CN204333138U - 一种硬壳锂离子电池化成及产气量测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种硬壳锂离子电池化成及产气量测定装置，其特征在于：具有封闭的电池，化成设备的正负极分别与电池的正负极连接；具有一个内部容有水的封闭的集气瓶；一根连接件导管的一端与电池的气接口连接，另一端深入集气瓶中，连接件导管上设有阀门开关；一根导管的一端深入集气瓶内的水中，另一端伸入一个量筒中。本专利一方面可以避免化成车间水分对电池的影响，同时又可以精确地测定硬壳电池化成过程中的产气量，对于电池的设计，研发，改进，电池生产过程的品质监控具有重要的意义。
Description
技术领域
本实用新型属于一种锂离子电池生产设备。
背景技术
对于锂离子电池来说，化成过程也称为首次充电过程，由于电化学反应，电池在化成过程中不可避免地在碳负极与电解液的相界面上形成覆盖于碳负极表面的钝化层，此钝化层被称为固体电解质界面或者SEI膜。SEI膜质量的好坏直接影响到电池的循环性能等各项电化学性能。在硬壳电池的化成中，很多企业均采用开口化成，这样会导致开口化成中环境中的水分进入电池内部与电解液发生反应，影响SEI膜的质量，因此对化成车间水分的控制显得至关重要，环境要求苛刻。另一方面，很多企业(专利)采用真空化成，真空化成很大程度上保证了SEI膜的质量，但是无法实现对生产电池的品质监控。
电池化成过程中的产气量受正负极电池材料，电解液量及其种类，化成工艺条件影响。电池化成过程产气量的测定有利于电池正负极体系的选择，有利于电解液品质的了解，而且产气量对电池的循环等各项电化学性能有着至关重要的作用。现有专利申请号200410028121.3，提出了一种电池化成产气量的测定方法，该方法适用于软包装电池，无法对硬壳电池，特别是质量大电池的产气量进行测试，误差太大。
实用新型内容
本实用新型提供一种硬壳锂离子电池化成及产气量测定装置，其目的是解决现有技术存在的缺点，一方面可以避免化成车间水分对电池的影响，同时又可以精确地测定硬壳电池化成过程中的产气量。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种硬壳锂离子电池化成及产气量测定装置，其特征在于：具有封闭的电池，化成设备的正负极分别与电池的正负极连接；具有一个内部容有水的封闭的集气瓶；一根连接件导管的一端与电池的气接口连接，另一端深入集气瓶中，连接件导管上设有阀门开关；一根导管的一端深入集气瓶内的水中，另一端伸入一个量筒中。
本实用新型的有益之处在于：
本实用新型电池装置封闭式设计可以实现电池化成时与环境的完全隔离，避免水分对电池的影响；阀门开关设计可以简单快速地实现电池的开口，闭口化成；集气瓶及量筒的气体收集装置可以实现电池化成过程产气量的精确测定，对于电池的设计，研发，改进，电池生产过程的品质监控具有重要的意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型结构图；
图2是各实施例电池循环性能曲线图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型结构：具有封闭的电池4，化成设备1的正负极分别以化成电线2与电池4的正负极连接；具有一个内部容有水的封闭的集气瓶7；一根连接件导管6的一端与电池4的气接口3连接，另一端深入集气瓶7中，连接件导管6上设有阀门开关5；一根导管8的一端深入集气瓶7内的水中，另一端伸入一个量筒9中。
本实用新型实施方式及原理：
1)实验前测定导管8的体积V1；
2)电池4上架，打开电池注液口，将连接件导管6与电池气接口3连接，打开阀门开关5，设定电池化成程序，开始启动化成程序；
3)当电池化成到规定电压或者时间后，关闭阀门开关5，记录量筒液体体积V2；
