CN102361065B

CN102361065B - 一种电池电芯及其干燥方法

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Publication number: CN102361065B
Application number: CN2011103256209A
Authority: CN
Inventors: 丁振荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2031-10-24
Also published as: CN102361065A

Abstract

本发明公开了一种电池电芯及其干燥方法。电池电芯的正极片与负极片之间连接可以关断的导通器件，正极片、导通器件、负极片形成串联回路，串联回路的两端连接有辅助电源。在电芯烘烤开始时，串联回路在辅助电源的作用下有电流流过，正极片和负极片得到加热烘烤。在电芯烘烤结束时，导通器件关断，并撤除辅助电源，电芯恢复到正常工作状态。本发明的技术方案通过给电芯的正极片和负极片通电流而直接对其加热烘烤，克服了现有技术的卷芯靠传导来加热烘烤方式的不足，节省了干燥时间，降低了电功率的消耗，能实现更好的干燥效果，并且电芯内部更均衡的加热使得温度分布更加均匀。

Description

一种电池电芯及其干燥方法

技术领域

本发明涉及一种电池电芯，本发明还涉及一种电池电芯的干燥方法。

背景技术

在电池制造过程中，比如锂离子电池，塞入卷芯的壳体在焊接好后在注液前需要进行干燥工序。通常干燥工序是在真空烤箱里通过烘烤完成的。在烘烤过程中，需要交替的抽真空和充氮气。这种干燥方法，由于热量是通过电池壳体传导至卷芯的，去湿效果不理想。为实现较好的去湿效果，需要增加烘烤时间和采用较大的电功率，这将导致干燥时间长，耗能大。

电芯由卷芯、电解液和壳体组成，壳体把卷芯和电解液封闭起来，卷芯由正极片、隔膜、负极片一同卷绕而成。正极片一端连接正极耳，负极片一端连接负极耳，正极耳和负极耳的任一个与壳体相连接，正极耳、负极耳的另一个通过壳体的盖帽的接线端子从壳体的内面引出到壳体的外面。

通常电芯的制造工序包含：配料、涂布、制片、卷绕、组装、烘烤、注液、化成、分容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种能节省干燥时间、降低电功率消耗的电池电芯及其干燥方法。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种电池电芯，其特征在于，所述电池电芯的正极片与负极片之间连接可以关断的导通器件，所述正极片、导通器件、负极片形成串联回路，所述串联回路的两端连接有辅助电源。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为二极管，所述二极管内置在电芯壳体内。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为温度开关，所述温度开关内置在电芯壳体内。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为熔断开关，所述熔断开关内置在电芯壳体内。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为金属导线，所述金属导线位于在电芯壳体外。

在本发明的一实施例中，所述正极片的两端、所述负极片的两端都分别通过盖帽的四个接线端子引出到电芯壳体外。

一种电池电芯的干燥方法，包含如下步骤：在电池电芯的正极片与负极片之间连接导通器件，所述正极片、导通器件、负极片形成串联回路；在所述串联回路的两端连接辅助电源；在电芯干燥烘烤开始时，利用所述导通器件的初始导通状态，使得所述串联回路在所述辅助电源的作用下有电流流过，所述串联回路的正极片和负极片得到加热烘烤；在电芯干燥烘烤结束时，使所述导通器件关断，并撤除辅助电源。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为二极管，所述二极管内置在电芯壳体内，所述二极管N极与正极片连接，所述二极管P极与负极片连接。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为温度开关，所述温度开关内置在电芯壳体内，在电芯外给电芯施加大小合适的电压，使所述负极片、温度开关、正极片有电流流过，所述负极片、所述正极片得到加热烘烤，当电芯干燥烘烤完成时，加大所述辅助电源的电压，使所述温度开关超过额定值而永久关断。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为熔断开关，所述熔断开关内置在电芯壳体内，在电芯外给电芯施加大小合适的电压，使所述负极片、熔断开关、正极片有电流流过，所述负极片、所述正极片得到加热烘烤，当电芯干燥烘烤完成时，加大所述辅助电源的电压，使所述熔断开关超过额定值而永久关断。

