CN105514518B - 一种修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法 - Google Patents

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刘月学
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Abstract

本发明公开了一种修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法。从主修复设备正极引出导线连接至被修复电芯壳体，从主修复设备负极引出导线连接至被修复电芯正极，进行反向充电以修复被修复电芯，降低并且稳定被修复电芯正极与壳体间的电压，从而修复被修复电芯铝壳内部腐蚀区域。以壳体为正极、以电池正极为负极的反向充电方法降低并且稳定铝壳类锂离子电池正极与壳体间的电压，从而修复锂离子电池铝壳内部腐蚀区域，并且修复后壳体内部腐蚀再无发生，电池综合性能不受影响。

Description

一种修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法
技术领域
本发明了公开了一种修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法。
背景技术
受制于环境与资源的双重压力，资源与环境的可持续利用已明确发展上升为国家战略。电池作为能量储存与转化的关键部件为新能源的发展提供了一种可能性。自1991年sony首次商业化锂离子电池以来，各种涉及锂离子电池的技术与应用层出不穷。除18650圆柱电池、各类铝塑膜包装聚合物电池外，以铝作为锂离子电池外壳已经成为一种趋势。一方面是由于铝来源广且价格相对较低，另一个方面与其自身的性质特点相关：质轻(质量比能量高)、具有延展性且易加工(如用于汽车的冲压、焊接、涂装等工艺中)、良好的载流导热能力。正常情况下，铝暴露在空气中会形成一层致密氧化铝薄膜因而化学腐蚀对铝影响较小，铝金属腐蚀主要体现在电化学腐蚀方面。铝壳类锂离子相当于正极(包括集流体与膜料)、负极、铝壳三电极置身于电解液之中，从电化学电位来讲，三者的标准电极电位由大到小依次为:正极、铝壳、负极。正常情况下，正极相对与铝壳的电压在0～1.0v之间，但如果正极与铝壳电压继续拉大(如大于2.5V)时，铝壳内部腐蚀相当严重，以至于铝壳有被“穿透”风险，进而影响电池的整体安全。本发明优点在于用一种以壳体为正极、以电池正极为负极的反向充电方法降低并且稳定铝壳类锂离子电池正极与壳体间的电压，从而修复锂离子电池铝壳内部腐蚀区域，并且修复后壳体内部腐蚀再无发生，电池综合性能不受影响。本发明旨在保护这种修复方法。本方法操作方便，利于规模化批量推广，成本低，稳定可靠，安全无污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法。为此，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法，该方法为：从主修复设备正极引出导线连接至被修复电芯壳体，从主修复设备负极引出导线连接至被修复电芯正极，进行反向充电以修复被修复电芯，降低并且稳定被修复电芯正极与壳体间的电压，从而修复被修复电芯铝壳内部腐蚀区域。修复的时间一般为0.5h～24h。
所述的被修复电芯个数N≥1，被修复电芯相互并联连接。
所述的主修复设备可以是主修复电芯，个数N＝1或2，所述的主修复电芯相互间串联连接。所述的主修复设备还可以是充放电设备、稳压恒流设备或电化学工作站。所述的主修复设备的电压3～5V，电流0.1A‐10A；被修复电芯的电压≥1V
修复过程中被修复电芯中铝壳电压、正极电压从大到小依次为：铝壳>正极，导线连通后微弱电流方向从铝壳向正极方向流动，这种电流流动方向与修复前电芯内部锂离子迁移方向恰好相反，故为“反向充电”。
本发明具有的有益效果是：
以壳体为正极、以电池正极为负极的反向充电方法降低并且稳定铝壳类锂离子电池正极与壳体间的电压，从而修复锂离子电池铝壳内部腐蚀区域，并且修复后壳体内部腐蚀再无发生，电池综合性能不受影响，从电化学的角度来讲，反充后电芯整体电压不变，将正极与铝壳间电压拉低或负极与铝壳电压拉高，铝壳内部因处于低电位而始终处于保护状态，铝不会因嵌锂形成稳定合金相，铝被腐蚀的问题也就不复存在。
附图说明
图1修复锂离子电池电路连接示意图；
图2被修复电芯正极与铝壳间电压随时间变化曲线。
具体实施方式
如图1所示，①为相互并联(电芯个数N≥1)的被修复电芯；②为相互串联的主修复电芯(电芯个数N＝1或2)，蓝色为导线。将被修复电芯并联，保持被修复电芯铝壳间相互靠紧且相互电子连接；将主修复电芯相互间串联，从主电芯正极引出导线连接被修复电芯铝壳，从主电芯负极引出导线连接被修复电芯正极，修复时间为0.5h～24h。
案例实施1：将2颗主修复电芯串联，300颗电芯做为被修复电芯并联并保持壳体间电子连通，导线从主修电芯正负极端子引出(正红负黑)，红色线连接待修复电芯铝壳，黑色线连接待修复电芯正极，保持连接时间为8h，后撤下导线.
案例实施2：单独1颗电芯为主修复电芯，1颗电芯为被修复电芯，导线从主修复电芯正负极端子引出(正红负黑)，红色线连接待修复电芯铝壳，黑色线连接待修复电芯正极，保持连接时间为6h，后撤下导线.
案例实施3：用5V10A充放电柜做主修复设备，正极连接被修复电芯铝壳，负极连接被修复电芯正极，设置流程为恒流恒压，电压设置为5V,每隔30秒以0.5A电流脉冲，脉冲时间为10秒，修复总时间为12h，后撤下导线.
案例实施4：用电化学工作站做主修复设备，工作电极接触被修复电芯铝壳，对电极连接被修复电芯正极，以正向交流电对电芯进行修复，电位窗口为3.4～5.0V,持续时间为0.5h，后撤下导线.
案例实施5：用恒压稳流源为主修复设备，正极连接被修复电芯铝壳，负极连接被修复电芯正极，电流设置为0.1A～1A，电压设定为5V，修复时间为12h，后撤下导线.
根据图1将被修复电芯修复10h后，撤去导线，常温条件下放置电芯一段时间，电芯正极与铝壳间电压变化曲线见图2，001#至006#分别代表6颗不同的被修复电芯，可见放置30天后正极与铝壳间电压趋于稳定(≦0.8V)。解剖后电芯内部无腐蚀出现。

Claims (4)

1.一种修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法，其特征在于：
从主修复设备正极引出导线连接至被修复电芯壳体，从主修复设备负极引出导线连接至被修复电芯正极，进行反向充电以修复被修复电芯，降低并且稳定被修复电芯正极与壳体间的电压，从而修复被修复电芯铝壳内部腐蚀区域；所述修复的时间为0.5h～24h；所述的主修复设备的电压3~5V，电流0.1A-10A；被修复电芯的电压≥1V。
2.根据权利要求1所述的修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法，其特征在于：所述的被修复电芯个数N≥1，被修复电芯相互并联连接。
3.根据权利要求1所述的修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法，其特征在于：所述的主修复设备为主修复电芯，个数N=1或2，所述的主修复电芯相互间串联连接。
4.根据权利要求1所述的修复铝壳类锂离子电池壳体内部腐蚀的方法，其特征在于：所述的主修复设备为充放电设备、稳压恒流设备或电化学工作站。
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