CN113471508A - 一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法 - Google Patents

一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，包括如下步骤：S1、将蓄电池的外壳拆除，使内部的带液极板组暴露；S2、将带液极板组倒置在支撑平台上，并对正、负极的引线端子镂空避让，在带液极板组下方放置电解液收集装置；S3、制作长、宽略大于极片的绝缘材质隔离片；S4、在包裹了隔膜的极片的两侧插入隔离片，用于将该极片与其余的极片完全隔开；S5、根据极板组中极片的实际膨胀程度制作新隔膜，新隔膜呈半封闭式，用于对膨胀后的极片进行包裹；S6、完成极片隔开后，将被隔开的极片上包裹的待更换隔膜取出；将新隔膜沿原位置套在该极片上，从两侧将新隔膜拉至要求位置，取出隔离片；重复该操作直至完成整个极板组中全部隔膜的更换。

Description

一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，具体涉及一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法。
背景技术
蓄电池单体作为电池系统的核心组成单元，已被广泛应用于国民经济的各个领域；蓄电池单体主要由正极、负极、隔膜、电解液、外壳几大部分组成，每部分功能的有效性都会影响蓄电池单体的正常使用，进而影响到电池系统的正常使用；因此在电池系统的整个使用寿命过程会进行不同阶段的维护，在维护时会对部分落后单体电池或根据寿命期限不同针对性的进行梯次利用处置。
大容量的蓄电池单体可以通过对失效或低性能单体中某一组成的返修或更换来满足性能需求，以此方式实现资源的充分利用；隔膜作为蓄电池单体内部的核心组件，随着不同应用模式的进行，逐渐成为失效模式中的突出影响因素，其成本和循环寿命低于正、负极，因此对蓄电池单体隔膜的更换成为维护过程的一种主要处置方式；现有处置方式通常为将极板组拆解后重新按组装方式使用新隔膜进行组装；对于采用焊接方式的极板组，其装配紧凑，更换隔膜成本更高且步骤繁琐，梯次利用成本高；由于维护的蓄电池单体在极板组隔膜更换过程还要考虑正、负极片不能直接短接，残留的电解液也会严重影响隔膜的取出和装入效果。
因此，如何采取一种处置方式能解决上述问题具有重大意义，能够在不拆解极板组的状态下完成隔膜替换，更换过程能够有效隔离正、负极片，新隔膜和被替换隔膜更有效取出和放入。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，本发明的方法能够实现在不拆解极板组的状态下完成隔膜替换，并且在隔膜更换过程能够有效隔离正、负极片，新隔膜和被替换隔膜能够有效的取出和放入；本发明的隔膜更换方法效率高且不会造成新的部件报废，有效实现了资源的再利用和加工成本的降低。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，所述的极板组中包括多对正极极片和负极极片，所述的隔膜包裹在所述极板组中的正极极片或负极极片上，通过在极片上包裹隔膜使得正极与负极之间被完全分隔开；本发明的方法包括如下步骤：
S1、分离出极板组：利用工具将蓄电池的外壳拆除，使所述蓄电池内部的带液极板组暴露；
S2、极板组摆放：将所述的带液极板组倒置在一个支撑平台上，并且对正、负极的引线端子进行镂空避让，在所述带液极板组的下方放置一个电解液收集装置；所述的支撑平台为绝缘材质；
S3、制作隔离片：根据所述极板组中正、负极极片的尺寸制作长、宽略大于所述极片的隔离片，所述的隔离片为绝缘材质；具体的，所述隔离片的厚度小于极板组中极片的间距；
S4、正、负极片的隔离：在包裹了隔膜的极片的两侧分别插入所述隔离片，用于将该极片与其余的极片完全隔开；
S5、新隔膜的预制：根据所述极板组中极片的实际膨胀程度制作新隔膜，所述的新隔膜呈半封闭式，用于对膨胀后的极片进行包裹；(由于蓄电池在使用一段时间后极片会产生一定程度的膨胀，因此新隔膜需要根据膨胀后极片的尺寸进行预制)；
S6、隔膜更换：在完成步骤S4极片隔开后，通过工具将被隔开的极片上包裹的待更换隔膜取出；然后将新隔膜沿原隔膜位置套在该极片上，并从两侧将新隔膜拉至要求位置，确认后将隔离片取出；重复该操作完成隔膜更换，直至完成整个极板组中全部隔膜的更换。
