用于锂离子电池组的电解质填充和电连接的系统和方法技术方案

技术编号:29503980 阅读:24 留言:0更新日期:2021-07-30 19:19
本公开提供了利用预定的压力/流动循环的有利的电解质填充系统/方法。所公开的电解质填充系统能够在真空下填充至少一个果冻卷组件。所公开的电解质填充系统能够同时填充至少两个多芯锂离子电池组。所公开的多芯锂离子电池组包括位于空腔内的多个果冻卷组件,所述空腔进一步位于密封的外壳内。所公开的果冻卷组件电连接到至少一个汇流条。所公开的汇流条包括至少一个柔性的连接结构,以电连接到密封的外壳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于锂离子电池组的电解质填充和电连接的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月5日提交的题为“SystemandMethodforElectrolyteFillingandElectricalConnectionofLithiumIonBatteries”的美国临时专利申请的优先权权益,其分配序列号为62/742,022。前述美国临时专利申请的全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及锂离子电池组,并且更具体地,涉及具有改进的安全性和降低的制造成本的多芯锂离子电池组。
技术介绍
在某些情况下,传统的锂离子电池在插入到锂离子容器中之前是单独填充的。如果在填充期间电解质溢出,锂离子电池可以被擦拭干净。因此,可以减少对锂离子电池上的残留电解质的担忧。然而,在锂离子电池安装到锂离子容器中后填充电解质的情况下,电解质溢出是安全性和可靠性的主要问题。此外,传统的电解质填充技术需要用预定量的电解质填充锂离子电池,随后施加真空,然后施加正压力。真空和压力施加可以重复若干次。作为锂离子电池组组件的另一方面,相对于与单个锂离子电池相关联的正/负连接,通常需要电连接正端子和负端子。在这种情况下,可以使用汇流条和/或板来将单个电池的正极/负极彼此电连接。一旦如此连接,汇流条和/或板与正/负端子之间的电连接可能会带来挑战,例如,基于可用的空间以及将一种或两种连接彼此和/或与外部容器电隔离的需要。基于以上所述,需要在将电池放置在容器内之后用于有效且可控地将电解质输送到锂离子电池的系统和方法。还需要用于将锂离子电池组组件内的电池组端子与汇流条/板电连接的系统/方法和连接元件。本公开的组件、系统和方法解决和/或克服了这些和其他的低效之处和改进的机会。
技术实现思路
本文公开的有利的电解质填充组件有助于填充至少一个锂离子构件(即,果冻卷(jellyroll)组件)。更具体地,在各种示例性实施例中,所公开的填充组件可以填充可容纳在多芯锂离子电池组内的多个果冻卷组件。在又一示例性实施例中,所公开的填充组件可以同时填充容纳多个果冻卷组件的多个多芯锂离子电池组。本公开进一步包括至少一个用于密封至少一个果冻卷组件的改进的外壳。至少一个果冻卷组件可以定位在支撑构件内。支撑构件可以定位在罐内并用盖子密封(统称为“外壳”),从而产生密封的多芯锂离子电池组。更进一步,本公开提供了用于将锂离子电池组组件的正端子和/或负端子与汇流条和/或板电连接的有效连接结构,该汇流条和/或板与多个锂离子电池电连通。该连接结构可以有利地采用导电编织物、导电的多层柔性薄片或其组合的形式。从下面的详细描述中,特别是当结合附图阅读时,本公开的附加特征、功能和益处将变得显而易见。附图说明下面参考附图来描述实施例的特征和方面,其中元件不一定按比例描绘。参考附图进一步描述了本公开的示例性实施例。应当注意,下面描述的和附图中示出的各种特征、步骤和特征/步骤的组合可以不同地排列和组织,以产生仍然在本公开范围内的实施例。为了帮助本领域普通技术人员制作和使用所公开的组件、系统和方法,参考附图,其中:图1A示意性地描绘了根据本公开的处于打开位置的示例性电解质填充组件的透视图;图1B示意性地描绘了根据本公开的处于关闭位置的示例性电解质填充组件的前视图;图2A示意性地描绘了根据本公开的处于打开位置的示例性电解质填充组件的透视图;图2B示意性地描绘了根据本公开的处于关闭位置的示例性电解质填充组件的透视图;图3示意性地描绘了根据本公开的示例性电解质填充组件基座的透视图;图4示意性地描绘了根据本公开的示例性电解质填充组件支架的透视图;图5A示意性地描绘了根据本公开的示例性果冻卷组件的透视图;图5B示意性地描绘了根据本公开的示例性果冻卷组件的剖视图;图5C示意性地描绘了根据本公开的示例性果冻卷组件的分解视图