CN107507942A - 一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 - Google Patents
一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107507942A CN107507942A CN201710699811.9A CN201710699811A CN107507942A CN 107507942 A CN107507942 A CN 107507942A CN 201710699811 A CN201710699811 A CN 201710699811A CN 107507942 A CN107507942 A CN 107507942A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stainless steel
- polytetrafluoroethylene
- ptfe
- steel casing
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 117
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 117
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 76
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 59
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims description 14
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 14
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni].[Li] Chemical compound [Co].[Ni].[Li] PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- OVAQODDUFGFVPR-UHFFFAOYSA-N lithium cobalt(2+) dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Co+2] OVAQODDUFGFVPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供了一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，属于锂离子电池领域，包括不锈钢外壳座、不锈钢外壳盖、聚四氟乙烯座体、聚四氟乙烯压头和不锈钢导气螺柱，聚四氟乙烯座体嵌入不锈钢外壳座中，聚四氟乙烯压头嵌入不锈钢外壳盖中，不锈钢外壳盖套接在不锈钢外壳座上，不锈钢导气螺柱嵌入聚四氟乙烯压头内。该电池电池结构合理，正极和负极壳采用不锈钢和聚四氟乙烯双层连接结构，通过聚四氟乙烯座体和聚四氟乙烯盖实现电芯和电池不锈钢外壳的电绝缘，正极侧和负极侧的不锈钢外壳通过螺纹密封连接，实现锂离子电池简便易行的组装和拆卸。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池。
背景技术
在目前商用的二次电池中，锂离子电池具有高比容量、优异的倍率性质、长循环寿命等诸多优点，不仅在小型3C产品的便携式电源中占据绝对的主导地位，近些年来随着电动汽车或混合动力汽车中对电池续航里程不断提高的需求，锂离子电池在动力电池领域也已经得到实际应用并且应用范围还在进一步扩大。
但是困扰锂离子电池的安全性问题一直亟待解决。解决锂离子电池的安全性问题，提高锂离子电池的电化学性能和安全性，都需要对锂离子电池的电化学运行机理，无论是正常还是异常运行情况下的机理进行全方位的探索研究。
锂离子电池在制成和运行的各个阶段，其电化学反应机理都非常复杂。锂离子电池中各组成部件包括正极主材、负极主材、电解质溶液、电解质溶液中的各种添加剂，电池制成过程中的环境参数对于电池的电化学性能都有显著影响。对锂离子电池的电化学反应机理进行全面科学的分析研究对于提高锂离子电池的电化学性能、解决锂离子电池中产生的各种问题都至关重要。因此对锂离子电池在制成和运行过程的电化学反应机理进行全面和即时的分析测试一直锂离子电池制造和研究人员关注的焦点。
锂离子电池的化成和老化过程是电池制造的重要一环，对于电池性能的稳定和提升有重要作用，在锂离子电池的化成和老化过程中会有气体生成。生成气体的数量和种类和锂离子电池中所用的正负极主料有关，也和电池的制成工艺和制成环境有关。电池制造工业中经常采用先预封，化成后排气，然后再进行正式密封工艺制造电池。正常情况下正式密封后的锂离子电池正常运行时产气量已经很少了。但是在电池滥用、苛刻条件下运行或电池制成过程出现瑕疵时，在锂离子电池正式密封后还是会有气体产生。这些产生的气体除了对电池性能产生严重影响外，还会成为锂离子电池的重大安全隐患。因此对于锂离子电池在化成和老化过程中以及正常或异常运行情况产生的气体进行方便易行的定性和定量分析很有意义和必要性。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，包括不锈钢外壳座、不锈钢外壳盖、聚四氟乙烯座体、聚四氟乙烯压头和不锈钢导气螺柱；
