CN216597874U - 一种软包式电池除气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软包式电池除气装置，其包含上盖板(1)、下盖板(2)、上压板(3)以及下压板(4)，其中所述上盖板(1)的下表面和所述下盖板(2)的上表面各自独立地具有上下多孔材料层(7,8)，并且上盖板(1)和下盖板(2)也各自独立地具有贯穿其上下表面的孔洞(5,6)。当本实用新型用于软包式电池除气工序时，软包式电池中的气体能有效地从电池包中排出，同时上下多孔材料层(7,8)的存在使电池包内多余的电解液能够有规律地被收集，而不会溅出并污染电池包。

Description

一种软包式电池除气装置

技术领域

本实用新型属于电池生产的领域，并特别涉及一种软包式电池除气装置。

背景技术

目前为止，锂离子软包电池通常运用到液态电解质。因此，锂离子软包电池的生产包括以下工序：阴极、阳极和隔膜的生产；将阴极、隔膜和阳极叠在一起形成裸电池，并装配在包装中；电解质的注入；电池的预封；电池的激活；电池的除气；电池封口以及初始循环测试。经过这些工序后，锂离子电池的制造才算完成。

在锂离子软包电池的制造过程中，激活电池的工序非常重要。在激活电池的工序中，电池内的电解质和阳极之间的界面处会形成钝化的固体电解质中间相(SEI)。SEI主要由电解质的分解产物形成。SEI的形成对电池至关重要，因为它可以防止电解质在随后循环的过程中进一步发生不期望的分解，并因而有助以维持电池的循环性能。

在产生SEI的同时，气态副产物的形成也会同时发生。这些气体如果不被除去将导致电池包的膨胀，而这膨胀不仅会影响电池包性能和安全性，更会使电池包体积变大而难以用于后续的装配。因此，为了防止电池包因气体的产生引致的膨胀，在锂离子软包电池的制造过程中，在装配裸电池并将其放入包装中时会同时形成具有容纳气体的气囊，并会在激活电池后进行电池除气的工序。

目前，对激活后的软包电池进行除气的装置利用压板进行按压，以将电池组件压实，同时也把电池中的气体挤到气囊中。气囊之后被刺穿，以将气体排走。刺穿气囊后，装置内进行抽气以形成真空，实现高效率地将气体由电池包挤出，并同时吸出多余的电解液。电解液会经过气囊下侧直接流走。完成按压后，装置会被破真空，被刺穿的气囊会被剪走，且电池包其后就能进行封口的工序，以继续生产锂离子软包电池的过程。

然而，在进行抽气以形成真空时，或在破真空时，电解液可能会与装置的盖板撞击，使电解液飞溅。这会使电池包的侧边、封边和封头遭到污染。同时，电解液有毒，对环境和人体都有害。因此，本实用新型要解决的问题是提供一种能够有效地除去在制造锂离子软包电池过程中产生的气体且不会造成电解液泄漏而造成电池包的污染的装置。

实用新型内容

在制造软包电池时进行电池除气的工序中，由于经过真空抽气和破真空的过程，使电池中的电解液有溅出并污染电池包本身的可能。为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型为一种软包式电池除气装置，其利用分别固定在上下盖板的多孔材料层来吸收任何在除气过程中流出的电解液。上下盖板中也具有孔洞，其中孔洞是用于让刺针通过然后刺穿气囊，然后排出气囊中的气体。本实用新型中设置上下多孔材料层和上下盖板中的孔洞，可以使软包电池在进行除气的工序中能够避免电解液溅出的情况。

本实用新型的有益效果在于：使用了本实用新型来进行除气工序时，激活过程中所产生的气体能够有效地被排出，同时不会导致电解液溅出污染电池包侧边、封边和封头，对生态环境造成不利影响。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的一个实施例的设计图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。