;图6示意性地描绘了根据本公开的示例性电解质填充过程的流程图;图7示意性地描绘了根据本公开的示例性电解质填充过程的示图;图8A-8C示意性地描绘了根据本公开的示例性多芯锂离子电池组的部分组装透视图;图9A-9B示意性地描绘了根据本公开的示例性多芯锂离子电池组的组装透视图;图10示意性地描绘了根据本公开的示例性支撑构件组件的分解视图;图11示意性地描绘了根据本公开的示例性汇流条的透视图;图12示意性地描绘了根据本公开的示例性汇流条的透视图;图13示意性地描绘了根据本公开的示例性支撑构件组件的透视图;图14示意性地描绘了根据本公开的示例性支撑构件组件的透视图;图15示意性地描绘了根据本公开的示例性多芯锂离子电池组的部分组装透视图;图16示意性地描绘了根据本公开的示例性多芯锂离子电池组的部分组装透视图;图17A示意性地描绘了根据本公开的示例性多芯锂离子电池组的部分组装透视图;以及图17B示意性地描绘了根据本公开的示例性多芯锂离子电池组的组装透视图。具体实施方式本公开提供了一种用于将电解质输送到果冻卷组件的系统/方法,以最大化保留在果冻卷组件内的电解质的量。此外,所公开的系统/方法确保电解质被迅速、有效且无浪费地输送。本公开还提供了一种有利的多芯锂离子电池组,其具有位于其中的有利的汇流条组件。多芯锂离子电池组先前已经在美国专利号9,685,644和9,871,236中公开。前述专利通过引用结合于此。描述了一种多芯锂离子电池组,其具有密封的外壳,支撑构件设置在该密封的外壳内。支撑构件包括多个空腔和设置在多个空腔中的相应一个空腔内的多个果冻卷组件。可以有多个空腔衬垫,每个空腔衬垫位于相应的一个锂离子芯构件与相应的一个空腔的表面之间。支撑构件包括动能吸收材料,并且动能吸收材料由铝泡沫、陶瓷和塑料中的一种形成。空腔衬垫可以由塑料材料形成,并且多个空腔衬垫可以形成为整体式衬垫构件的一部分。进一步包括包含在每个芯内的电解质,并且电解质包括阻燃剂、气体发生剂和氧化还原穿梭剂中的至少一种。每个锂离子芯构件包括阳极、阴极和设置在每个阳极与阴极之间的隔板。进一步包括在所述外壳内的电连接器,该电连接器将所述芯构件电连接到密封外壳内部和/或外部的电位置。电连接器包括两个汇流条,第一汇流条将所述芯构件的阳极互连到外壳的负位置(例如,端子构件或保险丝组件),第二汇流条将所述芯构件的阴极互连到外壳的正位置(例如,端子构件或密封的外壳)。如上述美国专利中所讨论的,另外的实施例也可结合到本公开中,并且上述实施例不旨在是限制性的。电解质填充系统/方法本文公开的有利的制造组件(例如,电解质填充组件)有助于填充至少一个果冻卷组件。更具体地,在各种示例性实施例中,所公开的填充组件可以填充可容纳在多芯锂离子电池组内的多个果冻卷组件。在又一示例性实施例中,所公开的填充组件可以同时填充进一步容纳多个果冻卷组件的多个多芯锂离子电池组。有利的制造组件可以被本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种填充多个果冻卷组件的方法,包括:/na.提供制造组件,所述制造组件包括基座和能相对于基座移动的顶部,其中所述基座被配置和定尺寸为接收包括多个果冻卷组件的组件;/nb.将包括多个果冻卷组件的组件能移除地定位在所述基座内;/nc.相对于所述基座移动所述顶部,以便(i)相对于基座密封地接合顶部,以及(ii)在顶部与基座之间限定腔室;/nd.对所述腔室施加真空;/ne.通过与多个果冻卷组件连通的单独的喷嘴将电解质以一个或更多个预定的流动速率输送到位于组件内的多个果冻卷组件中的每一个;/nf.基于确定所需量的电解质已经被输送到果冻卷组件,中断电解质的输送;以及/ng.以受控的方式增加所述腔室内的压力,直到达到大气压力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181005 US 62/742,0221.一种填充多个果冻卷组件的方法,包括:
a.提供制造组件,所述制造组件包括基座和能相对于基座移动的顶部,其中所述基座被配置和定尺寸为接收包括多个果冻卷组件的组件;
b.将包括多个果冻卷组件的组件能移除地定位在所述基座内;
c.相对于所述基座移动所述顶部,以便(i)相对于基座密封地接合顶部,以及(ii)在顶部与基座之间限定腔室;
d.对所述腔室施加真空;
e.通过与多个果冻卷组件连通的单独的喷嘴将电解质以一个或更多个预定的流动速率输送到位于组件内的多个果冻卷组件中的每一个;
f.基于确定所需量的电解质已经被输送到果冻卷组件,中断电解质的输送;以及
g.以受控的方式增加所述腔室内的压力,直到达到大气压力。