所述不锈钢外壳座底部沿周向向外延伸形成一圈座体，所述不锈钢外壳座的内部开设有纵截面为“T”型的第一通孔，所述不锈钢外壳盖的内部开设有纵截面为倒“T”型的第二通孔，所述不锈钢外壳盖套接在所述不锈钢外壳座上，所述不锈钢外壳盖的底壁与所述座体抵接；
所述聚四氟乙烯座体的纵截面与所述第一通孔匹配，所述聚四氟乙烯座体内部开设有纵截面为“T”型的第三通孔，所述聚四氟乙烯座体嵌入所述第一通孔内，所述聚四氟乙烯压头的纵截面与所述第二通孔匹配，所述聚四氟乙烯压头底部垂直于所述聚四氟乙烯压头的纵截面开设有方形通孔，所述聚四氟乙烯压头内部沿轴向一侧开设有第一圆柱形通孔，另一侧开设有变径孔，所述变径孔的上半部孔径大于下半部孔径，所述第一圆柱形通孔的圆心和所述变径孔的圆心连线穿过所述聚四氟乙烯压头的圆心；
所述聚四氟乙烯压头嵌入所述不锈钢外壳盖内，所述聚四氟乙烯座体和聚四氟乙烯压头之间具有电池内腔，所述不锈钢导气螺柱包括一体成型的上柱体和下柱体，所述上柱体的外径大于所述下柱体的外径，所述上柱体和所述下柱体之间沿轴向具有向内的一圈凹槽，所述不锈钢导气螺柱内同轴开设有第二圆柱形通孔，所述下柱体与所述变径孔的上半部匹配，所述不锈钢导气螺柱嵌入所述变径孔内，所述上柱体的底部与所述聚四氟乙烯压头的顶面抵接；
所述第一圆柱形通孔内设有正极导电极柱，所述第三通孔内设有负极导电极柱，所述电池内腔内设有电芯，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片包括一个空白铝箔和一个正极主料，所述负极片包括一个空白铜箔和一个负极主料，所述空白铝箔、正极主料、空白铜箔、负极主料和隔膜均为圆片状结构，所述电芯按照空白铜箔、负极主料、隔膜、正极主料、空白铝箔的顺序从下而上叠加，所述空白铝箔与所述正极导电极柱点焊连接，所述空白铜箔与所述负极导电极柱点焊连接。
优选地，所述不锈钢导气螺柱和所述聚四氟乙烯压头之间通过螺纹连接密封。
优选地，所述正极主料为选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。
优选地，所述负极主料为选自人造石墨、天然石墨、钛酸锂、石墨烯中的至少一种。
优选地，所述负极主料为金属锂片。
优选地，所述正极导电极柱为圆柱形铝棒，所述负极导电极柱为圆柱形镍棒。
优选地，所述不锈钢外壳盖的底壁与所述座体之间设置有橡胶密封圈。
优选地，所述不锈钢外壳盖和所述不锈钢外壳座通过螺纹连接密封。
本发明提供的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池结构合理，正极和负极壳采用不锈钢和聚四氟乙烯双层连接结构，通过聚四氟乙烯座体和聚四氟乙烯盖实现电芯和电池不锈钢外壳的电绝缘。正极侧和负极侧的不锈钢外壳通过螺纹密封连接，实现锂离子电池简便易行的组装和拆卸。解决了传统的实验室科研用扣式锂离子电池采用机械封口机压封，封装后难以拆卸，需要专门的拆卸仪器将电池拆卸后电池即被破坏的问题。
附图说明
图1为本发明的不锈钢外壳座的结构示意图；
图2为本发明的不锈钢外壳盖的结构示意图；
图3为本发明的聚四氟乙烯座体结构示意图；
图4为本发明的聚四氟乙烯压头的结构示意图；
图5为本发明的不锈钢导气螺柱的结构示意图；
图6为本发明的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池装配图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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的技术方案和简化描述，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。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
实施例1
本发明提供了一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，具体如图1至图6所示，包括不锈钢外壳座1、不锈钢外壳盖2、聚四氟乙烯座体3、聚四氟乙烯压头4和不锈钢导气螺柱5；
不锈钢外壳座1底部沿周向向外延伸形成一圈座体6，不锈钢外壳座1的内部开设有纵截面为“T”型的第一通孔7，不锈钢外壳盖2的内部开设有纵截面为倒“T”型的第二通孔8，不锈钢外壳盖2套接在不锈钢外壳座1上，不锈钢外壳盖2的底壁与座体6抵接，本实施例中不锈钢外壳盖2和不锈钢外壳座1通过螺纹连接密封；
聚四氟乙烯座体3的纵截面与第一通孔7匹配，聚四氟乙烯座体3内部开设有纵截面为“T”型的第三通孔9，聚四氟乙烯座体3嵌入第一通孔7内，聚四氟乙烯压头4的纵截面与第二通孔8匹配，聚四氟乙烯压头4底部垂直于聚四氟乙烯压头4的纵截面开设有方形通孔10，聚四氟乙烯压头4内部沿轴向一侧开设有第一圆柱形通孔11，另一侧开设有变径孔12，变径孔12的上半部孔径大于下半部孔径，第一圆柱形通孔11的圆心和变径孔12的圆心连线穿过聚四氟乙烯压头4的圆心；
聚四氟乙烯压头4嵌入不锈钢外壳盖2内，聚四氟乙烯座体3和聚四氟乙烯压头4之间具有电池内腔13，不锈钢导气螺柱5包括一体成型的上柱体和下柱体，上柱体的外径大于下柱体的外径，上柱体和下柱体之间沿轴向具有向内的一圈凹槽14，不锈钢导气螺柱5内同轴开设有第二圆柱形通孔15，下柱体与变径孔12的上半部匹配，不锈钢导气螺柱5嵌入变径孔12内，上柱体的底部与聚四氟乙烯压头4的顶面抵接；
