CN103123983B - 一种钠硫电池的高真空封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钠硫电池的高真空封装方法，包括以下步骤：容器抽真空步骤，先将电池装入内置有压机的密封容器中，再将密封容器抽真空到1×10-2Pa；真空压装步骤，先启动所述压机动作，在压机的压头压力达到780～820Kg时，将底部密封盖压入电池正极外壳，接着使压机卸压，再向密封容器内充气，使密封容器内达到大气压力，然后从密封容器中取出待焊接的电池；大气焊接步骤，在大气工况下通过激光焊接将底部密封盖与正极外壳之间的接封面焊接固定。本发明的高真空封装方法可以确保钠硫电池的正极容器在较高的真空度下，在大气环境中进行最后的正极外壳和底部密封盖激光焊接封口，并且能保证稳定的焊接质量。

Description

一种钠硫电池的高真空封装方法
技术领域
本发明涉及一种钠硫电池的高真空封装方法。
背景技术
钠硫(NaS)电池是一种负极用钠、正极用硫磺、电解质用陶瓷氧化铝类材料组成的充电电池。其具有储能密度大、效率高、运行费用低、维护较容易、不污染环境、使用寿命长等优点。
钠硫电池的关键部件正极容器是由正极外壳和底部密封盖构成，因此正极外壳和底部密封盖的封装是保证正极容器密封的关键。现有的正极外壳和底部密封盖的固定连接是在真空箱里进行的：先将正极外壳与底部密封盖放入真空箱，抽真空到设定的真空度，再通过专用夹具将正极外壳与底部密封盖定位，然后采用激光焊接将正极外壳与底部密封盖封口连接，最后从真空箱取出产品。
由于钠硫电池的整体体积较大，一只或多只电池包括定位夹具、激光焊接头在内，需要一个较大的密闭空间才能满足钠硫电池高真空封装工艺的需要。带来的问题是：首先，由于密闭空间体积较大，抽真空达到所需的真空度的时间就比较长，而且电池的装卸过程也比较烦琐，这样的工艺在电池量产量不断增加的情况下，产生了难以克服的生产时间与生产成本问题；其次，真空度高对真空箱的结构强度要求也较高，会使真空箱的成本也成倍增长；另外，位于正极容器底部的碳毡常有碳纤维脱落的现象，抽真空时常有碳纤维抽出停留在底部密封盖与正极外壳的结合处，该碳纤维能耐较高温度（1000摄氏度），激光焊接时的高温也不会融化，因此底部密封盖与正极外壳接缝处的碳纤维细丝往往造成正极容器内的真空状态下降。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钠硫电池的高真空封装方法，它能确保钠硫电池的正极容器在较高的真空度下，在大气环境中进行最后的正极外壳和底部密封盖激光焊接封口，进而使效率提高和成本降低。
实现上述目的的技术方案是：一种钠硫电池的高真空封装方法，用于将正极外壳与底部密封盖密封固定在一起，所述高真空封装方法包括以下步骤：
容器抽真空步骤，先将电池装入内置有压机的密封容器中，再将密封容器抽真空到1×10-2Pa；
真空压装步骤，先启动所述压机动作，在压机的压头压力达到780～820Kg时，将底部密封盖压入电池正极外壳，接着使压机卸压，再向密封容器内充气，使密封容器内达到大气压力，然后从密封容器中取出待焊接的电池；
大气焊接步骤，在大气工况下通过激光焊接将底部密封盖与正极外壳之间的接封面焊接固定。
上述的钠硫电池的高真空封装方法，其中，所述底部密封盖与正极外壳之间为过盈配合。
上述的钠硫电池的高真空封装方法，其中，所述压机的额定液压压力为1吨，压头的最大行程为60mm。
上述的钠硫电池的高真空封装方法，其中，所述密封容器通过8升/s旋片式真空泵抽真空
本发明的钠硫电池的高真空封装方法，先将钠硫电池静态放置于真空状态下的密封容器中压装，然后在大气工况下激光焊接封口。由于正极外壳和底部密封盖为过盈配合，压装后使正极容器处于负压及自保压状态，激光焊接工序就可在大气中按常规工艺进行。另外压装的密封容器的体积只要稍大于钠硫电池的体积即可，这样需要抽真空的容积非常小，抽真空的时间也相应减少，用8升/s旋片式真空泵一般工作三分钟真空度就可达1×100，一个压装工序十分钟即可完成，进而使效率提高和成本降低，为这道工序产业化连续生产创造了基本条件。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体实施例进行详细说明：
本发明的一种钠硫电池的高真空封装方法，用于将正极外壳与底部密封盖密封固定在一起。本发明的高真空封装方法包括以下步骤：
容器抽真空步骤，先将电池装入内置有压机的密封容器中，该密封容器的体积稍大于钠硫电池的体积并呈与钠硫电池的形状适配的圆柱形，压机的额定液压压力为1吨，压头的最大行程为60mm，然后通过8升/s旋片式真空泵抽真空，将密封容器抽真空到1×10-2Pa；
真空压装步骤，先启动压机动作，在压机的压头压力达到780～820Kg时，将底部密封盖压入电池正极外壳，底部密封盖与正极外壳之间为过盈配合，接着将压机卸压，再向密封容器内充气，使密封容器内达到大气压力，然后从密封容器中取出待焊接的电池；
大气焊接步骤，在大气工况下通过激光焊接将底部密封盖与正极外壳之间的接封面焊接固定。
由于正极外壳和底部密封盖为过盈配合，压装后使正极容器内处于负压及自保压状态，激光焊接工序就可在大气中按常规工艺进行。另外压装的密封容器的体积只要稍大于钠硫电池的体积即可，这样需要抽真空的容积非常小，用8升/s旋片式真空泵一般工作三分钟真空度就可达1×100，一个压装工序十分钟即可完成，为这道工序产业化连续生产创造了基本条件。
采用本发明的高真空封装方法后，因为底部密封盖与正极外壳受力压装时，碳纤维细丝被底部密封盖与正极外壳之间的过盈配合的结合面切断而被负压吸走，使焊接质量大幅提高，能长久保持正极容器的密封状态。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种钠硫电池的高真空封装方法，用于将正极外壳与底部密封盖密封固定在一起，其特征在于，所述高真空封装方法包括以下步骤：
容器抽真空步骤，先将电池装入内置有压机的密封容器中，再将密封容器抽真空到1×10-2Pa；
真空压装步骤，先启动所述压机动作，在压机的压头压力达到780～820Kg时，将底部密封盖压入电池正极外壳，接着使压机卸压，再向密封容器内充气，使密封容器内达到大气压力，然后从密封容器中取出待焊接的电池；
大气焊接步骤，在大气工况下通过激光焊接将底部密封盖与正极外壳之间的接封面焊接固定，
所述底部密封盖与正极外壳之间为过盈配合。
2.根据权利要求1所述的钠硫电池的高真空封装方法，其特征在于，所述压机的额定液压压力为1吨，压头的最大行程为60mm。
3.根据权利要求1所述的钠硫电池的高真空封装方法，其特征在于，所述密封容器通过8升/s旋片式真空泵抽真空。
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