在本发明的一实施例中，所述熔断开关为熔断片，所述熔断片为所述正极片的尾部一体成形出的条形铝箔，将所述铝箔的尾端与所述负极片的对应位置焊接在一起，使得所述正极片、铝箔、负极片形成串联回路。

在本发明的一实施例中，所述熔断开关为熔断片，所述熔断片为所述负极片的尾部一体成形出的条形铜箔，将所述铜箔的尾端与所述正极片的对应位置焊接在一起，使得所述正极片、铜箔、负极片形成串联回路。

在本发明的一实施例中，所述导通器件为金属导线，所述金属导线位于在电芯壳体外，所述正极片的两端、所述负极片的两端都分别通过盖帽的4个接线端子引出到电芯壳体外，所述金属导线把正极片的任一接线端子、所述负极片的的任一接线端子连接起来，使所述正极片、金属导线、负极片形成串联回路；在电芯外给电芯施加大小合适的电压，使所述负极片、金属导线、正极片有电流流过，所述负极片、所述正极片得到加热烘烤，当电芯干燥烘烤完成时，拆除所述金属导线。

本发明与现有技术对比的有益效果是：本发明的技术方案通过给电芯的正极片和负极片通电流而直接对其进行加热烘烤，克服了现有技术的卷芯靠传导来加热烘烤方式的不足，节省了干燥时间，降低了电功率的消耗，能实现更好的干燥效果，并且电芯内部更均衡的加热使得温度分布更加均匀。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一的电池电芯的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式一的电路连接图；

图3是本发明具体实施方式二的电池电芯的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式三和具体实施方式四的电池电芯的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式五的电池电芯的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式五的金属条的制作示意图；

图7是本发明具体实施方式六的电池电芯的结构示意图；

图8是本发明具体实施方式六的电池电芯的盖帽示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例一：

如图1所示，电池电芯包括隔膜1、卷芯正极片2、卷芯负极片3。如图2所示，在卷芯正极片2的一端Z1与卷芯负极片3的一端F1之间连接一个导通器件12。导通器件12的一端Q1与Z1相连接，导通器件12的另一端Q2与F1相连接，正极片2、器件12、负极片3形成串联回路，该串联回路的两端分别为Z2、F2。如图2所示，在电芯干燥烘烤工序开始时，串联回路的两端Z2、F2分别与一个辅助电源13的两端D1、D2相连接， Z2与D1相连接，F2与D2相连接。因该导通器件12的初始状态是导通的，所以串联回路在辅助电源13的作用下有电流流过，串联回路的正极片2和负极片3因此得到加热烘烤。在电芯干燥烘烤工序结束时，使该导通器件12关断，从而串联回路呈开路状态。撤除辅助电源13，电芯则恢复到正常工作状态。

实施例二

如图3所示，卷芯包括正极片2、正极耳5、负极片3、负极耳6以及隔膜1，其中正极耳5与正极片2头部（图中右边）相连接，负极耳6与负极片3头部（图中右边）相连接。在本实施例中，导通器件为二极管，该二极管内置在电芯壳体内。二极管的N极与正极片2尾部（图中左边）连接，二极管的P极与负极片3尾部（图中左边）连接。在壳体焊接完毕后并且在注液前，电芯需烘烤除湿时，在电芯外给电芯施加大小合适的直流电压。例如，正极耳5与壳体相连接作为电芯的正极，负极耳6通过盖帽铆钉引到电芯壳体外作为电芯的负极。给电芯的正极施加直流电压的负极，电芯的负极施加直流电压的正极，直流电流依次流过负极耳6、负极片3、二极管P极、二极管N极、正极片2、正极耳5，从而使得负极片3和正极片2得到加热烘烤。当电芯烘烤结束，电芯注入电解液开始充电，充电电压与电芯的极性相同，即正极耳5与充电电压正极相连，负极耳6与充电电压负极相连。充电结束后，电芯保持原充电极性，内置的二极管总是反向关断，也即器件处于开路状态，不影响电芯的正常充放电。