2.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,所述多个果冻卷组件相对于多芯锂离子电池组定位。


3.根据权利要求2所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,至少两个多芯锂离子电池组定位在所述腔室内。


4.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,所述一个或更多个预定的流动速率取决于所述多个果冻卷组件的吸收速率。


5.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,根据选自包括压力、流量、时间、温度、重量及其任意组合的集合的参数,监控所需的电解质的量。


6.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,真空在约5至25英寸汞柱之间。


7.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,进一步包括具有不同特性的第二多个果冻卷组件。


8.根据权利要求7所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,根据所述多个果冻卷组件的特性来调节所述一个或更多个预定的流动速率。


9.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,进一步包括重复步骤d-g,直到获得期望的结果。


10.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,进一步包括一旦达到预定的阈值就中断对所述腔室的真空。


11.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,使用蠕动泵和注射泵中的至少一个来输送电解质。


12.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,进一步包括(i)在输送电解质之前对多个果冻卷组件的组件称重,从而限定预重量,(ii)在输送电解质之后对多个果冻卷组件的组件称重,从而限定后重量,以及(iii)将后重量和预重量之间的差值与目标重量进行比较。


13.根据权利要求13所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,所述目标重量基于期望的电解质的量来限定。


14.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,进一步包括流体地连接到所述多个果冻卷组件的储存器,其中,所述储存器分配所需量的电解质。


15.根据权利要求1所述的填充多个果冻卷组件的方法,其中,所述一个或更多个预定的流动速率是可变流动速率。


16.一种制造组件,包括:
基座和能相对于基座移动的顶部,其中所述基座和所述顶部可移动地限定打开位置和关闭位置;
至少一个密封的腔室,其由处于关闭位置的基座和顶部限定;以及
相对于固定装置顶部和腔室的至少一个电解质填充组件和压力组件,
其中,所述至少一个压力组件调节所述腔...

【专利技术属性】
技术研发人员:托尔德·佩尔·延斯·奥内鲁德迈克尔·苏巴杰伊·杰·施
申请(专利权)人:凯尊创新有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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