一种电池制造设备制造技术

本申请涉及电池生产技术领域，具体涉及一种电池制造设备，包括，抽气装置；第一储气装置，用于存储检漏气体；第二储气装置，用于存储保护气体；气体管路，所述气体管路被配置为将所述抽气装置的抽气口、所述第一储气装置、所述第二储气装置及电芯内部连通；控制阀门，控制阀门设置于气体管路上，用于分别独立控制电芯内部与抽气装置的抽气口、第一储气装置及第二储气装置之间的气体管路的通断。利用本申请，能够向电池内部注入保护气体和检漏气体，置换电池内部氮气，减少或避免金属锂与氮气的反应，提升了锂离子电池的电化学性能，防范了高阻抗的氮化锂在循环过程中使电池析锂导致安全风险。安全风险。安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种电池制造设备


[0001]本申请涉及电池生产
，具体涉及一种电池制造设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，因而被广泛应用于消费类和储能类产品。
[0003]目前，锂离子电池发展主要方向为提升能量密度和循环寿命，开发具有更高质量能量密度的消费电池或长循环寿命的储能电池成为锂离子电池发展的热点。现在技术中可通过补锂来提高锂离子电池的能量密度或者循环寿命，通过补锂技术可以提供额外的锂离子，提高锂离子电池的首效或循环寿命。目前常用的补锂技术包括正极补锂或者负极补锂，其中负极补锂通过金属锂来补锂。
[0004]由于负极补锂是通过锂金属对锂离子电池进行补锂，锂金属是一种活泼的金属元素。常温下，金属锂与氮气反应速度低于与氧气的反应速度，但在氮气浓度较高时，金属锂会优先与氮气反应。入壳后的负极补锂锂离子电池在持续消耗壳体内部的氧气，卷绕或者叠片后极片之间空隙也非常小，空气从极片两侧才可以进入极片内部，使中间区域氮气含量高于85％，金属锂与氮气反应生成氮化锂，氮化锂具有非常高的阻抗，严重影响了负极补锂锂离子电池的性能，温度升高时这种情况更加严重。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种电池设备，用于解决入壳后的负极补锂锂离子电池中金属锂与氮气反应生成氮化锂，严重影响了负极补锂锂离子电池的性能。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种电池制造设备，包括：
[0007]抽气装置，具有抽气口；
[0008]第一储气装置，用于存储检漏气体；
[0009]第二储气装置，用于存储保护气体；
[0010]气体管路，所述气体管路被配置为将所述抽气口、所述第一储气装置、所述第二储气装置及电芯内部连通；
[0011]控制阀门，所述控制阀门设置于所述气体管路上，用于分别独立控制所述电芯内部与所述抽气装置的抽气口、所述第一储气装置及所述第二储气装置之间的所述气体管路的通断。
[0012]于本申请的一实施例中，所述检漏气体包括氦气。
[0013]于本申请的一实施例中，所述保护气体包括氧气和/或二氧化碳。
[0014]于本申请的一实施例中，还包括氦质谱检漏仪，所述氦质谱检漏仪用于检测所述电芯的检漏气体的泄露情况。
[0015]于本申请的一实施例中，所述氦质谱检漏仪包括单级磁偏转型氦质谱检漏仪或双
极串联磁偏转型氦质谱检漏仪。
[0016]于本申请的一实施例中，所述气体管路包括四通阀门和三个子气体管路；所述四通阀门包括四个连接接口，其中，三个所述连接接口分别通过一所述子气体管路与所述抽气装置的抽气口、所述第一储气装置及所述第二储气装置连通；第四个所述连接接口与所述电芯内部连通。
[0017]于本申请的一实施例中，所述控制阀门包括三个，每个所述子气体管路上设置一所述控制阀门。
[0018]于本申请的一实施例中，还包括电控装置电控装置，所述电控装置分别与所述抽气装置、所述控制阀门连接，用于控制所述抽气装置和所述控制阀门的工作状态。
[0019]于本申请的一实施例中，所述控制阀门包括电磁阀。
[0020]于本申请的一实施例中，所述电磁阀包括直动式电磁阀、分步直动式电磁阀或先导式电磁阀。
