀门8通过负压道9连接真空泵系统管路，可以随时地从电池或电容腔体内部抽负压。这样的未加注电解液的电池或电容，可以是其腔体1内部完全真空状态，也可以是其腔体1内部部分填充保护性气体而非完全真空状态，以便于长期存储。本应用实例，特别适于未灌注电解液的电池或电容在制造工厂以外的场所，例如，在使用场所就地进行灌注电解液，加以激活，以避免电池或电容在运输和存储中的性能衰退、爆炸危险性和不方便性。

以上所述，仅为本发明的部分实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，其特征在于：电池或电容的腔体内部或者外部，始终或者部分时间处于负压状态，以实现对电池或电容的制备、存储、使用或者修复。

2.根据权利要求1所述的电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，其特征在于：其负压的范畴，不仅限于电池或电容的腔体内部的气压数值低于电池或电容外部周围的环境气压，也可以是电池或电容的腔体外部环境气压低于电池或电容的腔体内部的气压，真空为负压中的特例。

3.根据权利要求1所述的电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，其特征在于：在电池或电容腔体的一处以至多处安装由管道、阀门、计量仪表等组件构成的电池或电容的外联式装置，通过有序地操作其中阀门，以实现对电池或电容负压制备、存储、使用及修复的目的。

4.根据权利要求1所述的电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，其特征在于：将电池或电容及其外联式装置置于其环境控制系统之中，对其进行操作，以实现对电池或电容的负压制备、存储、使用及修复的目的。

5.根据权利要求1所述的电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，其特征在于：其环境控制系统，能够抽负压，以至环境控制系统内部处于完全真空，也可以给入惰性气体、氮气等其它气体，以实现其在特定的气氛中作业。

6.根据权利要求1所述的电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，其特征在于：电池或电容处于其腔体内部气压低于环境气压的负压状态下使用。

7.根据权利要求1所述的电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法，其特征在于：未灌注电解液的电池或电容在制造工厂以外的场所，进行灌注电解液，加以激活，并投入使用。

8.根据权利要求7所述的未灌注电解液的电池或电容，其特征在于：所述的未灌注电解液的电池或电容腔体实现密闭，其腔体内部呈现负压的状态，以至其腔体内部处于完全真空的状态。

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