本实用新型为一种在制造软包式电池中，将激活后的电池包进行除气的装置。

在电池包进行激活的工序中，电池包内会产生气体。因此，在电池包被激活后，必须对电池包进行除气。

请参阅图1，其为本实用新型的一个实施例的结构示意图。如示意图中所示，本实用新型包含上盖板(1)、下盖板(2)、上压板(3)和下压板(4)。上盖板(1)和下盖板(2)各自独立地具有孔洞(5，上盖板；6，下盖板)，且上盖板(1) 的下表面和下盖板(2)的上表面分别具有上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)。

上压板(3)和下压板(4)用于固定并按压软包电池本体，并使电池包内在激活过程中产生的气体挤进电池包附有的气囊中。因此，上压板(3)和下压板(4)的材料并没有特别的限制，但该材料应该足够坚硬，以使压缩时力量都会传达到电池包表面以形成压力，而不会被上下压板(3,4)吸收。上压板(3)的下表面和下压板(4)的上表面优选是平整的，并且优选上下压板(3,4)互相平衡，因为这能够确保压板所施加在电池包的压力是平均分布的。同样地，上压板(3) 和下压板(4)的大小和形状并没有特别的限制，但为了确保压板所施加在电池包的压力是平均分布的，上压板(3)的下表面的面积优选大于或近似于软包电池本体的上表面的面积；下压板(4)的上表面的面积也优选大于或近似于软包电池本体的下表面面积。在一些实施例中，上压板(3)的下表面的表面面积大于下压板(4)的上表面的表面面积。在某些实施例中，上压板(3)的下表面的表面面积小于下压板(4)的上表面的表面面积。在其它实施例中，上压板(3)的下表面的表面面积等于或近似于下压板(4)的上表面的表面面积。

上下压板(3,4)进行按压的方式也没有特别的限制，但上下压板(3,4) 的联合使用应该能够有效地对软包电池进行按压。在一些实施例子中，上压板 (3)往下降，而下压板(4)往上升以共同达到对软包电池进行按压的效果。在某些实施例中，上压板(3)往下降，而下压板(4)不移动以共同达到对软包电池进行按压的效果。在其它实施例中，上压板(3)不移动，但下压板(4)往上升以共同达到对软包电池进行按压的效果。在一些实施例中，驱动上压板(3)和/或下压板(4)移动的机理选自由气压驱动、液压驱动、机械驱动、电动或手动或者前述混合方式驱动。在一些实施例中，当上下压板(3,4)都会移动时，上压板(3)和下压板(4)使用相同的驱动机理移动。在其它实施例中，当上下压板(3,4)都会移动时，上压板(3)和下压板(4)使用不同的驱动机理移动。

上下多孔材料层(7,8)用于吸收在软包电池被按压时流出的电解液体，并防止电解液在电池包的按压过程中溅出。用于作为上下多孔材料层的材料没有特别的限制，但该材料应具有耐腐蚀性，不会与电解液反应。在一些实施例中，上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)的材料各自独立地选自由纤维材料、棉布材料及其组合构成的群组。在一些实施例中，所述纤维材料进一步为无纺布纤维材料。在一些实施例中，上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)的材料相同。在其它实施例中，上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)的材料不同或部分不同。

上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)的形状和大小也没有特别的限制，但上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)的材料用量应该足以吸收至少一个软包电池被按压后流出的电解液量。

上盖板(1)和下盖板(2)是支撑结构层，主要为上下多孔材料层(7,8) 提供基底。因此，上盖板(1)和下盖板(2)的材料、大小和形状没有特别限制，但上下盖板(1,2)应该能够分别支撑到上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)。

在本实用新型中，上盖板(1)和下盖板(2)分别与上压板(3)和下压板(4)在结构上的关系没有特别的限制。但是，为了确保位于分别附着在上盖板 (1)的下表面和下盖板(2)的上表面的上下多孔材料层(7,8)之间的气囊能够在软包电池被按压时能够充分地充气，以便所有在电池包中的气体排放到气囊。上盖板(1)或下盖板(2)的其中一者应该与其相应的上压板(3)或下压板(4)分离。在一些实施例中，上盖板(1)和上压板(3)是分离的，并且下盖板(2)和下压板(4)也是分离的。