4)电池化成完成后，记录量筒9液体体积V3，将连接件导管6从气接口3断开，关闭电池注液口,电池4下架，化成完成。
5)计算△V1＝V2-V1，△V2＝V3-V1，可知电池化成的产气情况。
实施例1
1)实验前测定导管8的体积V1为5ml；
2)将M91批次胶壳磷酸铁锂50Ah电池4上架，打开电池注液口，将连接件导管6与电池气接口3连接，打开阀门开关5，设定电池化成程序，先0.03C充电至3.1V或者充电时间超过3小时，然后0.1C恒流充至3.9V，最后恒压3.9V充电至截止电流0.01C,开始启动化成程序；
3)当电池化成到规定电压3.1V或者时间达到3小时后，关闭阀门开关5，记录量筒液体体积V2为15ml；
4)电池化成完成后，记录量筒9液体体积V3为19ml，将连接件导管6从气接口3断开，关闭电池注液口,电池4下架，化成完成；
5)计算△V1＝V2-V1＝10ml，△V2＝V3-V1＝14ml，可知电池化成成膜产气量为10ml，整个化成过程产气为14ml；
6)考察该电池的循环性能，曲线如图2所示，曲线标示为实施例1(电池循环性能曲线图表现(容量保持率/％)和(循环数/次)的关系)。
实施例2
1)实验前测定导管8的体积V1为5ml；
2)将M91批次实验胶壳磷酸铁锂50Ah电池4(改进了烘烤工艺)上架，打开电池注液口，将连接件导管6与电池气接口3连接，打开阀门开关5，设定电池化成程序，先0.03C充电至3.1V或者充电时间超过3小时，然后0.1C恒流充至3.9V，最后恒压3.9V充电至截止电流0.01C,开始启动化成程序；
3)当电池化成到规定电压3.1V或者时间达到3小时后，关闭阀门开关5，记录量筒液体体积V2为10ml；
4)电池化成完成后，记录量筒9液体体积V3为13ml，将连接件导管6从气接口3断开，关闭电池注液口,电池4下架，化成完成；
5)计算△V1＝V2-V1＝5ml，△V2＝V3-V1＝8ml，可知电池化成成膜产气量为5ml，整个化成过程产气为8ml；
6)考察该电池的循环性能，曲线如图2所示，曲线标示为实施例2。通过与实施例1的比较，发现实验烘烤工艺，电池化成成膜以及整个过程产气量下降，电池循环变好，该装置设计对电池的工艺优化起到一定的作用。
实施例3
1)实验前测定导管8的体积V1为5ml；
2)将M92批次胶壳磷酸铁锂50Ah电池4上架，打开电池注液口，将连接件导管6与电池气接口3连接，打开阀门开关5，设定电池化成程序，先0.03C充电至3.1V或者充电时间超过3小时，然后0.1C恒流充至3.9V，最后恒压3.9V充电至截止电流0.01C,开始启动化成程序；
3)当电池化成到规定电压3.1V或者时间达到3小时后，关闭阀门开关5，记录量筒液体体积V2为12ml；
4)电池化成完成后，记录量筒9液体体积V3为15ml，将连接件导管6从气接口3断开，关闭电池注液口,电池4下架，化成完成；
5)计算△V1＝V2-V1＝7ml，△V2＝V3-V1＝10ml，可知电池化成成膜产气量为7ml，整个化成过程产气为10ml；
6)考察该电池的循环性能，曲线如图2所示，曲线标示为实施例3。通过与实施例1的比较，发现M92批次电池化成成膜以及整个过程产气量下降，电池循环变好，该装置设计对电池的品质控制及监测起到一定的作用。
本专利一方面可以避免化成车间水分对电池的影响，同时又可以精确地测定硬壳电池化成过程中的产气量，对于电池的设计，研发，改进，电池生产过程的品质监控具有重要的意义。
Claims (1)
1.一种硬壳锂离子电池化成及产气量测定装置，其特征在于：具有封闭的电池，化成设备的正负极分别与电池的正负极连接；具有一个内部容有水的封闭的集气瓶；一根连接件导管的一端与电池的气接口连接，另一端深入集气瓶中，连接件导管上设有阀门开关；一根导管的一端深入集气瓶内的水中，另一端伸入一个量筒中。
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