第一圆柱形通孔11内设有正极导电极柱16，第三通孔9内设有负极导电极柱17，电池内腔13内设有电芯，电芯包括正极片、负极片和隔膜，正极片包括一个空白铝箔和一个正极主料，负极片包括一个空白铜箔和一个负极主料，空白铝箔、正极主料、空白铜箔、负极主料和隔膜均为圆片状结构，冲片机冲切制成。其中空白铝箔和正极主料的直径为14mm，空白铜箔和负极主料的直径为16mm，隔膜为Celgard2325、Celgard2400、陶瓷隔膜等，直径为19mm，电芯按照空白铜箔、负极主料、隔膜、正极主料、空白铝箔的顺序从下而上叠加，空白铝箔与正极导电极柱16点焊连接，空白铜箔和负极导电极柱17亦点焊连接。
本实施例中，不锈钢导气螺柱5和聚四氟乙烯压头4之间通过螺纹连接密封。设计的螺柱尺寸和通用的气相色谱进气系统相匹配，从而也可实现锂离子电池在各阶段的即时现场气体采样分析。
进一步地，正极主料为选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。通过正极主料、导电剂、粘合剂进行制浆、调浆、机器自动涂膜、一次烘干、辊压、冲片机冲切、二次真空烘干(120℃，12h)、称重，转移至控湿干燥氩气手套箱中备用。
负极主料为选自人造石墨、天然石墨、钛酸锂、石墨烯中的至少一种。通过负极主料、导电剂、粘合剂进行制浆、调浆、机器自动涂膜、一次烘干、辊压、冲片机冲切、二次真空烘干(120℃，12h)、称重，转移至控湿干燥氩气手套箱中备用。负极制浆分水系制浆和油系制浆，各组分比例进行调节，各工艺参数也相应调节。
负极主料也可为金属锂片，直径为15.6mm。
正极导电极柱16为圆柱形铝棒，负极导电极柱17为圆柱形镍棒。
为了提高密封性能，不锈钢外壳盖2的底壁与座体6之间设置有橡胶密封圈18。
本实施例中的所以部件主体均为圆柱体结构，不锈钢外壳座1、聚四氟乙烯座体3和负极导电极柱17构成电池的负极侧，不锈钢外壳盖2、聚四氟乙烯压头4、不锈钢导气螺柱5和正极导电极柱16构成电池的正极侧，此时不锈钢导气螺柱5在正极侧。当电芯正负极排列顺序颠倒，正负极极柱随之颠倒后，则不锈钢导气螺柱5即翻转到负极侧。通过聚四氟乙烯压头4底部的方形通槽10和不锈钢导气螺柱5实现电池化成和运行过程中的气体释放和采集分析，方形通槽10作为气体排出或采集用通道。
在电池制作过程中，电池各部件均需经过严格的清洗，充分干燥后转移至控湿控氧的干燥氩气手套箱中备用。在实施过程中，所述电芯按照空白铜箔、负极主料、隔膜、正极主料、空白铝箔的顺序从下而上(自负极侧向正极侧方向)叠加。在负极主料、隔膜叠放环节进行注液。在手套箱中完成电池的组装和封口。间歇气体采样通过保鲜膜和聚四氟乙烯薄膜将不锈钢导气螺柱出气口密封。转移出手套箱后采用蜡封将保鲜膜和聚四氟乙烯薄膜和不锈钢导气螺柱连接部位二次密封加固。
制得的锂离子电池按照传统工艺进行化成、老化、检测电池的各项电化学性能，完成电池的制作。可以通过极柱进行各项电池的各项电化学性能测试。在电池的化成、老化、倍率性能测试、循环寿命测试、高低温性能测试过程中，通过电池中聚四氟乙烯压头底部的方形通槽和不锈钢导气螺柱实施气体释放和采集分析，并通过气质联用对电池产生气体进行定性定量分析。
以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，包括不锈钢外壳座(1)、不锈钢外壳盖(2)、聚四氟乙烯座体(3)、聚四氟乙烯压头(4)和不锈钢导气螺柱(5)；
所述不锈钢外壳座(1)底部沿周向向外延伸形成一圈座体(6)，所述不锈钢外壳座(1)的内部开设有纵截面为“T”型的第一通孔(7)，所述不锈钢外壳盖(2)的内部开设有纵截面为倒“T”型的第二通孔(8)，所述不锈钢外壳盖(2)套接在所述不锈钢外壳座(1)上，所述不锈钢外壳盖(2)的底壁与所述座体(6)抵接；
所述聚四氟乙烯座体(3)的纵截面与所述第一通孔(7)匹配，所述聚四氟乙烯座体(3)内部开设有纵截面为“T”型的第三通孔(9)，所述聚四氟乙烯座体(3)嵌入所述第一通孔(7)内，所述聚四氟乙烯压头(4)的纵截面与所述第二通孔(8)匹配，所述聚四氟乙烯压头(4)底部垂直于所述聚四氟乙烯压头(4)的纵截面开设有方形通孔(10)，所述聚四氟乙烯压头(4)内部沿轴向一侧开设有第一圆柱形通孔(11)，另一侧开设有变径孔(12)，所述变径孔(12)的上半部孔径大于下半部孔径，所述第一圆柱形通孔(11)的圆心和所述变径孔(12)的圆心连线穿过所述聚四氟乙烯压头(4)的圆心；
所述聚四氟乙烯压头(4)嵌入所述不锈钢外壳盖(2)内，所述聚四氟乙烯座体(3)和聚四氟乙烯压头(4)之间具有电池内腔(13)，所述不锈钢导气螺柱(5)包括一体成型的上柱体和下柱体，所述上柱体的外径大于所述下柱体的外径，所述上柱体和所述下柱体之间沿轴向具有向内的一圈凹槽(14)，所述不锈钢导气螺柱(5)内同轴开设有第二圆柱形通孔(15)，所述下柱体与所述变径孔(12)的上半部匹配，所述不锈钢导气螺柱(5)嵌入所述变径孔(12)内，所述上柱体的底部与所述聚四氟乙烯压头(4)的顶面抵接；
