CN108258300B - 一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法 - Google Patents

一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法,包括:将若干个单体电芯进行串并联组装成模组,在组装得到的单体电芯组合外包覆电池壳体;与常规动力电池不同之处在于:单体电芯的顶盖上开设有补液孔;在补液孔内装设用于注液和排气的副输液管,副输液管远离补液孔一端连接有主输液管;在电池壳体上开设插管口,将主输液管从插管口穿出电池外壳,在电池包内部形成相通的输液网络。本发明提供了一种可补液排气的锂离子动力电池及其制作、使用方法,保证电解液可通过补液孔输至单体电芯内部浸润裸电芯并排出内部产气,以对动力电池进行补液、排气,操作简单,从而延长电池的寿命,并使电池具有更高的安全性。

Description

一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法
技术领域
本发明涉及锂离子动力电池技术领域,尤其涉及一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法。
背景技术
锂离子电池因其具备高能量密度、高电压、对环境友好以及无记忆效应等优势,目前已经在便携式电子设备(如手机、电脑)以及电动汽车等领域得到广泛应用。在锂离子电池中,无论是功率型、能量型还是长寿命型的电池种类,其使用寿命以及安全性始终都是重要的指标。随着电池的长时间循环,电解液逐渐消耗使得余量不足以维持整个电芯的充放电过程导致局部枯竭,使得动力电池容量衰减,这是影响电池容量及寿命的重要影响因素。另外,电池在长时间循环后会产生气体,造成电池胀气,成为了影响电池安全性的重要因素。
在现有技术中,在对锂离子电池进行补液时,主要通过在电芯内部或顶盖内侧设置蓄液装置以补充电解液,但由于蓄液装置电解液储存量有限,后续难以为继;另一方面,现有技术多是只针对单个电芯补液,实际商业上电池多是通过PACK工艺将多个电芯进行串并联而后组装成的动力电池,而上述补液方法对于这种串并联式的动力电池并不适用,更不能在对这种动力电池进行补液的同时进行排气。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法,克服现有技术中不能针对串并联式的单体电芯同时进行补液和排气的缺陷。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种锂离子动力电池的制作方法,包括:
将若干个单体电芯进行串并联组装成模组,在组装得到的单体电芯组合外包覆电池壳体;
在所述单体电芯的顶盖上开设补液孔,使所述补液孔与单体电芯内部连通,补液、排气时,通过所述补液孔将电解液注入单体电芯内部以浸润内部裸电芯,并排出内部产气;
在所述补液孔内装设用于注液和排气的副输液管,所述副输液管远离所述补液孔的一端连接有主输液管。
可选的,所述制作方法还包括:
将各副输液管通过管件连接件连接起来,使各副输液管连通,并最终汇聚成单管。
可选的,在所述副输液管上设置管件开关,当其中一个所述单体电芯不需要进行补液或排气时,通过所述管件开关封闭对应的所述副输液管。
可选的,在所述副输液管上设置流量控制器,所述流量控制器用于为各所述单体电芯调配预设量的电解液。
本发明还提供了一种锂离子动力电池,包括电池本体,所述电池本体包括电池壳体,以及装设于所述电池壳体内的单体电芯;所述单体电芯上设有补液孔,所述电池壳体上设有插管口;
所述电池壳体内设有用于排气和补液的装置,包括:
插设于所述补液孔内的副输液管,所述副输液管与单体电芯内部连通;补液、排气时,通过所述补液孔将电解液注入单体电芯内部以浸润内部裸单体电芯,并排出内部产气;
所述副输液管远离所述补液孔的一端连通有主输液管,所述主输液管与注液装置或排气装置连接,以对锂离子动力电池进行补液或排气操作。
可选的,所述单体电芯设有至少两个,所述副输液管的数量与所述单体电芯的数量相匹配;
所述副输液管通过管件连接件连接形成管道网络,并最终汇聚为单管与主输液管连通。
可选的,所述补液孔上设有与补液孔孔径相匹配的孔盖。
可选的,所述副输液管上设有管件开关,当其中一个所述单体电芯不需要进行补液或排气时,通过所述管件开关封闭对应的所述副输液管;
所述副输液管上设有流量控制器,补液时,通过所述流量控制器为各所述单体电芯调配预设量的电解液。
可选的,所述主输液管上设有用于打开或关闭所述主输液管的管道阀门。
一种如上所述的锂离子动力电池的补液、排气方法,所述补液方法包括:
将电解液注入主输液管,电解液通过主输液管、副输液管进入单体电芯内部;
