專利名稱：電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池或電容的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法。
背景技術(shù)：
人類進(jìn)入了低碳環(huán)保的新時代，新能源產(chǎn)業(yè)是低碳經(jīng)濟(jì)的核心組成部分，而儲能電池和電容又是新能源裝置的重要元器件。電池或電容的電量、功率等性能和質(zhì)量，直接影響著電動汽車等新能源裝置的性能，而決定電池或電容性能的關(guān)鍵因素之一就是它們的制備、存儲、使用及修復(fù)的工藝方法。目前，常規(guī)的硬殼體鋰離子電池的制備工藝制成的極片和隔離膜以一定方式進(jìn)行卷繞或者疊合，裝入其腔體中，注入電解液，再用棉絮、橡膠、膠帶等材料把注液孔堵??； 靜置一段時間后，與化成柜連接，進(jìn)行電池活化；再次靜置一段時間后，進(jìn)行一次性密封。上述工藝方法的缺點(diǎn)用棉絮、橡膠、膠帶等材料密閉注液孔，在化成過程中，很難實(shí)現(xiàn)電池腔體內(nèi)部的物質(zhì)與電池外部環(huán)境中的空氣等物質(zhì)的徹底隔離，會與外界的空氣接觸，電池腔體內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，已經(jīng)不只是人們理想的電池活性物質(zhì)間的氧化還原反應(yīng)，與之相伴的電極活性物質(zhì)、電解液等與空氣中各組分物質(zhì)的各種各樣的副反應(yīng)也在進(jìn)行，各種反應(yīng)物及生成物將毒化電池，使電池的性能惡化。目前，一般的電池或電容不能進(jìn)行再次或多次修復(fù)，一旦電池在使用過程中發(fā)生故障，只能報廢處理。目前，電池或電容在出廠時，已經(jīng)灌注了電解液，進(jìn)行了活化。這樣，對于一些電池和電容的運(yùn)輸和存儲，往往存在危險隱患和性能衰減問題。例如，由于鋰離子電池存在安全隱患，在航空運(yùn)輸中制定了嚴(yán)格的規(guī)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述缺點(diǎn)，提供一種電池或電容在負(fù)壓狀態(tài)下制備、存儲、使用及修復(fù)的方法。電池或電容在設(shè)定的外部環(huán)境條件中密閉連接其外聯(lián)式裝置，電池或電容腔體內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)下其外聯(lián)式裝置的規(guī)定作業(yè)，能及時有效地排除電池或電容腔體內(nèi)部的多余物質(zhì)，防止由于電池或電容腔體內(nèi)部物質(zhì)與空氣接觸，產(chǎn)生副反應(yīng)；電池或電容腔體內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)下其外聯(lián)式裝置的規(guī)定作業(yè)，能迅速有效地往電池或電容腔體內(nèi)部注入液體、氣體或添加劑；電池或電容在其腔體內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行作業(yè)或工作，電池或電容內(nèi)部的電極界面穩(wěn)定，從而保證和提升電池或電容的性能和質(zhì)量；本發(fā)明，尤其能解決電池或電容的長期存儲而產(chǎn)生的性能衰減問題，從而使電池或電容的使用壽命等性能得以保證和大幅度的提高。本發(fā)明是通過采用下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所述的電池或電容的外聯(lián)式裝置的組成構(gòu)造，如圖1、圖2、圖3所示，一個通道7，該通道可以是直通道、三通道或多通道，其通道7的一個端口與電池或電容腔體1密閉連接，其通道7的另外端口分別各自配置閥門，其中一個閥門8連接負(fù)壓管9，負(fù)壓管9的適當(dāng)位置設(shè)置真空表11 ；其它閥門連接管道 10，管道10的適當(dāng)位置設(shè)置適當(dāng)?shù)挠嬃績x表12，構(gòu)成電池或電容的外聯(lián)式裝置。本發(fā)明所述的電池負(fù)壓制備工藝將待注電解液的電池腔體1與其外聯(lián)式裝置的通道7連接，確認(rèn)整個系統(tǒng)的連接密封無泄漏后，開啟與負(fù)壓管9相接的閥門8，抽負(fù)壓，除掉電池腔體1內(nèi)部的氣體，使其內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)，關(guān)閉該閥門8 ；開啟與電解液管路相接的閥門6，按照設(shè)定量注入電解液，關(guān)閉該閥門6 ；在30°C ^llO0C (最好是35°C 85°C)溫度的環(huán)境下，將電池靜置214個小時；在IO0C ^llO0C (最好是25°C 80°C )溫度的環(huán)境下， 將已經(jīng)靜置一段時間后的電池連接化成柜，啟動化成柜電源，開始電池的化成作業(yè)；在電池激活的充放電過程中，電池或電容腔體的內(nèi)部產(chǎn)生氣體，開啟與負(fù)壓管9相接的閥門8，將產(chǎn)生的氣體抽走，使電池或電容腔體1內(nèi)部恢復(fù)負(fù)壓狀態(tài)，關(guān)閉該閥門8;在此過程中，也可以通過閥門實(shí)現(xiàn)對電池或電容內(nèi)部產(chǎn)生氣體的取樣及加入添加劑；激活作業(yè)結(jié)束后，將電池從化成柜取下，在30°C 110°C溫度的環(huán)境下，靜置0. 