所述第一圆柱形通孔(11)内设有正极导电极柱(16)，所述第三通孔(9)内设有负极导电极柱(17)，所述电池内腔(13)内设有电芯，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片包括一个空白铝箔和一个正极主料，所述负极片包括一个空白铜箔和一个负极主料，所述空白铝箔、正极主料、空白铜箔、负极主料和隔膜均为圆片状结构，所述电芯按照空白铜箔、负极主料、隔膜、正极主料、空白铝箔的顺序从下而上叠加，所述空白铝箔与所述正极导电极柱(16)点焊连接，所述空白铜箔与所述负极导电极柱(17)点焊连接。
2.根据权利要求1所述的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，所述不锈钢导气螺柱(5)和所述聚四氟乙烯压头(4)之间通过螺纹连接密封。
3.根据权利要求1所述的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，所述正极主料为选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，所述负极主料为选自人造石墨、天然石墨、钛酸锂、石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，所述负极主料为金属锂片。
6.根据权利要求1所述的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，所述正极导电极柱(16)为圆柱形铝棒，所述负极导电极柱(17)为圆柱形镍棒。
7.根据权利要求1所述的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，所述不锈钢外壳盖(2)的底壁与所述座体(6)之间设置有橡胶密封圈(18)。
8.根据权利要求1所述的圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池，其特征在于，所述不锈钢外壳盖(2)和所述不锈钢外壳座(1)通过螺纹连接密封。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710699811.9A CN107507942B (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710699811.9A CN107507942B (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107507942A true CN107507942A (zh) | 2017-12-22 |
| CN107507942B CN107507942B (zh) | 2020-07-31 |
Family
ID=60690834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710699811.9A Active CN107507942B (zh) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107507942B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110261380A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-20 | 华东理工大学 | 一种锂离子电池电极反应的原位同步观测系统 |
| CN111370598A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-03 | 西南大学 | 一种自动压电池封口机 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201038234Y (zh) * | 2006-12-29 | 2008-03-19 | 万向集团公司 | 双电极模拟电池 |
| CN201575983U (zh) * | 2009-10-27 | 2010-09-08 | 南昌大学 | 两电极模拟电池模具 |
| CN203456552U (zh) * | 2013-07-03 | 2014-02-26 | 清华大学 | 锂离子电池内部产气在线收集装置及使用其的检测设备 |
| CN204464420U (zh) * | 2014-12-17 | 2015-07-08 | 海南大学 | 一种正负极可拆卸的新型锂空气电池模具 |
-
2017
- 2017-08-16 CN CN201710699811.9A patent/CN107507942B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201038234Y (zh) * | 2006-12-29 | 2008-03-19 | 万向集团公司 | 双电极模拟电池 |
| CN201575983U (zh) * | 2009-10-27 | 2010-09-08 | 南昌大学 | 两电极模拟电池模具 |
| CN203456552U (zh) * | 2013-07-03 | 2014-02-26 | 清华大学 | 锂离子电池内部产气在线收集装置及使用其的检测设备 |