在蓄电池的极板组中包括了多对的正极和负极，为了使正、负极之间能够被隔开，在极板组中的所有正极包裹上隔膜，负极不包裹隔膜，这样使得正、负极能够被有效分隔开；或者在所有的负极上包裹隔膜，正极不包裹，同样能够使得正、负极被隔开。当蓄电池使用后可能会存在隔膜失效的问题，如果因蓄电池中某一组件失效就弃用该蓄电池，一方面会造成资源浪费、增加成本；另一方面大量的废弃蓄电池也会给回收带来压力，对环境产生影响。因此，本发明针对蓄电池极板组中隔膜失效的问题，提供了一种蓄电池的隔膜更换方法，更换后使得蓄电池能够继续使用，减少资源浪费，降低成本，同时还能减轻对环境的损害。
本发明的目的是以一种简单的方法将原本包裹在正极或者负极极片上的失效隔膜取出，并且在隔膜取出的过程中保证该极片依然保持与其余极片的隔离状态，然后将原本失效的隔膜替换为新的有效隔膜，使得蓄电池能够继续使用。
具体的，本发明的隔膜更换方法：主要是通过几项关键操作来顺利完成蓄电池单体极板组的隔膜更换，方法主要包含分离出待替换隔膜的极板组，极板组摆放，新隔膜预制，正负极片的隔离以及顺序逐步替换等几项主要步骤。具体的，本发明所提供的蓄电池单体极板组的隔膜更换方法中的带液极板组摆放需倒置进行，且供所述带液极板组倒置的支撑平台需使用绝缘材质，同时对极板组上的正、负极端子进行镂空避让，端子的避让高度保持大于30毫米；然后在支撑平台(带液极板组)的正下方设置一个电解液收集装置，倒置后便于极板组中正、负极片间的电解液顺利流出，进入到电极液收集装置中。
进一步地，步骤S2极板组摆放：将所述的带液极板组缓慢翻转，使其倒置在支撑平台上，并保证所述极板组竖直，同时对正、负极的引线端子进行镂空避让。优选地，在将所述的带液极板组倒置后需保证极板组竖直，并且在带液极板组倒置翻转过程中需缓慢进行，所有极板在均匀直立状态下，能够有效将正、负极片间的重力挤压力降到最小，更有效提高隔膜的取出和放入便捷性。
进一步地，步骤S3制作隔离片：所述的隔离片的长、宽大于所述极片尺寸不低于50mm；所述的隔离片的厚度为12-20μm。具体的，所述的隔离片采用表面光滑的绝缘材质，且需要强度好、不易破损。
进一步地，步骤S4正、负极片的隔离：对需要隔开的极片逐片进行隔离。具体的，步骤S4正、负极片的隔离：在包裹了隔膜的极片的两侧分别插入所述隔离片，用于将该极片与其余的极片完全隔开；在将该极片隔离后，然后取出包裹在该极片上的失效隔膜，并换上新隔膜，再逐个的隔离其余包裹了隔膜的极片。具体的，极片隔离的操作是：沿待替换极片和隔膜的外侧各插入一个隔离片，直至两个隔离片将包裹了隔膜的极板完全覆盖；同时确保所述隔离片表面的光滑程度，以便于隔膜取出，同时隔离片保证了在待替换隔膜取出后和新隔膜放入的替换过程的正、负极片完全的分隔，完成后取出隔离片进行下一个极片的隔离以及包裹的隔膜替换。
进一步地，步骤S4正、负极片的隔离：对需要隔开的极片由所述极板组中部向两侧进行。具体是指，包裹了隔膜的极片的隔离顺序优先由带液极板组中部向两侧进行，按此方向逐片进行极片的隔离，根据更换前、后极片的挤压受力程度按此顺序能将受力程度逐步降低，更换完一侧后再进行另一侧，更利于更换操作的效率提高。
在本发明的蓄电池单体极板组的隔膜更换方法中：隔膜替换需逐片(即极片)进行，待上一个极片上隔膜更换完成后，重复下一个极片的隔膜更换，控制好每片单体的更换时间满足质量控制时间要求，每个蓄电池单体中的每层隔膜均需按顺序逐片完成替换。
进一步地，步骤S5新隔膜的预制，新隔膜预制的一种方式是，包括如下步骤：
(1)首先根据膨胀后极片的尺寸仿形加工出隔膜预制样板，且所述预制样板的厚度和宽度略大于膨胀后的极片；
(2)选用与待更换隔膜材质相同的隔膜材料，然后沿所述预制样板的宽度方向缠绕在所述预制样板上，缠绕后将其中一端加热并折叠，折叠后粘接好；
(3)取出所述预制样板，即得到半封闭式的新隔膜。具体的，预制的新隔膜形似于袋状(隔膜袋)，预制完成后套设在极片上，将其与极片组中的其余极片分隔开。
进一步地，步骤S5新隔膜的预制，新隔膜预制的另一种方式是：首先根据极片的尺寸仿形加工出样板，且所述样板的厚度和宽度略大于极片；然后选用与待更换隔膜材质相同的隔膜材料，并将其折叠，折叠后按所述样板的尺寸采用热切割方式进行隔膜材料裁切，裁切后再粘接形成半封闭式的新隔膜。
