本發(fā)明涉及到鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到鋰電池注液孔密閉排氣裝置及鋰電池電芯生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前鋰離子電池主要采用的是C體系，在第一次充電時(shí)會(huì)與電解液反應(yīng)，形成SEI(solid electrolyte interface)膜。負(fù)極表面的SEI膜可以認(rèn)為是電極材料和電解液在充放電過程中的反應(yīng)產(chǎn)物。SEI膜在電池充放電循環(huán)中起著非常重要的作用。

不同的負(fù)極材料形成的SEI膜會(huì)有一定的差別，但SEI膜大致包括碳酸鋰，烷基酯鋰，氫氧化鋰等，也包括鹽的分解產(chǎn)物，或其他聚合物。在此過程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的氣體。產(chǎn)生的氣體會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生極大的影響，需要在生產(chǎn)過程中排出?，F(xiàn)有的排氣方法有：

1、在低露點(diǎn)(-40℃)環(huán)境(這里是指低濕度，化成過程本來就有常溫和高溫化成的方式。濕度表達(dá)有兩種：a.露點(diǎn)溫度，單位為℃；b.相對(duì)濕度，單位％，此處用的為露點(diǎn)溫度。)中，通過敞開注液孔的方式，使化成過程中產(chǎn)生的氣體自由從電池內(nèi)部排出。

2、通過膠釘?shù)确绞胶?jiǎn)單密封注液孔，然后在普通環(huán)境中進(jìn)行化成，待化成結(jié)束后再轉(zhuǎn)入低露點(diǎn)(-40℃)環(huán)境中，通過抽真空的方式將化成過程中產(chǎn)生的氣體從電池內(nèi)部抽出。

為了獲得好的SEI膜，化成的電流通常較小，致使整個(gè)化成過程會(huì)持續(xù)較長時(shí)間。若采用方法1，則電池需要在低溫下維持較長時(shí)間，致使該過程耗能較多，增加了電池的生產(chǎn)成本。

而采用方法2會(huì)產(chǎn)生以下問題：在化成過程中產(chǎn)氣不能及時(shí)排出，在電芯內(nèi)部產(chǎn)生積壓；當(dāng)積壓較多時(shí)，會(huì)將密封釘沖開，造成電芯被環(huán)境污染而報(bào)廢；而且還需要在低溫真空下完成排氣過程，增加了生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的為提供一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置及鋰電池電芯生產(chǎn)方法，能實(shí)現(xiàn)鋰電池在非低露點(diǎn)條件下化成過程中直接排氣，降低了鋰電池的生產(chǎn)成本。

本發(fā)明一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置，包括密閉主體、密封件、彈性元件、固定件及密封圈；

所述密閉主體為兩端開口的中空腔體，腔體一端逐漸向內(nèi)收縮形成通孔，所述腔體的收縮端和所述密封圈搭配，與鋰電池的注液孔連接；

在腔體收縮部分的內(nèi)部嵌入所述密封件，所述密封件在腔體內(nèi)部可移動(dòng)，所述密封件的形狀與腔體收縮部分的內(nèi)部適配；

所述腔體另一端連接所述固定件；

所述彈性元件一端與所述固定件連接，另一端與密封件連接，所述彈性元件擠壓所述密封件封住所述通孔。

優(yōu)選地，所述固定件與所述密閉主體的連接方式為螺紋連接。

優(yōu)選地，所述固定件的中部有一排氣孔。

優(yōu)選地，所述排氣孔呈六角形。

優(yōu)選地，所述彈性元件為彈簧。

優(yōu)選地，所述密封件與所述彈性元件連接一側(cè)設(shè)置有第一凹槽，用于固定所述彈性元件的位置。

優(yōu)選地，所述固定件與所述彈性元件連接一側(cè)設(shè)置有第二凹槽，用于固定所述彈性元件的位置。

優(yōu)選地，所述第一凹槽中部設(shè)置有第三凹槽。

優(yōu)選地，所述密閉主體、固定件、密封件均由抗腐蝕材料制成。

本發(fā)明還提出了一種鋰電池電芯生產(chǎn)方法，在化成步驟中采用上述任意一項(xiàng)的鋰電池注液孔密閉排氣裝置對(duì)注液孔進(jìn)行密封。

本發(fā)明提供了一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置及鋰電池電芯生產(chǎn)方法，能實(shí)現(xiàn)鋰電池在非低露點(diǎn)條件下化成過程中直接排氣，降低了鋰電池的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置一實(shí)施例的裝配示意圖；

圖2為本發(fā)明一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置一實(shí)施例與鋰電池搭配的示意圖；

圖3為本發(fā)明一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置一實(shí)施例處于密閉時(shí)的使用狀態(tài)圖；