5^168小時，同樣每隔一定的時間抽負(fù)壓一次，確保電池腔體內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)。如圖4所示，在電池或電容腔體1內(nèi)部處于負(fù)壓狀況下，將帶有外聯(lián)式裝置的電池或電容送入其環(huán)境控制系統(tǒng)2中，按照設(shè)定的操作規(guī)程，拆卸其外聯(lián)式裝置，安裝電池或電容的安全密閉體，保證電池或電容內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)，從而完成了電池或電容的負(fù)壓制備工藝。本發(fā)明的功效在于電池或電容在設(shè)定的環(huán)境中，其內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)下密閉連接其外聯(lián)式裝置的規(guī)定操作，能隔絕外界環(huán)境的影響，尤其是能排除空氣進(jìn)入電池或電容腔體內(nèi)部，避免空氣與電池或電容腔體內(nèi)部材料的接觸，從而帶來各種各樣復(fù)雜的副反應(yīng)的發(fā)生，毒化電池或電容；電池或電容在設(shè)定的環(huán)境中，其內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)下密閉連接其外聯(lián)式裝置的規(guī)定操作，有利于電池或電容腔體內(nèi)部的物質(zhì)擴(kuò)散，產(chǎn)生的氣體能快速地由電池或電容內(nèi)部通過負(fù)壓管路抽走；電池或電容在設(shè)定的環(huán)境中，其內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)下密閉連接其外聯(lián)式裝置的規(guī)定操作，可以通過閥門實(shí)現(xiàn)對電池或電容內(nèi)部產(chǎn)生氣體的取樣及加入添加劑；電池或電容在設(shè)定的環(huán)境中，其內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)下密閉連接其外聯(lián)式裝置的規(guī)定操作，可以實(shí)現(xiàn)對投入使用的電池或電容的多次修復(fù)及研究，如采樣、分析和跟蹤的研究。本發(fā)明在設(shè)定的環(huán)境中，電池或電容腔體內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)下的一系列規(guī)定作業(yè)，能及時有效地排除電池或電容腔體內(nèi)部的多余物質(zhì)，防止由于電池或電容腔體內(nèi)部物質(zhì)與空氣接觸，產(chǎn)生副反應(yīng)，注入液體、氣體或添加劑，使電池或電容電極的界面更加穩(wěn)定， 從而保證和提升電池或電容的性能和質(zhì)量。電池或電容成品的內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)投入使用， 能夠確保電池或電容電極界面的穩(wěn)定，能夠確保電池或電容性能的穩(wěn)定，有利于提升電池或電容性能，具有動態(tài)的高電量，動態(tài)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的電池或電容三通道外聯(lián)式裝置與電池或電容腔體主體連接的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的電池或電容多通道外聯(lián)式裝置與電池或電容腔體主體連接的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的電池或電容單通道外聯(lián)式裝置與電池或電容腔體主體連接的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的連接有外聯(lián)式裝置的電池或電容置于其環(huán)境控制系統(tǒng)的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、腔體，2、環(huán)境控制系統(tǒng)，6、進(jìn)料或取樣閥門，7、通道，8、負(fù)壓閥門，9、負(fù)壓管，10、管道，11、真空表，12、計量儀表。