CN107464912A - 一种梯次利用软包锂电芯补液方法 - Google Patents

一种梯次利用软包锂电芯补液方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种梯次利用软包锂电芯补液方法，先通过对退役软包动力电芯进行初步筛选：将外观异常电芯剔除，保留外观良好，容量过低、内阻大、电压高的电芯；然后将待补液电芯放电至2.5V，再将电芯置于露点低于‑45℃的手套箱中，利用注射器将电解液补注到电芯中，用封装机进行补封，检查封装效果，得到补液后的电芯。本发明方法在不拆解电芯主体的情况下，进行补液，这种方法能有效解决由于电解液分解、偏少引起的电芯容量低，循环跳水、内阻大、电压高等问题，提高软包动力电芯梯次利用率。

Description

一种梯次利用软包锂电芯补液方法
技术领域
本发明属于一种软包退役动力电池不拆解再补液的实施方法，具体地说，涉及一种梯次利用软包锂电芯补液方法。
背景技术
伴随着新能源汽车的快速推广，市场保有量不断增长，越来越多的新能源汽车后市场问题日益凸显，其中最为紧迫的将是新能源汽车动力电池的回收问题，做好动力电池的回收不仅关系到新能源汽车真正绿色环保的发展下去，同时更是锂、钴等金属资源循环再利用的关键。根据相关统计，2016年全球新能源汽车销量达到92.1万辆，同比增长55.2％。其中，中国乃是全球新能源汽车最大的市场，不过2016年国内市场进入了“理性增长年”，全年产销分别为51.7万辆和50.7万辆，同比增长51.7％和53.0％，全国新能源汽车保有量已达到100万辆。具体到动力电池回收环节，截止2016年底，全球需要梯次利用及回收的动力电池总量为1.43GWh。随着新能源汽车快速发展，对动力电池的需求增长迅速，待梯次利用及回收的动力电池总量也将迅猛增长。
梯次利用是指某一个已经使用过的产品已经达到原生设计寿命，再通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程，且该过程属于基本同级或降级应用的方式。在电动汽车动力电池进入大量回收阶段后，可以考虑将动力电池分梯度来利用。第一步，经过检测和处理后，在动力电池外观完好、没有破损、各功能元件有效的情况下，可进行梯次利用在通信、储能等领域，也可以用在公园景区的短距离电动场地车、游览车、高尔夫球车上，作为这些低速电动车的动力源。从储能设备或低速电动车上二次淘汰下来的电池，再进行回收、拆解、再生。
现有技术存在的问题：目前技术条件下，通过初步检测，筛选，再分档利用虽能实现梯次利用动力电池；但外观完好、没有破损的动力电芯很多一部分是由于电解液消耗导致容量过低、内阻增大、循环寿命减少，若简单的根据容量、内阻分档利用，将大大降低动力电池的利用价值，并且将降低动力电池的梯次利用的寿命。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种梯次利用软包锂电芯补液方法，
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种梯次利用软包锂电芯补液方法，包括以下步骤：
S1：初步筛选：将退役软包动力电芯进行初步筛选，剔除外观异常的软包动力电芯，对外观合格的软包动力电芯进行循环测试，将容量保有量高，电阻正常的软包动力电芯直接进行再利用；将容量较低、内阻较大的软包动力电芯挑出待用；
S2：补充电解液：将挑出待用的容量较低、内阻较大的软包动力电芯放电至2.5V，然后置于露点低于-45℃的手套箱中，利用注射器通过补液口将电解液补注到软包动力电芯中；
S3：补封：将补充电解液后的软包动力电芯，静置2-15分钟，再利用封装机对电芯进行真空补封，形成补封条，检查补封条的补封效果，效果合格，即得补液后软包动力电芯。
本发明中，S1中所述的退役软包动力电芯对尺寸无要求，所述退役软包动力电芯为三元、磷酸铁锂、钛酸锂中的一种。
本发明中，S2中所述电解液为容量型、倍率型、高压型、高导电型中的一种或多种，所述电解液用量根据原电芯尺寸、容量及电解液残余量来定。
本发明中，S2中手套箱内的露点通过在线露点测试仪与调节除湿机送风露点控制。
本发明中，S3中进行真空补封时封头温度控制在170-185℃，真空度控制在-0.9Kpa。
技术原理：由于电解液在电池充放电循环过程中会发生溶剂还原反应、电解质还原反应、杂质还原反应，导致电解液减少，最终导致电芯容量降低、内阻增大、循环寿命降低，对退役动力电池进行再次补液，将大大缓解由于电解液减少导致的电芯容量降低、内阻增大、循环寿命降低的问题，本方法在露点≤-45℃的手套箱内进行，可有效避免空气中水分对电芯的影响。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明针对电解液在循环过程中发生氧化还原的问题，通过对退役软包动力电池进行再次补液，使退役电池得到适量的电解液。本发明一方面可使电池的电解液得到补充，从而减少电池内阻、增加循环寿命，另一方面可再次浸润极片，激活某些干涸的活性物质，提升容量。本发明具有提升容量、降低内阻、改善循环的特点，且实施过程简单可控。本发明方法能有效缓解由电解液减少导致的电芯容量降低、内阻增大、循环寿命降低的问题。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明软包动力电芯的结构示意图。
图中，1-补液口；2-补封条；3-电芯。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示，将退役软包动力电芯3进行初步筛选，剔除外观异常的软包动力电芯3，对外观合格的软包动力电芯3进行循环测试，将容量保有量高，电阻正常的软包动力电芯3直接进行再利用；将容量较低、内阻较大的软包动力电芯3挑出待用；退役软包动力电芯3对尺寸无要求，所述退役软包动力电芯3为三元电芯3，将挑出待用的容量较低、内阻较大的软包动力电芯3放电至2.5V，然后置于露点低于-45℃的手套箱中，手套箱内的露点通过在线露点测试仪与调节除湿机送风露点控制，利用注射器通过补液口1将电解液补注到软包动力电芯3中；电解液为容量型、倍率型、高压型、高导电型中的一种或多种，所述电解液用量根据原电芯3尺寸、容量及电解液残余量来定，将补充电解液后的软包动力电芯3，静置13分钟，再利用封装机对电芯3进行真空补封，形成补封条2，检查补封条2的补封效果，效果合格，即得补液后软包动力电芯3。真空补封时封头温度控制在175℃，真空度控制在-0.9Kpa。
实施例2
如图1所示，将退役软包动力电芯3进行初步筛选，剔除外观异常的软包动力电芯3，对外观合格的软包动力电芯3进行循环测试，将容量保有量高，电阻正常的软包动力电芯3直接进行再利用；将容量较低、内阻较大的软包动力电芯3挑出待用；退役软包动力电芯3对尺寸无要求，所述退役软包动力电芯3为磷酸铁锂电芯3，将挑出待用的容量较低、内阻较大的软包动力电芯3放电至2.5V，然后置于露点低于-45℃的手套箱中，手套箱内的露点通过在线露点测试仪与调节除湿机送风露点控制，利用注射器通过补液口1将电解液补注到软包动力电芯3中；电解液为容量型、倍率型、高压型、高导电型中的一种或多种，所述电解液用量根据原电芯3尺寸、容量及电解液残余量来定，将补充电解液后的软包动力电芯3，静置10分钟，再利用封装机对电芯3进行真空补封，形成补封条2，检查补封条2的补封效果，效果合格，即得补液后软包动力电芯3，真空补封时封头温度控制在180℃，真空度控制在-0.9Kpa。
实施例3
如图1所示，将退役软包动力电芯3进行初步筛选，剔除外观异常的软包动力电芯3，对外观合格的软包动力电芯3进行循环测试，将容量保有量高，电阻正常的软包动力电芯3直接进行再利用；将容量较低、内阻较大的软包动力电芯3挑出待用；退役软包动力电芯3对尺寸无要求，所述退役软包动力电芯3为钛酸锂电芯3，将挑出待用的容量较低、内阻较大的软包动力电芯3放电至2.5V，然后置于露点低于-45℃的手套箱中，手套箱内的露点通过在线露点测试仪与调节除湿机送风露点控制，利用注射器通过补液口1将电解液补注到软包动力电芯3中；电解液为容量型、倍率型、高压型、高导电型中的一种或多种，所述电解液用量根据原电芯3尺寸、容量及电解液残余量来定，将补充电解液后的软包动力电芯3，静置5分钟，再利用封装机对电芯3进行真空补封，形成补封条2，检查补封条2的补封效果，效果合格，即得补液后软包动力电芯3。真空补封时封头温度控制在180℃，真空度控制在-0.9Kpa。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (5)