作为变换的方案，电芯的极耳可以不同时在极片的同一端，例如，正极耳5可以在正极片2头部（图中右边），负极耳6可以在负极片3尾部（图中左边）。相应地，二极管的P极连接到负极片3的头部（图中右边），二极管N极连接到正极片2的尾部（图中左边）。

作为变换的方案，辅助电源可以为交流电源，二极管的P极、N极与正极片2、负极片3的连接不改变，即二极管P极只能与负极片3连接，二极管N极只能与正极片2连接。

实施例三

如图4所示，卷芯包括正极片2、正极耳5、负极片3、负极耳6以及隔膜1，其中正极耳5与正极片2头部（图中右边）相连接，负极耳6与负极片3头部（图中右边）相连接。本实施例的导通器件为温度开关7，温度开关7内置在电芯壳体内。内置温度开关7的一端与正极片2的尾部（图中左边）连接，内置温度开关7的另一端与负极片3的尾部（图中左边）连接。正极片2、内置温度开关7、负极片3形成串联回路。在壳体焊接完毕后并且在注液前，电芯需烘烤除湿时，在电芯外给电芯施加大小合适的直流电压或交流电压，使负极片3、温度开关7、正极片2有电流流过，从而使负极片3、正极片2得到加热烘烤。当电芯烘烤结束时，加大电压值，使温度开关7超过额定值而永久关断，也即器件处于开路状态，从而不影响电芯的正常充放电。

作为变换的方案，电芯的极耳可以不同时在极片的同一端，例如，正极耳5可以在正极片2头部（图中右边），负极耳6在负极片3尾部（图中左边）。相应地，温度开关7的一端连接到负极片3的头部（图中右边），温度开关7的另一端连接到正极片2的尾部（图中左边）。

实施例四

本实施例与实施例三的区别在于，导通器件为熔断开关。例如，熔断开关可以为熔断片、熔断丝、铝箔条、铜箔条。

实施例五

如图5所示，卷芯包括正极片2、正极耳5，负极片3、负极耳6、以及隔膜1，其中正极耳5与正极片2头部（图中右边）相连接，负极耳6与负极片3头部（图中右边）相连接。本实施例的导通器件为条形金属箔片。如图6所示，由正极片2的尾部（图中左边）一体成形出条形铝箔8。条形铝箔8的宽度小于正极片2的宽度。把条形铝箔8的尾端9与负极片3的尾部（图中左边）对应的位置11焊接在一起。条形铝箔8即构成一个熔断片，把正极片2、条形铝箔8、负极片3形成串联回路。在壳体焊接完毕后并且在注液前，电芯需烘烤除湿时，在电芯外给电芯施加大小合适的直流电压或交流电压，使负极片3、条形铝箔8、正极片2形成的串联回路有电流流过，从而使得负极片3、正极片2得到加热烘烤。当电芯烘烤结束时，加大电压值，使条形铝箔8熔断，也即器件处于开路状态，不影响电芯的正常的充放电。

作为变换的方案，可以由负极片3的尾部（图中左边）一体成形出条形铜箔，条形铜箔的宽度小于负极片3的宽度。把条形铜箔的尾端与正极片2尾部（图中左边）对应的位置焊接在一起。可以看出，本实施例是实施例四的一种特例，利用正极片、负极片的自身材料构成一体的熔断片。

实施例六

如图7所示，卷芯包括正极片2、正极耳5，正极耳9，负极片3、负极耳6，负极耳10以及隔膜1，其中正极耳5与正极片2头部（图中右边）相连接，正极耳9与正极片2尾部（图中左边）相连接，负极耳6与负极片3头部（图中右边）相连接的，负极耳10与负极片3尾部（图中左边）相连接。电池电芯的盖帽如图8所示，盖帽有四个接线端子51、91、61、101。把正极片的两端5和9、负极片的两端6和10共四个端子分别通过盖帽的四个接线端子引出到电芯壳体外。正极片2的一个接线端子91与负极片3的一个接线端子101通过金属导线14连接起来，使正极片2、负极片3形成串联回路，给这个串联回路的两端51和61施加大小合适的直流或交流电压，使负极片3、接线端子101、金属导线14、接线端子91、正极片2有电流流过，从而使负极片3、正极片2得到加热。当电芯干燥烘烤完成时，把接线端子91、接线端子101的连接金属导线14拆除，也即器件处于开路状态，电芯恢复原功能。