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的方法和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1 應(yīng)用于新能源汽車的鋰離子動力電池的制備。實(shí)施例1是通過采用下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的如圖1所示，電池腔體1的一處安裝一只三通道7，三通道7上端各配置一個閥門。其中一個閥門8的一處連接負(fù)壓管9，負(fù)壓管 9的適當(dāng)位置設(shè)有真空表11 ；另外一個閥門6的一處連接管道10，管道10的適當(dāng)位置設(shè)有計量儀表12。將待注入電解液的電池腔體1的一處與其外聯(lián)式裝置的三通道7連接，確認(rèn)整個系統(tǒng)連接的密閉無泄漏后，開啟閥門8接通負(fù)壓管9抽掉電池腔體1內(nèi)部的氣體，使其內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)，開啟閥門6接管道10，按照設(shè)定量注入電解液，關(guān)閉閥門8 ；在85°C溫度的環(huán)境下，將電池靜置12個小時；在25°C溫度的環(huán)境下，將已經(jīng)陳化后的電池連接化成柜， 啟動化成柜電源，開始電池的化成工序；對電池進(jìn)行小電流恒流充電，使其內(nèi)部進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電流為0. 05C 0. 2C，充電時間為1 15個小時；之后，再以大電流恒流充電，電流為0. 8C 2C，充電至電池或電容電壓2. OV 6V時，即停止恒流充電；再轉(zhuǎn)恒壓充電，待充電電流下降至0. OlC時，停止充電；在電池化成的過程中，電池或電容的內(nèi)部產(chǎn)生氣體，開啟閥門8接通負(fù)壓管9，將產(chǎn)生的氣體抽走，使電池腔體1內(nèi)部一直處于負(fù)壓狀態(tài)；在電池化成的過程中，不斷開啟閥門8接通負(fù)壓管9抽負(fù)壓，確保電池化成過程中產(chǎn)生的氣體及時抽走，保持電池腔體內(nèi)部呈負(fù)壓狀態(tài)；在此過程中，也可以通過閥門6實(shí)現(xiàn)對電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體的取樣及加入添加劑；電池化成結(jié)束后，將帶有外聯(lián)式裝置的電池從化成柜卸下，放入 70°C溫度的環(huán)境中陳化48小時，每隔一定的時間開啟閥門8接通負(fù)壓管9，抽負(fù)壓一次，確保電池或電容腔體內(nèi)部物質(zhì)呈負(fù)壓狀態(tài)。如圖4所示，在電池腔體1內(nèi)部處于負(fù)壓、其外聯(lián)式裝置的閥門處于關(guān)閉的狀況下，將電池送入電池環(huán)境控制系統(tǒng)2中，按照設(shè)定的操作規(guī)程，拆卸其外聯(lián)式裝置，安裝電池的安全密閉體，保證電池內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)，從而完成了鋰離子動力電池的負(fù)壓制備工藝。實(shí)施例2 應(yīng)用于新能源汽車的鋰離子動力電池的修復(fù)。實(shí)施例2是通過采用下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的上述實(shí)施例1制造的鋰離子動力電池，投入新能源汽車的使用過程中，個別電池出現(xiàn)性能衰退、惡化等現(xiàn)象。我們可以將該電池從新能源汽車上取下。如圖1、圖4所示，按照設(shè)定的操作規(guī)程，把該電池連接其外聯(lián)式裝置，對其內(nèi)部進(jìn)行采樣、分析和跟蹤研究和修復(fù)，使其恢復(fù)良好性能，再次投入使用。實(shí)施例3 電池或電容的制備。實(shí)施例3是通過采用下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的如圖2所示，其外聯(lián)式裝置的通道7，為多通道，把它與電池或電容腔體1 一處連接，多通道7的其它端口均各與一個閥門連接，其一閥門8與負(fù)壓管9連接，其余閥門均各與一個管道連接。這樣，通道7通過閥門分別與真空泵、電解液、氬氣、添加劑等的管路連接，可以隨意地從電池或電容腔體1抽取和向電池或電容腔體1注入液體和氣體。實(shí)施例4 應(yīng)用于未加注電解液的電池或電容的負(fù)壓存儲。實(shí)施例4是通過采用下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的如圖3所示，電池或電容的外聯(lián)式裝置的通道7，為直通道，把其一端與電池或電容腔體1連接，直通道7的另一端口與一個閥門 8連接，閥門8通過負(fù)壓道9連接真空泵系統(tǒng)管路，可以隨時地從電池或電容腔體內(nèi)部抽負(fù)壓。