本发明方法中所述的新隔膜预制可以提前批量完成，需加工比极片厚度多1-1.5毫米的预制样板进行新隔膜的预制：一种方式是根据隔膜预制样板将隔膜材料包裹在预制样板上，并在折叠位置加热后再进行折叠，粘接，然后取出预制样板即预制成新隔膜；新隔膜预制的另一种方式是隔膜材料对折后按预制样板进行热裁切，通过热切割方式(加热头)完成隔膜的裁切和粘接即预制成新的成型隔膜。
在本发明的方法中新隔膜预制需根据极片的实际膨胀程度制作新的隔膜对极片进行包覆，采用略大于极片厚度1-1.5mm的预制样板制作对应的新隔膜，可根据隔膜的特性选择新隔膜的预制方式：单层隔膜包裹极片的可通过预加热后进行折叠并粘接好，或者采用热切割的方式完成裁切和热粘接，形成半封闭式的隔膜袋(即新隔膜)；同时确保新隔膜在满足放置要求的状态下不损伤新隔膜。
本发明的有益效果：
(1)本发明的蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，通过在操作过程加入简易的辅具和独特的操作方式，能够实现不同极耳连接方式的可再利用蓄电池单体隔膜的高效替换；本发明的方法能够在不拆解极板组和重新组装的状态下完成隔膜的替换，且能够更换过程中有效隔离正、负极片，新隔膜和被替换隔膜更有效取出和放入，因此对于失效蓄电池的返修具有重大意义。
(2)本发明的蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，其隔膜更换效率高且不产生新的部件报废；能够有效的实现资源的回收再利用和加工成本的降低。
(3)本发明的蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，同时能够有效满足加工过程不合格单体的返工返修，对叠片式工艺的失效电池的循环再利用有极大的可借鉴作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的技术人员来讲，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。
图1为本发明实施例1中带液极板组的结构示意图。
图中：1带液极板组、2正极端子、3负极端子、4正极极片、5负极极片、6隔离片。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，所述的极板组中包括多对正极极片和负极极片，所述的隔膜包裹在极板组中的正极或负极极片上，用于将正、负极完全分隔开；本实施例的隔膜更换方法具体包括如下步骤：其中需要更换隔膜的带液极板组的结构图，如图1所示；
S1、分离出极板组：利用工具将蓄电池的外壳拆除，使所述蓄电池内部的带液极板组1暴露；
S2、极板组摆放：将所述的带液极板组1缓慢翻转，使其倒置在一个由绝缘材质制成的支撑平台上，并保证所述极板组竖直，同时对正极引线端子2、负极引线端子3进行镂空避让(端子的避让高度保持大于30毫米)，然后在所述带液极板组1的下方放置一个电解液收集装置，以便于倒置后带液极板组中的电解液流入电解液收集装置中；同时竖直倒置的带液极板组还能够有效将正极极片4、负极极片5之间的重力挤压力降到最小，更有效提高隔膜的取出和放入便捷性；
S3、制作隔离片：根据所述极板组中正、负极极片的尺寸制作长、宽大于所述极片不低于50mm的隔离片6，且所述隔离片6的厚度小于极板组中极片的间距；优选所述隔离片6的厚度为12-20μm；所述的隔离片6为绝缘材质；
S4正、负极片的隔离：在包裹了隔膜的极片的一侧垂直向下插入一个隔离片6，插入时由两侧向下拉伸直至隔离片6连接顶端(即靠近正、负极引线端子的一端)，按此方式在该极片的另一侧插入另一个隔离片6，使待更换隔膜的极片和隔膜被隔离片完全包覆，使该极片与其余的极片完全隔开；在该步骤中对需要隔开的极片优先从极板组中部向两侧进行，按此方向逐片进行极片的隔离，根据更换前、后极片的挤压受力程度按此顺序能将受力程度逐步降低，更换完一侧后再进行另一侧，更利于更换操作的效率提高；