将上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)分别固定在上盖板(1)的下表面和下盖板(2)的上表面的方式没有特别的限制，但上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)应该分别能够牢固地固定在上盖板(1)的下表面和下盖板(2)的上表面上。在一些实施例中，将上多孔材料层(7)固定于上盖板(1)的下表面和将下多孔材料层(8)固定于下盖板(2)的上表面的方式相同。在其它实施例中，将上多孔材料层(7)固定于上盖板(1)的下表面和将下多孔材料层(8)固定于下盖板(2)的上表面的方式不同或部分不同。在某些实施例中，上多孔材料层(7)通过卡扣装置固定于上盖板(1)的下表面，和/或下多孔材料层(8)通过卡扣装置固定于下盖板(2)的上表面。在一些实施例中，上多孔材料层(7)通过粘结剂固定于上盖板(1)的下表面，和/或下多孔材料层(8)通过粘结剂固定于下盖板(2)的上表面。

当使用粘结剂将上多孔材料层(7)固定于上盖板(1)的下表面，和/或下多孔材料层(8)固定于下盖板(2)的上表面时，所使用的粘结剂并没有任何特别的限制，但所用的粘结剂应该具有良好粘结能力的同时，也不会与电解液产生反应或因与电解液接触而使其粘结能力弱化。在一些实施例中，当使用粘结剂将上多孔材料层(7)固定于上盖板(1)的下表面和将下多孔材料层(8)固定于下盖板(2)的上表面时，两者所使用的粘结剂相同。在其它实施例中，当使用粘结剂将上多孔材料层(7)固定于上盖板(1)的下表面和将下多孔材料层(8)固定于下盖板(2)的上表面时，两者所使用的粘结剂不同或部分不同。

在某些实施例中，当使用粘结剂将上多孔材料层(7)固定于上盖板 (1)的下表面，和/或下多孔材料层(8)固定于下盖板(2)的上表面时，所使用的粘结剂各自独立地选自由动物胶、蛋白胶、天然树脂、乳胶、糨糊、甲基纤维素、间苯二酚树脂、淀粉、尿素甲醛树脂、丙烯腈、氰基丙烯酸酯、丙烯酸、间苯二酚胶、环氧树脂、环氧树脂腻子、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、酚醛树脂、聚酰胺、聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、多硫化物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚乙烯醇、聚氯乙烯(PVC)、聚氯乙烯乳液(PVCE)、聚乙烯吡咯烷酮、橡胶水泥、硅树脂、硅烷改性聚合物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物及其组合构成的群组。

上盖板(1)的上盖板孔洞(5)和下盖板(2)的下盖板孔洞(6)用于让刺针穿过以刺穿气囊，让气囊中的气体排出。因此，优选上盖板(1)的上盖板孔洞 (5)贯穿其上下表面，且下盖板(2)的下盖板孔洞(6)也贯穿其上下表面。上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)的位置、数量和大小都没有特别的限制，但上下盖板的孔洞(5,6)应该能够有效地让气体排出。因此，为了确保气囊中气体能够有效地排出，优选上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)的数目都大于1。在一些实施例中，上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)各自独立地为至少3、4、5、6、7、8、9、 10、15、20、25、30、35、40个。在一些实施例中，上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)各自独立地为5至50个、5至40个、5至30个、5至20个、5至10 个、10至40个、10至30个、10至20个。

