CN102832411B - 一种能够消气补液的聚合物锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明主要公开一种能够消气补液的聚合物锂电池，包括锂离子电池本体，在锂离子电池本体表面的铝塑膜结合处夹固有电池正负极金属薄片，本发明的关键是铝塑膜结合同时处夹设有消气补液机构。本发明有效解决电池的规律性气胀问题，同时排气机构加注新电解液，补充因电解液多循环后导电率下降使电池寿命降低，提高生产成品26%，保证了电池在寿命期的安全性、可靠性、一致性，延长电池使用寿命50%，突破了传统电池聚合物锂离子动力电池无法二次真空排气技术瓶颈难题。

Description

一种能够消气补液的聚合物锂电池
技术领域
本发明涉及聚合物锂离子电池技术领域，特别与一种能够消气补液的聚合物锂电池有关。
背景技术
无论是电动车能源和特种装备行业随着技术进步对聚合物锂离子电池的使用寿命、长时工作性能都提出了更高的要求。目前，国内外高能聚合物锂离子电池组在使用中，随着单体电池的容量级别越来越大，要求的可靠性和安全性越来越大，该类电池与电池组特别在高输出比功率大电流技术条件下工作，普遍存在聚合物锂离子电池使用若干循环后，出现电池内部气胀现象，而在传统的聚合物电池结构中又无法采用二次手段解决。这样的“死点”难题一直困扰着聚合物电池大面积的广泛使用，而且由于无法二次修复，致使市场成本价格居高不下。
同样，在聚合物锂离子电池的制造过程中，也存在由于关键工序稍微控制不严，比如材料中的水分控制量失控，就会产生大面积的产品气胀事故，而且无法补救。即使电性能良好，也会给使用者基于从安全使用角度考虑，给予退货处理。造成批次产品损失过大、成品率低、产品成本高昂，用户无法经济批量使用，市场竞争力差。
因此，针对目前高容量、大功率电池在制造和使用过程中电池气胀，造成的电池极片界面密实性破坏，导致电池电性能平台降低、极化严重、电池极片间隙增大而内阻增加，内阻及、电池一致性降低、生产工序控制环节成本过高的难题，提出了一种大容量聚锂电池排气机构。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能够消气补液的聚合物锂电池，有效解决电池的规律性气胀问题，同时排气机构加注新电解液，补充因电解液多循环后导电率下降使电池寿命降低，提高生产成品26%，保证了电池在寿命期的安全性、可靠性、一致性，延长电池使用寿命50%，突破了传统电池聚合物锂离子动力电池无法二次真空排气技术瓶颈难题。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种能够消气补液的聚合物锂电池，包括锂离子电池本体，在锂离子电池本体表面的铝塑膜结合处夹固有电池正负极金属薄片，铝塑膜结合同时处夹设有消气补液机构。
所述的消气补液机构包括用于排气或补液的柱体，以及夹固柱体柱身的夹体；其中柱体为硅胶柱体，在其内部开设有上端开放、下端封闭的轴向柱孔，在接近柱体下端封闭处具有一径向切口，使得柱体下端形成一个一部分与柱体连接，一部分与柱体分离的底盖。
所述的底盖厚度为2-10mm。
所述的切口为柱体截面积的一半。
所述的夹体为两片PPC带夹住柱体、热压结合而成。
所述的PPC带厚度为0.01-0.6mm。
所述的柱体上端配有与柱孔孔径相配的堵塞。
所述的夹体连同柱体的下端塑封至铝塑膜内部，柱体的上端露出铝塑膜外。
所述的铝塑膜外由固化胶进行包封，电池正负极金属薄片和柱体上端露出固化胶之外。
采用上述方案后，本发明具有诸多有益效果：
本发明在传统聚合物锂离子电池制造工艺中可以直接使用，有效解决目前高容量、大功率电池在制造和使用过程中电池气胀，造成的电池极片界面密实性破坏，导致电池电性能平台降低、极化严重、电池极片间隙增大而内阻增加，内阻及、电池一致性降低、生产工序控制环节成本过高的难题，提高生产成品26%。
本发明不但有效解决电池的规律性气胀问题，同时还能够通过该消气机构加注新电解液，补充因电解液多循环后导电率下降使电池寿命降低，保证了电池在寿命期的安全性、可靠性、一致性，延长电池使用寿命15%。
本发明突破了传统电池聚合物锂离子动力电池无法二次真空排气技术瓶颈难题。有效降低了电池的工艺制造成本和工序的环境成本，拓宽了聚合物电池的广泛稳定使用的行业市场面。
本发明用此消气及补液机构形成的装配工艺简单，所有零件实现标准化制造，由于无焊接装配工作功率是原工艺的5倍。同时用此消气及补液机构有效提高电池组的一致性、安全性和可靠性，消除因气胀或贫液给电池带来的不良隐患。
附图说明
图1为本发明较佳实施例消气或者补液状态示意图；
图2为本发明较佳实施例完成消气或者补液的示意图；
图3为本发明较佳实施例中铝塑膜塑封的局部示意图；
图4为本发明较佳实施例中消气补液机构示意图；
图5为本发明较佳实施例中消气补液机构工作状态示意图；
图6为本发明较佳实施例中消气补液机构装配示意图；
图7为本发明较佳实施例中固化后示意图；