圖4為本發(fā)明一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置一實(shí)施例處于排氣時(shí)的使用狀態(tài)圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例提出一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置，包括密閉主體4、密封件3、彈性元件2、固定件1及密封圈5；

所述密閉主體4為中空腔體，腔體一端逐漸收縮，收縮端為通孔，所述收縮端和所述密封圈5搭配，與鋰電池的注液孔連接；

在腔體收縮部分的內(nèi)部嵌入所述密封件3，所述密封件3在腔體內(nèi)部可移動(dòng)，所述密封件3的形狀與腔體收縮部分的內(nèi)部適配；

所述腔體另一端連接所述固定件1；

所述彈性元件2一端與所述固定件1連接，另一端與密封件3連接，所述彈性元件2與所述固定件1搭配，封住所述通孔。

本發(fā)明實(shí)施例提出的鋰電池注液孔密閉排氣裝置適用于具有硬質(zhì)外殼的鋰電池電芯的化成過程。所述硬質(zhì)外殼一般為鋁制品或鋼鐵制品，但不僅限于鋁制品或鋼鐵制品。

本實(shí)施例中，密閉主體4可參照?qǐng)D1所示的形狀，也可采用其他類似的結(jié)構(gòu)。腔體收縮部分可為圓錐狀、三角錐狀、方錐狀、不規(guī)則錐狀等。腔體收縮部分不局限于錐體，其收縮幅度可以不是一定值。如圖2所示，密閉主體4的尺寸大小與鋰電池大小適配。

密閉主體4的收縮部分下端的通孔與密封圈5搭配，與鋰電池的注液孔連接。密封圈5可為橡膠圈，可密封注液孔和通孔伸長部之間的空隙。密閉主體4的收縮端與注液孔連接時(shí)，由于密封圈5的密封作用，注液孔僅能通過密閉主體4的通孔與外界接觸。

密閉主體4在腔體收縮部分的內(nèi)部嵌入所述密封件3。所述密封件與腔體收縮部分的內(nèi)部適配。

彈性元件2采用一般的彈性元件，如彈簧之類的，也可采用其他可替換的彈性元件，諸如橡皮條(如包括多條，設(shè)置于腔體壁部，同時(shí)保證有空余間隙可使氣體排出)等，只要能滿足本實(shí)施例需要即可。

固定件1可以與密閉主體4一體成型，為密閉主體4的一部分。也可以是可分離的部件。只要起到固定彈性元件2的位置即可。在本實(shí)施例中，固定件1是與密閉主體4相分離的，且固定件1的位置是可調(diào)節(jié)的，可根據(jù)需要調(diào)整其與密閉主體4的相對(duì)位置。

參照?qǐng)D3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例使用時(shí)處于密閉時(shí)的狀態(tài)圖。在通孔內(nèi)部中的壓力與外界相同時(shí)，由于彈性元件2的作用，密封件3封住了通孔，使電池電芯內(nèi)部不與外部接觸，外界空氣無法進(jìn)入電芯內(nèi)部。

參照?qǐng)D4，圖3為本發(fā)明實(shí)施例使用時(shí)處于排氣階段的狀態(tài)圖。當(dāng)電池電芯在化成過程中產(chǎn)生氣體，注液孔內(nèi)部的氣壓升高。其產(chǎn)生的壓力作用于密封件3，密封件3的壓力傳導(dǎo)給彈性元件2，使彈性元件2發(fā)生形變。此時(shí)高壓氣體將密封件3推開，通孔與外界連通，電芯內(nèi)部的氣體排出。排出完畢后，彈性元件2復(fù)原，推動(dòng)密閉件3將通孔堵住，隔絕了與外界的接觸。

可選地，所述固定件1與所述密閉主體4的連接方式為螺紋連接。

參照?qǐng)D1，固定件1為一管狀件，一端設(shè)有外螺紋，與密閉主體4一端的內(nèi)螺紋適配。固定件1主要起到固定彈性元件2位置的作用。同時(shí)，可通過調(diào)節(jié)固定件1與密閉主體4的相對(duì)位置，調(diào)整彈性元件2對(duì)密封件3產(chǎn)生的壓力，從而起到控制注液孔的排氣壓力。

可選地，所述固定件1的中部有一排氣孔。

可選地，所述排氣孔呈六角形。

在本實(shí)施例中，固定件1為一管狀件，其中部的空心部分作為排氣孔。當(dāng)需要采集化成過程中的氣體時(shí)，該固定件1可與氣體采集裝置相連，產(chǎn)生的化成氣體通過該排氣孔，被上述氣體采集裝置所收集。