在一些实施例中，上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)相互对应。在其它实施例中，上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)并不对应，或只在某些位置对应。在一些实施例中，上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)的数量是相同的。在其它实施例中，上盖板孔洞(5)和下盖板孔洞(6)的数量不同。在某些实施例中，上盖板孔洞(5)线性分布于上盖板(1)的表面，和/或下盖板孔洞(6)线性分布于下盖板(2)的表面。在其它实施例中，上盖板孔洞(5)在上盖板(1)的表面的分布和/或下盖板孔洞(6)在下盖板(2)的表面的分布不是线形的，或没有规律。

本实用新型用于将激活后的电池包进行除气。本实用新型的一个实施例的使用方式如下：

首先将软包电池本体(a)放在上压板(3)和下压板(4)之间，且电池包 (a)附有的气囊(b)置于上盖板(1)和下盖板(2)之间，其中上盖板(1)的下表面和下盖板(2)的上表面各自独立地具有上下多孔材料层(7,8)。电池包(a)放置好后，使用上压板(3)和下压板(4)对电池包本体(a)按压，使电池包(a)内组件压实，并同时将电池包(a)内在激活过程中产生的气体挤到气囊(b)中。在保持对电池包本体(a)进行按压的情况下，气囊(b)被刺穿，以释放气囊(b)内的气体。之后，对本实用新型的装置内部进行抽气以形成真空。真空条件确保电池包(a)内剩余气体被排出，同时去除电池包(a)内多余的电解液。此时，电解液会被上下多孔材料层(7,8)吸收，使得电解液不会飞溅。之后，可以破真空，并将除气后的电池包(a)移出。除气后的电池包(a)可以进行封口的工序，及其它制造工序。使用过几次后，可以将吸收有电解液的上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)更换。因此，这些电解液能够轻易地被收集，并循环再用或作另行处置。

请参阅图2，其为本实用新型的一个优选实施例的设计图。图中可清楚看到被激活后的附有气囊的软包式电池、上压板、下压板、上盖板、下盖板、粘附于上盖板下表面的上多孔材料层、粘附于下盖板上表面的下多孔材料层。

由以上陈述和附图说明可见，本实用新型能够成功地进行软包式电池的制造中激活后的电池包进行除气工序。更重要的是，本实用新型相比现有技术来说由于不会导致电池包内的电解液溅出，使电池包除气的工序中产生对人体、环境和安全上的风险有所降低，同时电池包被电解液污染的情况也得到避免。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (11)

1.一种软包式电池除气装置，其包含上盖板(1)、下盖板(2)、上压板(3)以及下压板(4)，其中所述上盖板(1)的下表面和所述下盖板(2)的上表面分别具有上多孔材料层(7)和下多孔材料层(8)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述上盖板(1)的表面具有上盖板孔洞(5)。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述下盖板(2)的表面具有下盖板孔洞(6)。

4.根据权利要求2所述的装置，其中在所述上盖板(1)表面的上盖板孔洞(5)贯穿其上下表面。

5.根据权利要求3所述的装置，其中在所述下盖板(2)表面的下盖板孔洞(6)贯穿其上下表面。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述上盖板孔洞(5)和所述下盖板孔洞(6)相互对应。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述上盖板孔洞(5)和所述下盖板孔洞(6)的数量是相同的。

8.根据权利要求4所述的装置，其中所述上盖板孔洞(5)的数量和所述下盖板孔洞(6)的数量大于1，并且所述上盖板孔洞(5)线性分布于上盖板(1)的表面，所述下盖板孔洞(6)线性分布于下盖板(2)的表面。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述上多孔材料层(7)是通过粘结剂固定于所述上盖板(1)的下表面和/或所述下多孔材料层(8)是通过粘结剂固定于所述下盖板(2)的上表面。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述上多孔材料层(7)是通过卡扣装置固定于所述上盖板(1)的下表面和/或所述下多孔材料层(8)是通过卡扣装置固定于所述下盖板(2)的上表面。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述上盖板(1)和所述上压板(3)是分离的，并且其中所述下盖板(2)和所述下压板(4)是分离的。

Images