S5、新隔膜的预制：根据所述极板组中极片的实际膨胀程度制作新隔膜，所述的新隔膜呈半封闭式(相当于隔膜袋)，用于对膨胀后的极片进行包裹；所述的新隔膜预制可以提前批量完成，需加工比极片厚度多1-1.5毫米的预制样板进行新隔膜的预制；新隔膜预制的一种方式是根据隔膜预制样板将隔膜材料包裹在预制样板上，并在折叠位置加热后再进行折叠，粘接，然后取出预制样板即预制成新隔膜；新隔膜预制的另一种方式是隔膜材料对折后按预制样板进行热裁切，通过热切割方式完成隔膜的裁切和粘接即预制成新的成型隔膜；
S6、隔膜更换：在完成步骤S4极片隔开后，拉出包裹在该极片上的失效隔膜，然后取上述预制的新隔膜并沿原位置包覆极片向下放入，然后由两侧向下拉伸直至要求位置，确认位置正确后将两侧的分隔塑料片向上拉出；重复该操作向一侧逐片完成隔膜替换，一侧完成后再进行另一侧，直至完成整个极板组的隔膜替换。
隔膜替换完成后进行后续的加工至蓄电池单体完成，经性能测试后即可满足处置标准的合格要求。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，所述的极板组中包括多对正极极片和负极极片，所述的隔膜包裹在所述极板组中的正极或负极极片上，用于将正、负极完全分隔开；其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、分离出极板组：利用工具将蓄电池的外壳拆除，使所述蓄电池内部的带液极板组暴露；
S2、极板组摆放：将所述的带液极板组倒置在一个支撑平台上，并且对正、负极的引线端子进行镂空避让，在所述带液极板组的下方放置一个电解液收集装置；所述的支撑平台为绝缘材质；
S3、制作隔离片：根据所述极板组中正、负极极片的尺寸制作长、宽略大于所述极片的隔离片，所述的隔离片为绝缘材质；
S4、正、负极片的隔离：在包裹了隔膜的极片的两侧分别插入所述隔离片，用于将该极片与其余的极片完全隔开；
S5、新隔膜的预制：根据所述极板组中极片的实际膨胀程度制作新隔膜，所述的新隔膜呈半封闭式，用于对膨胀后的极片进行包裹；
S6、隔膜更换：在完成步骤S4极片隔开后，通过工具将被隔开的极片上包裹的待更换隔膜取出；然后将新隔膜沿原隔膜位置套在该极片上，并从两侧将新隔膜拉至要求位置，确认后将隔离片取出；重复该操作完成隔膜更换，直至完成整个极板组中全部隔膜的更换。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，其特征在于，步骤S2极板组摆放：将所述的带液极板组缓慢翻转，使其倒置在支撑平台上，并保证所述极板组竖直，同时对正、负极的引线端子进行镂空避让。
3.根据权利要求1所述的一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，其特征在于，步骤S3制作隔离片：所述的隔离片的长、宽大于所述极片尺寸不低于50mm；所述的隔离片的厚度为12-20μm。
4.根据权利要求1所述的一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，其特征在于，步骤S4正、负极片的隔离：对需要隔开的极片逐片进行隔离。
5.根据权利要求1所述的一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，其特征在于，步骤S4正、负极片的隔离：对需要隔开的极片由所述极板组中部向两侧进行。
6.根据权利要求1所述的一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，其特征在于，步骤S5新隔膜的预制，预制包括如下步骤：
(1)首先根据膨胀后极片的尺寸仿形加工出隔膜预制样板，且所述预制样板的厚度和宽度略大于膨胀后的极片；
(2)选用与待更换隔膜材质相同的隔膜材料，然后沿所述预制样板的宽度方向缠绕在所述预制样板上，缠绕后将其中一端加热并折叠，粘接；
(3)取出所述预制样板，即得到半封闭式的新隔膜。
7.根据权利要求1所述的一种蓄电池单体极板组的隔膜更换方法，其特征在于，步骤S5新隔膜的预制，预制过程是：首先根据极片的尺寸仿形加工出样板，且所述样板的厚度和宽度略大于极片；然后选用与待更换隔膜材质相同的隔膜材料，并将其折叠，折叠后按所述样板的尺寸采用热切割方式进行隔膜材料裁切，裁切后再粘接形成半封闭式的新隔膜。
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