這樣的未加注電解液的電池或電容，可以是其腔體1內(nèi)部完全真空狀態(tài)，也可以是其腔體1內(nèi)部部分填充保護(hù)性氣體而非完全真空狀態(tài)，以便于長期存儲。本應(yīng)用實(shí)例，特別適于未灌注電解液的電池或電容在制造工廠以外的場所，例如，在使用場所就地進(jìn)行灌注電解液，加以激活，以避免電池或電容在運(yùn)輸和存儲中的性能衰退、爆炸危險性和不方便性。以上所述，僅為本發(fā)明的部分實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，其特征在于電池或電容的腔體內(nèi)部或者外部，始終或者部分時間處于負(fù)壓狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對電池或電容的制備、存儲、使用或者修復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，其特征在于其負(fù)壓的范疇，不僅限于電池或電容的腔體內(nèi)部的氣壓數(shù)值低于電池或電容外部周圍的環(huán)境氣壓，也可以是電池或電容的腔體外部環(huán)境氣壓低于電池或電容的腔體內(nèi)部的氣壓，真空為負(fù)壓中的特例。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，其特征在于在電池或電容腔體的一處以至多處安裝由管道、閥門、計量儀表等組件構(gòu)成的電池或電容的外聯(lián)式裝置，通過有序地操作其中閥門，以實(shí)現(xiàn)對電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的目的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，其特征在于將電池或電容及其外聯(lián)式裝置置于其環(huán)境控制系統(tǒng)之中，對其進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)對電池或電容的負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的目的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，其特征在于其環(huán)境控制系統(tǒng)，能夠抽負(fù)壓，以至環(huán)境控制系統(tǒng)內(nèi)部處于完全真空，也可以給入惰性氣體、氮?dú)獾绕渌鼩怏w，以實(shí)現(xiàn)其在特定的氣氛中作業(yè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，其特征在于電池或電容處于其腔體內(nèi)部氣壓低于環(huán)境氣壓的負(fù)壓狀態(tài)下使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，其特征在于未灌注電解液的電池或電容在制造工廠以外的場所，進(jìn)行灌注電解液，加以激活，并投入使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的未灌注電解液的電池或電容，其特征在于所述的未灌注電解液的電池或電容腔體實(shí)現(xiàn)密閉，其腔體內(nèi)部呈現(xiàn)負(fù)壓的狀態(tài)，以至其腔體內(nèi)部處于完全真空的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明的電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的方法，是采用下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在電池或電容腔體的一處以至多處安裝由管道、閥門、計量儀表等組件構(gòu)成的電池或電容的外聯(lián)式裝置，通過操作其中閥門，以實(shí)現(xiàn)對電池或電容負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的目的；將電池或電容及其外聯(lián)式裝置置于其環(huán)境控制系統(tǒng)之中，對其進(jìn)行操作，以實(shí)現(xiàn)對電池或電容的負(fù)壓制備、存儲、使用及修復(fù)的目的；電池或電容在其腔體內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)下使用。本發(fā)明，特別適于未灌注電解液的電池或電容在制造工廠以外的場所，例如在使用場所，就地進(jìn)行灌注電解液，加以激活，以避免電池或電容在運(yùn)輸和存儲中的性能衰退、爆炸危險性和不方便性。
文檔編號H01G9/00GK102255104SQ20111013358
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者張力, 張柏秦 申請人:廣州捷力新能源科技有限公司