图8为本发明较佳实施例中固化后标准件示意图。
具体实施方式
结合图1至图8，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。
一种能够消气补液的聚合物锂电池，主要涉及到的部件包括锂离子电池本体1、消气补液机构2。
本发明完全可以应用于传统聚合物锂离子电池制造工艺，因此本实施例中的锂离子电池本体1采用传统工艺制造的一种大容量聚锂电池结构，在其表面是由铝塑膜11塑封而成，结合图3，电池正极金属薄片12和电池负极金属薄片13安装在铝塑膜11结合处，由热压合成型模具A、B向内热压塑封。
本发明的最大关键点就是在塑封电池正极金属薄片12和电池负极金属薄片13的同时，在铝塑膜11结合处，同时夹设了消气补液机构2。消气补液机构2与各个连接界面通过耐氟酸锂离子电池密封胶以及配合热压的加工方式形成良好气密性整体结构。
结合图4至图6，消气补液机构2主要包括的构件有柱体21、两片PPC带（聚碳酸亚丙酯材料制成的片材）22，厚度控制在0.01-0.6毫米。两片PPC带22分别位于柱体21的两侧，然后通过热压结合形成一个完整的夹体，夹固柱体21的柱身。
其中，本实施例中柱体21是采用耐酸耐热高密度的硅胶制成，柱体21的内部中间开设有一个轴向的柱孔23，柱孔23的上端开放、下端封闭。在接近柱体21下端封闭处横向进行切割，形成一个径向切口24，切口24为柱体21截面积的一半，也就是说形成切口24处下方形成一个半圆形的底盖25，底盖25一半为柱体21连接，另一半分离。底盖25厚度在2-10mm之间设计选择为佳。
当外部的消气补液针3插入柱孔23中，针头将底盖25与柱体21分离的一半向外推开，消气补液针3就打开消气补液机构2，方便排气或者补液操作。当消气补液针3取出后，底盖25利用硅胶材料的自身弹性自动回复，又将柱孔23封堵，此时消气补液机构2关闭。
另外，为了提高密封性，在柱孔23的上端配备一个堵塞26，堵塞26与柱孔23孔径相配，配合状态为过盈配合，确保在塞紧过程中的气密性。
再结合图1、图2，消气补液机构2受铝塑膜11包封后，柱体21的上端露出在外部，夹体以及柱体21的下端都包封在铝塑膜11内部，然后把堵塞26塞住柱体21上端。又参见图7、图8，为了聚合物锂离子电池标准化，在铝塑膜11的外部通过固化胶4注塑固化后形成标准统一的外形，电池正极金属薄片12、电池负极金属薄片13以及柱体21上端都露出在固化胶4外部。最后电池正极金属薄片12、电池负极金属薄片13处理形成正负极接口，如图8所示。在本发明中固化胶为本领域中常用技术，这里不做展开赘述。
本实施例的使用时，消气补液机构2包装在铝塑膜11之后，底盖25紧紧贴在柱孔23上，形成真空密封，完全不影响锂离子电池本体1的正常使用。当锂离子电池本体1内部有胀气需要排气，或者锂离子电池本体1内部需要补液时，首先拔出堵塞26，然后将消气补液针3插入到柱孔23中，针头将底盖25抵开，使得消气补液针3与锂离子电池本体1内部连通，这样就可以通过消气补液针3对锂离子电池本体1进行消气或者补液。当排气或者补液完成后，将消气补液针3拔出，然后底盖25利用硅胶弹性自动回复，将柱孔23的下端封住，最后将堵塞26塞回。同时由于底盖25自动回复，可有效防止锂离子电池本体1内部的电解液倒流。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种能够消气补液的聚合物锂电池，包括锂离子电池本体，在锂离子电池本体表面的铝塑膜结合处夹固有电池正负极金属薄片，其特征在于：铝塑膜结合同时还夹设有消气补液机构；所述的消气补液机构包括用于排气或补液的柱体，以及夹固柱体柱身的夹体；其中柱体为硅胶柱体，在其内部开设有上端开放、下端封闭的轴向柱孔，在接近柱体下端封闭处具有一径向切口，使得柱体下端形成一个一部分与柱体连接，一部分与柱体分离的底盖。
2.如权利要求1所述的一种能够消气补液的聚合物锂电池，其特征在于：所述的底盖厚度为2-10mm。
3.如权利要求1所述的一种能够消气补液的聚合物锂电池，其特征在于：所述的切口为柱体截面积的一半。
4.如权利要求1所述的一种能够消气补液的聚合物锂电池，其特征在于：所述的夹体为两片PPC带夹住柱体、热压结合而成。
5.如权利要求4所述的一种能够消气补液的聚合物锂电池，其特征在于：PPC带厚度为0.01-0.6mm。
6.如权利要求1所述的一种能够消气补液的聚合物锂电池，其特征在于：所述的柱体上端配有与柱孔孔径相配的堵塞。
7.如权利要求1所述的一种能够消气补液的聚合物锂电池，其特征在于：所述的夹体连同柱体的下端塑封至铝塑膜内部，柱体的上端露出铝塑膜外。
8.如权利要求1所述的一种能够消气补液的聚合物锂电池，其特征在于：所述的铝塑膜外由固化胶进行包封，电池正负极金属薄片和柱体上端露出固化胶之外。
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