| CN204464420U (zh) * | 2014-12-17 | 2015-07-08 | 海南大学 | 一种正负极可拆卸的新型锂空气电池模具 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110261380A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-20 | 华东理工大学 | 一种锂离子电池电极反应的原位同步观测系统 |
| CN110261380B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-12-03 | 华东理工大学 | 一种锂离子电池电极反应的原位同步观测系统 |
| CN111370598A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-07-03 | 西南大学 | 一种自动压电池封口机 |
| CN111370598B (zh) * | 2020-03-13 | 2021-08-31 | 西南大学 | 一种自动压电池封口机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107507942B (zh) | 2020-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106099164B (zh) | 一种圆柱型电池三电极装置及其组装方法 | |
| CN107069133B (zh) | 一种回收锂电池负极材料中的锂的方法 | |
| CN102654566A (zh) | 一种新型锂空气电池模具 | |
| CN106972192A (zh) | 为锂离子储能器件负极预制锂的方法及电解池装置、锂离子储能器件 | |
| CN107507942A (zh) | 一种圆形可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 | |
| CN103700795A (zh) | 一种锂电池 | |
| CN107452902A (zh) | 极柱同侧设置的可拆卸可即时采气分析的可充锂离子电池 | |
| CN203562472U (zh) | 一种新型圆柱形锂锰电池 | |
| CN101464498B (zh) | 锂离子电池用三电极体系模拟电池装置 | |
| CN102867653B (zh) | 一种三电极超级电容器 | |
| CN102163743A (zh) | 一种真空防爆锂离子电池 | |
| CN209730074U (zh) | 一种锂离子电池电容结构 | |
| CN208520804U (zh) | 一种电池循环过程中产气检测装置 | |
| CN207852830U (zh) | 一种锂电池外壳及锂电池 | |
| CN204903401U (zh) | 基于原位拉曼和电化学复合法的锂电池电极材料寿命检测系统 | |
| CN103700515A (zh) | 一种超级电容器 | |
| CN201110889Y (zh) | 一种二次电池电化学性能测试装置 | |
| CN203521489U (zh) | 一种铝壳锂离子电池 | |
| CN206003906U (zh) | 一种自动激活贮备式锂硫电池结构 | |
| CN202004048U (zh) | 一种锂电池壳的新型结构 | |
| CN201946703U (zh) | 一种真空防爆锂离子电池 | |
| CN205508952U (zh) | 一种实验室用圆柱形锂离子电池磨具 | |
| CN104659405B (zh) | 一种便于更换电解液的锂电池 | |
| CN202196157U (zh) | 一种锂离子扣式电池测试装置 | |
| CN204651387U (zh) | 一种圆柱形锂离子电池注液装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhao Yaomin Inventor after: Zhang Ying Inventor after: Zheng Lijing Inventor after: Li Yinghua Inventor after: Lin Chunlei Inventor after: Fang Xiangqian Inventor after: Wang Hongfang Inventor after: Li Hui Inventor after: Ba Yuerong Inventor after: Fang Yunxia Inventor after: Yang Haixia Inventor before: Zhao Yaomin Inventor before: Zheng Lijing Inventor before: Li Yinghua Inventor before: Fang Xiangqian Inventor before: Wang Hongfang Inventor before: Li Hui Inventor before: Ba Yuerong Inventor before: Fang Yunxia Inventor before: Yang Yu Inventor before: Zhang Ying |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |