CN207398280U - 可重复利用的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的可重复利用的锂离子电池，在电池盖板上设内凹式的注液口、注液口底部设有注液孔；注液孔外围设有多层台阶式凹槽，其中最内层台阶形成的凹槽外径大于注液孔外径；每个台阶上分别设有与之配合焊接使用的密封片，用于多次利用时的替换，从而实现多次重复利用注电解液后的密封作用。与现有技术相比，具有以下优点：一方面改进的结构简单，无需高成本的改进模具以及高要求工艺改进，对工作环境要求低，节能降耗，设备成本低；另一方面实现了锂离子电池至少三次以上的重复利用，保证进行二次利用注液时的有效密封，再密封操作可行性强，避免原焊接处的重复焊接带来的密封不良弊端；延长二次电池寿命45％以上；三次电池寿命35％以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池领域，尤其是一种可重复利用的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池在使用过程中，电池的容量和功率逐渐衰减，较大程度上归因于电池内部发生副反应，电解液进行了消耗。有研究表明通过提高电解液注液量可以改善锂离子电池循环性能，随着锂离子电池电解液注液量的增加，循环性能得到明显的改善，从而能够提高电池的使用寿命。目前有通过各种方法实现对锂离子电池的电解液进行重复注液的研究，但是都存在一系列的问题。
中国专利CN106450543 A一种动力锂离子电池回收利用的方法，将使用过的电池放电到相对应的最低标准电压；把电池注液口打开，注入六氟磷酸锂电解液；待电解液完全浸润后，用预定电流充电化成；最后进行封口、分容。这样制作后的锂离子电池，常温25℃下测试，初始容量比回收前电池的容量提升10％以上，实现了锂离子电池重新阶梯式使用，但是对如何实现注液口的重复打开和再次密封具体采用何种有效的方式未做阐述，是否会存在更大的工作量不得而知。
中国专利CN203644886U可重复密封的锂离子电池，公开了的密封组件由支撑板、弹簧以及密封锥组成，在密封锥的上方具有一个厚度较小的焊接层(即PIN)，重复使用时刮去。该设计结构较为复杂，且没有解决在注液后重新进行封装时焊接层的重复焊接问题。
实际上在多次重复注液后的密封片的焊接密封存在一定的难度，原有的焊接位置通常会留下一定的焊接痕迹，无法进行新的密封片有效无缝的焊接，从而对重复注液产生很大的实际操作难度。
实用新型内容
实用新型目的：为了解决现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种解决多次注液重复利用的密封片焊接问题，提高利用可靠性的一种可重复利用的锂离子电池。
技术方案：为达到上述目的，本实用新型可采用如下技术方案：可重复利用的锂离子电池，包括电池壳本体和固定于电池壳本体上的电池盖板，所述电池盖板上设有内凹式的注液口、所述注液口底部中心位置设有注液孔；所述注液孔通过胶钉进行密封；所述注液孔外围设有N层台阶式凹槽，N为3-5；从内到外依次形成第一台阶、第二台阶、第三台阶，依次类推至第N-1台阶、第N台阶；所述第一台阶形成的凹槽外径大于所述注液孔的外径；
所述第一台阶上设有第一密封片；所述第一密封片通过外边缘固定连接于第一台阶上；
为提高操作便捷程度，降低生产模具成本，所述N层台阶式凹槽的横截面为圆形或正多边形。
为提高凹槽的精度和强度，所述N层台阶式凹槽采用冲压工艺制备形成。
作为本发明的进一步改进，可重复利用的锂离子电池，还包括第二密封片、第三密封片、依次类推至第N-1密封片、第N密封片；所述第二密封片、第三密封片、依次类推至第N-1密封片、第N密封片的使用状态为：选其一进行所述第一密封片的替换使用；
所述第二密封片的使用状态是通过外边缘固定连接于所述第二台阶上；
所述第三密封片的使用状态是通过外边缘固定连接于所述第三台阶上；
依次类推至第N-1密封片的使用状态是通过外边缘固定连接于所述第N-1台阶上；
所述第N密封片的第一使用状态是通过外边缘固定连接于所述第N台阶上；
所述第N密封片的第二使用状态是通过外边缘固定连接于所述电池盖板上。
为了提高第N密封片的密封稳固性能，所述第N密封片的第二使用状态中，所述第N密封片下表面设有与第N台阶所形成凹槽相配合的定位凸起。
为了提高密封性能，所述第一密封片、第二密封片、依次类推至第N-1密封片、第N密封片采用焊接工艺进行固定。
更进一步的，所述焊接工艺为激光焊接工艺。
整体考虑注液口多层结构形成的厚度与整个电池盖板厚度的平衡性，所述第一密封片、第二密封片、依次类推至第N-1密封片、第N密封片的厚度为0.2-1.2mm。
更为优选的，所述多所述第一密封片、第二密封片、依次类推至第N-1密封片、第N密封片的材质为铝合金。
有益效果：本实用新型所公开的可重复利用的锂离子电池，具有以下优点：一方面改进的结构简单，无需高成本的改进模具以及高要求工艺改进，对工作环境要求低，节能降耗，设备成本低；另一方面实现了锂离子电池至少三次以上的重复利用，保证进行二次利用注液时的有效密封，再密封操作可行性强，避免原焊接处的重复焊接带来的密封不良弊端；延长二次电池寿命45％以上；三次电池寿命35％以上。
附图说明
图1是本实用新型实施例1可重复利用的锂离子电池的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1可重复利用的锂离子电池的电池盖板俯视结构示意图；
图3是本实用新型实施例1注液口放大结构主视示意图；
图4是本实用新型实施例1进行第二次注液后注液口密封后放大结构主视示意图；
图5是本实用新型实施例1进行第三次注液后注液口密封后放大结构主视示意图；
图6是本实用新型实施例2进行第三次注液后注液口密封后放大结构主视示意图；
图7是本实用新型实施例1二次注液、三次注液重复利用后的电池循环曲线与容量保持率的关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
请参阅图1-图3，本实用新型公开了一种可重复利用的锂离子电池，包括电池壳本体1和固定于电池壳本体上的电池盖板2，所述电池盖板2上设有内凹式的注液口21、所述注液口21底部中心位置设有注液孔211；所述注液孔211通过胶钉212进行密封。
所述注液孔211外围设有3层台阶式凹槽；为提高操作便捷程度，降低生产模具成本3层台阶式凹槽的横截面为圆形；且采用冲压工艺制备形成；所述台阶式凹槽从内到外依次形成第一台阶213、第二台阶214、第三台阶215；所述第一台阶213形成的凹槽外径大于所述注液孔211的外径；
所述第一台阶213上设有第一密封片2131；用于第一次对电池进行电解液的注液后的密封性能的加强，所述第一密封片2131通过外边缘激光焊接于第一台阶213上；请参照图3所示。
作为本发明的进一步改进，可重复利用的锂离子电池，还包括第二密封片2141、第三密封片2151；所述第二密封片2141、第三密封片2151分别用于锂离子电池进行二次利用以及三次利用时注满电解液后对于所述第一密封片2131的替代使用；重新加强对注液孔211的密封性能。
整体考虑注液口多层结构形成的厚度与整个电池盖板厚度的平衡性，所述第一密封片2131、第二密封片2141、第三密封片2151的厚度为0.2-1.2mm，材质为铝合金。
二次利用的具体工作步骤：
请参阅图4，为锂离子电池进行第二次利用注液后密封完毕的使用状态示意图，具体工作步骤为：30Ah电池1C/1C循环1800次后容量衰减至85％；用0.5C电流放电至3.0V，在干燥房中用刀具打开第一密封片2131，取下胶钉212，进行二次注液，注入10-60g六氟磷酸锂电解液，25℃浸润24h，重新塞上新的胶钉212，0.05C～0.2C充电化成至3.6V，激光焊接第二密封片2141，通过外边缘激光焊接于所述第二台阶214上；形成二次电池，测试二次电池循环性能；容量回升至原容量的93％，700次循环容量衰减至85％，具体可参见图6重复注液后的电池循环曲线示意图。
三次利用的具体工作步骤：
请参阅图5，为锂离子电池进行第三次利用注液后密封完毕的使用状态示意图，具体工作步骤为：将循环后的二次电池用0.5C电流放电至3.0V，在干燥房中用刀具打开第二密封片2141，取下胶钉212，进行三次注液，注入10-60g六氟磷酸锂电解液，25℃浸润24h，重新塞上新的胶钉212，0.05C～0.2C充电化成至3.6V，通过激光焊接第三密封片2151，所述第三密封片2151通过外边缘激光焊接于第三台阶215上；形成三次电池；测试三次电池循环性能，容量回升至原容量的91％，500次循环容量衰减至85％。具体可参见图6重复注液后的电池循环曲线示意图。
实施例2：
实施方式与实施例1基本相同，其中第三次利用的具体工作步骤不同，具体如下：
请参阅图6，为锂离子电池进行第三次利用注液后密封完毕的使用状态示意图，具体工作步骤为：将循环后的二次电池用0.5C电流放电至3.0V，在干燥房中用刀具打开第二密封片2141，取下胶钉212，进行三次注液，注入10-60g六氟磷酸锂电解液，25℃浸润24h，重新塞上新的胶钉212，0.05C～0.2C充电化成至3.6V，通过激光焊接第三密封片2151，所述第三密封片2151下表面设有与第三台阶215所形成凹槽相配合的定位凸起2152，所述第三密封片2151外边缘直接焊接于电池盖板2上；焊接点分别落于注液口21外围的电池盖板2上；形成三次电池；测试三次电池循环性能，容量回升至原容量的91％，500次循环容量衰减至85％。
本设计能进一步加强最外层密封片的密封性能。
Claims (9)
1.可重复利用的锂离子电池，包括电池壳本体(1)和固定于电池壳本体上的电池盖板(2)，其特征在于所述电池盖板(2)上设有内凹式的注液口(21)、所述注液口(21)底部中心位置设有注液孔(211)；所述注液孔(211)通过胶钉(212)进行密封；所述注液孔(211)外围设有N层台阶式凹槽，N为3-5；从内到外依次形成第一台阶(213)、第二台阶(214)、第三台阶(215)，依次类推至第N-1台阶、第N台阶；所述第一台阶(213)形成的凹槽外径大于所述注液孔(211)的外径；
所述第一台阶(213)上设有第一密封片(2131)；所述第一密封片(2131)通过外边缘固定连接于第一台阶(213)上。
2.根据权利要求1所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于：所述N层台阶式凹槽的横截面为圆形或正多边形。
3.根据权利要求1所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于：所述N层台阶式凹槽采用冲压工艺制备形成。
4.根据权利要求1所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于还包括第二密封片(2141)、第三密封片(2151)、依次类推至第N-1密封片、第N密封片；所述第二密封片(2141)、第三密封片(2151)、依次类推至第N-1密封片、第N密封片的使用状态为：选其一进行所述第一密封片(2131)的替换使用；
所述第二密封片(2141)的使用状态是通过外边缘固定连接于所述第二台阶(214)上；
所述第三密封片(2151)的使用状态是通过外边缘固定连接于所述第三台阶(215)上；
依次类推至第N-1密封片的使用状态是通过外边缘固定连接于所述第N-1台阶上；
所述第N密封片的第一使用状态是通过外边缘固定连接于所述第N台阶上；
所述第N密封片的第二使用状态是通过外边缘固定连接于所述电池盖板(2)上。
5.根据权利要求4所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于：所述第N密封片的第二使用状态中，所述第N密封片下表面设有与第N台阶所形成凹槽相配合的定位凸起(2152)。
6.根据权利要求4所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于：所述第一密封片(2131)、第二密封片(2141)、依次类推至第N-1密封片、第N密封片采用焊接工艺进行固定。
7.根据权利要求6所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于：所述焊接工艺为激光焊接工艺。
8.根据权利要求4所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于：所述第一密封片(2131)、第二密封片(2141)、依次类推至第N-1密封片、第N密封片的厚度为0.2-1.2mm。
9.根据权利要求4所述的可重复利用的锂离子电池，其特征在于：所述第一密封片(2131)、第二密封片(2141)、依次类推至第N-1密封片、第N密封片的材质为铝合金。
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| CN201721536742.1U CN207398280U (zh) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | 可重复利用的锂离子电池 |
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| CN (1) | CN207398280U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108735965A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-02 | 力信（江苏）能源科技有限责任公司 | 一种锂电池盖板用补液结构及其补液方法、锂电池盖板 |
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2017
- 2017-11-17 CN CN201721536742.1U patent/CN207398280U/zh active Active
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| CN108735965A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-02 | 力信（江苏）能源科技有限责任公司 | 一种锂电池盖板用补液结构及其补液方法、锂电池盖板 |
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