1.一种梯次利用软包锂电芯补液方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：初步筛选：将退役软包动力电芯进行初步筛选，剔除外观异常的软包动力电芯，对外观合格的软包动力电芯进行循环测试，将容量保有量高，电阻正常的软包动力电芯直接进行再利用；将容量较低、内阻较大的软包动力电芯挑出待用；
S2：补充电解液：将挑出待用的容量较低、内阻较大的软包动力电芯放电至2.5V，然后置于露点低于-45℃的手套箱中，利用注射器通过补液口将电解液补注到软包动力电芯中；
S3：补封：将补充电解液后的软包动力电芯，静置2-15分钟，再利用封装机对电芯进行真空补封，形成补封条，检查补封条的补封效果，效果合格，即得补液后软包动力电芯。
2.根据权利要求1所述的一种梯次利用软包锂电芯补液方法，其特征在于，所述退役软包动力电芯为三元、磷酸铁锂、钛酸锂中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种梯次利用软包锂电芯补液方法，其特征在于，S2中所述电解液为容量型、倍率型、高压型、高导电型中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种梯次利用软包锂电芯补液方法，其特征在于，S2中手套箱内的露点通过在线露点测试仪与调节除湿机送风露点控制。
5.根据权利要求1所述的一种梯次利用软包锂电芯补液方法，其特征在于，S3中进行真空补封时封头温度控制在170-185℃，真空度控制在-0.9Kpa。
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