所述排气方法包括:
在主输液管的管口上设置抽气装置,通过主输液管、副输液管将单体电芯内的气体抽出,使单体电芯内呈真空状态。
与现有技术相比,本发明实施例具有以下有益效果:
本发明提供了一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法,与常规动力电池不同之处在于:单体电芯的顶盖上开设有补液孔,保证电解液可通过该补液孔输至单体电芯内部浸润裸电芯并排出内部产气,操作简单,从而延长电池的寿命,并使电池具有更高的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种锂离子动力电池的制作流程图;
图2为本发明实施例二提供的一种锂离子动力电池的结构示意图;
图3为本发明实施例二提供的一种锂离子动力电池的爆炸结构示意图;
图4为本发明实施例一提供的一种锂离子动力电池的又一结构示意图。
上述图中:101、电池壳体;102、单体电芯;11、副输液管;12、主输液管;121、管道阀门;13、管件连接件。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例提供了一种锂离子动力电池的制作方法。
如图1所示,图一示出了本实施例提供的一种锂离子动力电池的制作流程,包括:
S101、将若干个单体电芯进行串并联组装成模组,在组装得到的单体电芯组合外包覆电池壳体。
S102、在单体电芯的顶盖上开设一个补液孔,并使该补液孔与电芯内部连通;在电池壳体上设置插管口。
该步骤中,在各单单体电芯上预留补液孔,该补液孔向内通过与容电芯内部连通。注入电解液时,电解液从该补液孔注入,并直接流入电解液电芯内部,以达到补充电解液的目的。
其中,补液孔的孔壁上设有螺纹,用于与外部用于传输电解液的管道连接。
S103、在补液孔内装设用于注液和排气的副输液管,副输液管远离补液孔的一端连接有主输液管。
其中,各副输液管上设有与补液孔孔壁上相匹配的螺纹,副输液管与补液孔通过螺纹连接从而达到密封效果。
此外,各副输液管可通过管件连接件进行连接,使得各副输液管连通并最终汇聚为单管,便于通过该单管统一对各单体电芯完成电解液补充或排气的操作。单管控制既可以节省管件材料,也可避免太多管件造成电池的体积、重量过大。
在本实施例中,管件连接件可为等径三通或等径五通等连接件。
由于在本实施例中,各个副输液管最终汇聚成为单管与主输液管连接,但有时候会出现个别单体电芯不需要进行补液或排气的情况。
为了解决上述问题,在本实施例中,还可在副输液管上设置管件开关,以便于对单个单体电芯的补液以及排气操作进行控制。当其中一个单体电芯不需要进行补液或排气时,通过管件开关封闭对应的副输液管,从而使得补液排气的操作更具针对性。
更进一步地,可在副输液管上设置流量控制器,通过该流量控制器不仅能够对单个单体电芯的补液进行控制,还可对各单体电芯的补液量进行调控,这样不仅可以控制开关也可控制流量。此外,该流量控制器还能够在不拆解电池的情况下,控制动力电池内部各单体电芯的电解液输送流速。
S104、在电池壳体上开设插管口,使主输液管从插管口穿出电池外壳。
主输液管一端穿出电池外壳,因此不需要拆开电池外壳即可对电池内部的单体电芯进行补液和排气,从而简化了补液、排气的步骤。
为了便于调整主输液管的打开以及闭合,在主输液管上设置用于打开或关闭主输液管的管道阀门。
本实施例提供了一种锂离子动力电池的制作方法,通过本方法可制作出可同时对多个单体电芯进行补液、排气的锂离子动力电池,简化了组合式的锂离子动力电池的维护步骤,便于延长锂离子动力电池的寿命,也使锂离子动力电池能够保持较高的安全性能。
实施例二
请参阅图2至图4,为本发明提供的一种锂离子动力电池的结构示意图。
基于上述实施例,本实施例提供了一种锂离子动力电池,该锂离子动力电池的结构使其便于进行补液以及排气的操作,包括电池壳体,以及装设于电池壳体内的单体电芯。
单体电芯的顶盖上开设有补液孔,补液孔向内连通电芯内部;电池壳体上设有插管口。
其中,电池壳体内设有用于排气和补液的装置,包括:
插设于补液孔内的副输液管,副输液管向内连通至单体电芯内部。通过该补液孔可直接向电芯内部补充电解液。
副输液管远离补液孔的一端连通有主输液管,主输液管向外穿出插管口,用于与电池外部的注液装置或排气装置连接,以对锂离子动力电池进行补液或排气操作。
主输液管上设有用于打开或关闭主输液管的管道阀门。
在本实施例中,单体电芯设有至少两个,且副输液管的数量与单体电芯的数量相匹配。
副输液管通过管件连接件在电池壳体内连接形成用于输液、排气的管道网络,并最终汇聚为单管,该单管通过主输液管连通至电池外部的主页装置或排气装置。
为了便于对单个单体电芯进行补液或排气,副输液管上设有管件开关,当其中一个单体电芯不需要进行补液或排气时,通过管件开关封闭对应的副输液管。