作为变换的方案，可以把接线端子91、接线端子61通过金属导线14连接起来，给接线端子51、接线端子101施加外电压，或者采用其他可行的连接方式。正常生产电芯时，可以把接线端子51、接线端子91连接在一起，接线端子61、接线端子101连接在一起。这样的连接可以使得正极片2、负极片3的电流分两路，有助于减轻极片的电流负荷，尤其对于动力电池这种连接的意义更大。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种电池电芯，其特征在于，所述电池电芯的正极片与负极片之间连接可以关断的导通器件，所述正极片、导通器件、负极片形成串联回路，所述串联回路的两端连接有辅助电源；所述导通器件为二极管，所述二极管内置在电芯壳体内；或者所述导通器件为温度开关，所述温度开关内置在电芯壳体内；或者所述导通器件为熔断开关，所述熔断开关内置在电芯壳体内；或者所述导通器件为金属导线，所述金属导线位于在电芯壳体外。

2.根据权利要求1所述的电池电芯，其特征在于，当所述导通器件为金属导线时，所述正极片的两端、所述负极片的两端都分别通过盖帽的四个接线端子引出到电芯壳体外。

3.一种电池电芯的干燥方法，其特征在于，包含如下步骤：在电池电芯的正极片与负极片之间连接导通器件，所述正极片、导通器件、负极片形成串联回路；在所述串联回路的两端连接辅助电源；在电芯干燥烘烤开始时，利用所述导通器件的初始导通状态，使得所述串联回路在所述辅助电源的作用下有电流流过，所述串联回路的正极片和负极片得到加热烘烤；在电芯干燥烘烤结束时，使所述导通器件关断，并撤除辅助电源。

4.根据权利要求3所述的电池电芯的干燥方法，其特征在于，所述导通器件为二极管，所述二极管内置在电芯壳体内，所述二极管N极与正极片连接，所述二极管P极与负极片连接。

5.根据权利要求3所述的电池电芯的干燥方法，其特征在于，所述导通器件为温度开关，所述温度开关内置在电芯壳体内，在电芯外给电芯施加大小合适的电压，使所述负极片、温度开关、正极片有电流流过，所述负极片、所述正极片得到加热烘烤，当电芯干燥烘烤完成时，加大所述辅助电源的电压，使所述温度开关超过额定值而永久关断。

6.根据权利要求3所述的电池电芯的干燥方法，其特征在于，所述导通器件为熔断开关，所述熔断开关内置在电芯壳体内，在电芯外给电芯施加大小合适的电压，使所述负极片、熔断开关、正极片有电流流过，所述负极片、所述正极片得到加热烘烤，当电芯干燥烘烤完成时，加大所述辅助电源的电压，使所述熔断开关超过额定值而永久关断。

7.根据权利要求6所述的电池电芯的干燥方法，其特征在于，所述熔断开关为熔断片，所述熔断片为所述正极片的尾部一体成形出的条形铝箔，将所述铝箔的尾端与所述负极片的对应位置焊接在一起，使得所述正极片、铝箔、负极片形成串联回路。

8.根据权利要求6所述的电池电芯的干燥方法，其特征在于，所述熔断开关为熔断片，所述熔断片为所述负极片的尾部一体成形出的条形铜箔，将所述铜箔的尾端与所述正极片的对应位置焊接在一起，使得所述正极片、铜箔、负极片形成串联回路。

9.根据权利要求3所述的电池电芯的干燥方法，其特征在于，所述导通器件为金属导线，所述金属导线位于在电芯壳体外，所述正极片的两端、所述负极片的两端都分别通过盖帽的四个接线端子引出到电芯壳体外，所述金属导线把正极片的任一接线端子、所述负极片的的任一接线端子连接起来，使所述正极片、金属导线、负极片形成串联回路；在电芯外给电芯施加大小合适的电压，使所述负极片、金属导线、正极片有电流流过，所述负极片、所述正极片得到加热烘烤，当电芯干燥烘烤完成时，拆除所述金属导线。