特別的，該排氣孔設(shè)置為六角形。由于在化成過程中，可能會(huì)有一些腐蝕性物質(zhì)排出，污染密閉主體4的腔體內(nèi)部，導(dǎo)致固定件1與密閉主體4之間的螺紋連接咬合在一起，難以調(diào)節(jié)。此時(shí)由于排氣孔設(shè)置為六角形，則可通過六角螺絲刀或其他對(duì)應(yīng)的工具將密閉主體4與固定件1分開。

可選地，所述彈性元件2為彈簧。

在本實(shí)施例中，彈性元件2選用彈簧作為優(yōu)選的彈性元件。彈簧是一種利用彈性來工作的機(jī)械零件。用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復(fù)原狀。一般用彈簧鋼制成。彈簧的種類復(fù)雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧、異型彈簧等。本實(shí)施例優(yōu)選為壓縮彈簧。壓縮彈簧是承受軸向壓力的螺旋彈簧，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧一般為等節(jié)距的，壓縮彈簧的形狀有：圓柱形、圓錐形、中凸形、中凹形和少量的非圓形等，壓縮彈簧的圈與圈之間會(huì)有一定的間隙，當(dāng)受到外載荷的時(shí)候彈簧收縮變形，儲(chǔ)存變形能。

可選地，所述密封件3與所述彈性元件2連接一側(cè)設(shè)置有第一凹槽，用于固定所述彈性元件2的位置。

可選地，所述固定件1與所述彈性元件2連接一側(cè)設(shè)置有第二凹槽，用于固定所述彈性元件2的位置。

為了固定彈性元件2的位置，在與彈性元件2連接的密封件3一端和密閉主體4一端均設(shè)有凹槽，以限定彈性元件2的位置。

可選地，所述第一凹槽中部設(shè)置有第三凹槽。

由于密封件3在本裝置中屬于可移動(dòng)的部件，且起到密封的作用。密封件3類似于錐狀。由于使用的密閉材料一般為橡膠或其他具有較好密閉效果的材料，且需要添加一些抗腐蝕成分，故其質(zhì)量會(huì)相對(duì)較重。較大的質(zhì)量導(dǎo)致密封件3的移動(dòng)慣性較大，不利于通孔的密封。故在第一凹槽的中部挖空，設(shè)置第三凹槽，減輕密封件3的質(zhì)量，使裝置的密閉性能進(jìn)一步提升。

可選地，所述密閉主體4、固定件1、密封件3均由抗腐蝕材料制成。

由于在化成過程中，會(huì)發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，可能產(chǎn)生一些具有腐蝕性的氣體。故密閉主體4、固定件1、密封件3采用抗腐蝕材料制成，以保證生產(chǎn)安全且提高本裝置的使用壽命。密閉主體4、固定件1可選用抗腐蝕的金屬材料，而密封件3可選用氟橡膠等耐腐蝕材料。

本發(fā)明還提出了一種鋰電池電芯生產(chǎn)方法，在化成步驟中采用上述任意一項(xiàng)的鋰電池注液孔密閉排氣裝置對(duì)注液孔進(jìn)行密封。

在鋰電池注入電解液之后，采用本發(fā)明提供的密閉排氣裝置對(duì)鋰電池的注液孔進(jìn)行密封，然后將電池置于常溫或高溫環(huán)境下進(jìn)行化成。電池殼體內(nèi)在化成過程中會(huì)產(chǎn)生一定的氣體。當(dāng)殼體內(nèi)的氣壓超過密閉排氣裝置的承受壓力時(shí)，密閉排氣裝置的密閉件會(huì)被推開，此時(shí)，殼體內(nèi)的氣體會(huì)排出。

有時(shí)候，電池殼體內(nèi)的氣體不多，但又需要將它們排空時(shí)，可在密閉排氣裝置的固定件1上連接減壓裝置，使殼體內(nèi)的氣體更容易排出。

將常規(guī)的密封釘改成用本發(fā)明提出的鋰電池注液孔密閉排氣裝置。并且根據(jù)實(shí)際需要，在化成過程中，可提高化成溫度，提高化成采用的電流，減少化成時(shí)間，節(jié)省相應(yīng)的成本。

采用該裝置化成的鋰離子電池與采用常規(guī)化成柜的鋰離子電池相比：

1，化成時(shí)間縮短了80％以上；

2，負(fù)極表面化成界面均一；

3，倍率放電性能提高3％左右。

本發(fā)明提供了一種鋰電池注液孔密閉排氣裝置及鋰電池電芯生產(chǎn)方法，能實(shí)現(xiàn)鋰電池在非低露點(diǎn)條件下化成過程中直接排氣，降低了鋰電池的生產(chǎn)成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。