此外,为了在必要时保持电芯内部的封闭性,单体电芯的顶盖上位于补液孔孔壁处设有螺纹,副输液管上设有与孔壁处螺纹相匹配的螺纹,副输液管与单体电芯顶盖通过螺纹连接。
同时,补液孔上设有与补液孔孔径相匹配的孔盖,通过该孔盖可控制补液孔的打开或关闭。
实施例三
基于上述实施例提供的锂离子动力电池,本实施例提供了基于该锂离子动力电池的补液、排气方法。
其中,补液方法包括:
将电解液注入主输液管,电解液通过主输液管、副输液管进入电芯内部。
当不需要对所有单体电芯进行补液时,关闭该单体电芯所对应的副输液管上的管件开关,以封闭通向该单体电芯的通道。
排气方法包括:
在主输液管的管口上设置抽气装置,通过主输液管、副输液管将单体电芯内的气体抽出,使单体电芯内呈真空状态。
当不需要对所有单体电芯进行排气时,关闭该单体电芯所对应的副输液管上的管件开关,以封闭通向该单体电芯的通道。
通过对电池进行排气,可释放电池经长期循环后产生的气体,避免电池因胀气而带来的一系列安全问题。
基于上述实施例,本发明提供了一种锂离子动力电池及其制作、补液和排气的方法,解决电池由于长期循环导致的电解液短缺的问题,避免因电解液枯竭而导致的电池失效。此外,本发明还解决了电池胀气带来的安全问题。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种锂离子动力电池的制作方法,其特征在于,包括:
将若干个单体电芯进行串并联组装成模组,在组装得到的单体电芯组合外包覆电池壳体;
在所述单体电芯的顶盖上开设补液孔,使所述补液孔与单体电芯内部连通,补液、排气时,通过所述补液孔将电解液注入单体电芯内部以浸润内部裸电芯,并排出内部产气;
在所述补液孔内装设用于注液和排气的副输液管,所述副输液管远离所述补液孔的一端连接有主输液管。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池的制作方法,其特征在于,还包括:
将各副输液管通过管件连接件连接起来,使各副输液管连通,并最终汇聚成单管。
3.根据权利要求1所述的锂离子动力电池的制作方法,其特征在于,在所述副输液管上设置管件开关,当其中一个所述单体电芯不需要进行补液或排气时,通过所述管件开关封闭对应的所述副输液管。
4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池的制作方法,其特征在于,在所述副输液管上设置流量控制器,所述流量控制器用于为各所述单体电芯调配预设量的电解液。
5.一种锂离子动力电池,包括电池本体,其特征在于,所述电池本体包括电池壳体,以及装设于所述电池壳体内的单体电芯;所述单体电芯上设有补液孔,所述电池壳体上设有插管口;
所述电池壳体内设有用于排气和补液的装置,包括:
插设于所述补液孔内的副输液管,所述副输液管与单体电芯内部连通;补液、排气时,通过所述补液孔将电解液注入单体电芯内部以浸润内部裸单体电芯,并排出内部产气;
所述副输液管远离所述补液孔的一端连通有主输液管,所述主输液管与注液装置或排气装置连接,以对锂离子动力电池进行补液或排气操作。
6.根据权利要求5所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述单体电芯设有至少两个,所述副输液管的数量与所述单体电芯的数量相匹配;
所述副输液管通过管件连接件连接形成管道网络,并最终汇聚为单管与主输液管连通。
7.根据权利要求5所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述补液孔上设有与补液孔孔径相匹配的孔盖。
8.根据权利要求5所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述副输液管上设有管件开关,当其中一个所述单体电芯不需要进行补液或排气时,通过所述管件开关封闭对应的所述副输液管;
所述副输液管上设有流量控制器,补液时,通过所述流量控制器为各所述单体电芯调配预设量的电解液。
9.根据权利要求5所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述主输液管上设有用于打开或关闭所述主输液管的管道阀门。
10.一种如权利要求5至9任一项所述的锂离子动力电池的补液、排气方法,其特征在于,所述补液方法包括:
将电解液注入主输液管,电解液通过主输液管、副输液管进入单体电芯内部;
所述排气方法包括:
在主输液管的管口上设置抽气装置,通过主输液管、副输液管将单体电芯内的气体抽出,使单体电芯内呈真空状态。
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