[0021]本申请的电池制造设备，包括抽气装置；第一储气装置，用于存储检漏气体；第二储气装置，用于存储保护气体；气体管路，所述气体管路被配置为将所述抽气装置的抽气口、所述第一储气装置、所述第二储气装置及电芯内部连通；控制阀门，所述控制阀门设置于所述气体管路上，用于分别独立控制所述电芯内部与所述抽气装置的抽气口、所述第一储气装置及所述第二储气装置之间的所述气体管路的通断。利用该电池制造设备，在负极补锂锂离子电池氦检过程中，通过循环执行通过抽气装置抽真空及通过第二储气装置向电池内部充注保护性气体的操作，最后一次抽真空后注入检漏气体(例如氦气)，这样可以将电池内部氮气置换出来，使负极补锂锂离子电池表面的金属锂所处的环境中不含氮气或氮气含量很低，减少或避免金属锂与氮气的反应，提升了锂离子电池的电化学性能，防范了高阻抗的氮化锂在循环过程中使电池析锂导致安全风险，同时，还可实现密封性检查。
附图说明
[0022]图1为负极补锂锂离子电池极片间隙氮气浓度示意图。
[0023]图2为本申请的电池制造设备与负极补锂锂离子电池连接的结构示意图。
具体实施方式
[0024]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
[0025]锂离子电池具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，因而被广泛应用于消费类和储能类产品。锂离子电池一般由正极片、负极片和隔离膜卷绕形成裸电芯，而后注入电解液组成；目前，常用的正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4和LiNiCoMnO2等，常用的负极材料有石墨、硬碳、软碳、硅碳等材料，常用的隔离膜有聚烯烃膜、聚酰亚胺膜和无纺布。
[0026]锂离子电池在首次充电过程会形成SEI膜消耗比较多的锂离子，放电时正极脱出的锂无法从负极返回，从而造成容量低、首次效率较低。锂离子电池循环过程中，随着负极
石墨材料的破裂、SEI膜的重整、石墨通道的崩塌等进一步消耗从正极释放的锂离子，导致循环过程中锂离子电池容量持续衰减。
[0027]为了提高锂离子电池的能量密度或者提高寿命，可通过补锂技术可以提供额外的锂离子，提高锂离子电池的首效或循环寿命。现有工业上应用比较成熟的是负极补锂。由于负极补锂是通过锂金属对锂离子电池进行补锂，锂金属是一种活泼的金属元素。空气中氧气含量约为21％，氮气含量约为78％。常温下金属锂与氧气和氮气均能反应，并且金属锂与氮气反应速度低于与氧气的反应速度。由于金属锂与氮气反应生成的氮化锂比较疏松，常温下氮气含量高于85％时候，金属锂会大量与氮气反应，在负极表面的微米或纳米尺寸的金属锂在非常短的时间就会与氮气反应，大量生成氮化锂。这会导致实际生产过程中锂金属转化为参与电池充电放电的锂离子＜100％，其中就有一部分金属锂与氧气或者氮气反应生成氧化锂和氮化锂。
[0028]如图1所示，入壳后的负极补锂锂离子电池在持续消耗壳体内部的氧气，卷绕或者叠片后极片之间空隙也非常小，空气从极片两侧才可以进入极片内部，使中间区域氮气含量高于85％，金属锂与氮气反应生成氮化锂，氮化锂具有非常高的阻抗，严重影响了负极补锂锂离子电池100的性能，温度升高时这种情况更加严重。
[0029]基于此，本实施例公开一种如图2所示的电池制造设备，利用该电池制造设备可以解决入壳后的负极补锂锂离子电池100中金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池制造设备，其特征在于，包括：抽气装置，具有抽气口；第一储气装置，用于存储检漏气体；第二储气装置，用于存储保护气体；气体管路，所述气体管路被配置为将所述抽气装置的抽气口、所述第一储气装置、所述第二储气装置及电芯内部连通；控制阀门，所述控制阀门设置于所述气体管路上，用于分别独立控制所述电芯内部与所述抽气装置的抽气口、所述第一储气装置及所述第二储气装置之间的所述气体管路的通断。2.根据权利要求1所述的电池制造设备，其特征在于，所述检漏气体包括氦气。3.根据权利要求1所述的电池制造设备，其特征在于，所述保护气体包括氧气和/或二氧化碳。4.根据权利要求1所述的电池制造设备，其特征在于，还包括氦质谱检漏仪，所述氦质谱检漏仪用于检测所述电芯的检漏气体的泄露情况。5.根据权利要求4所述的电池制造设备，其特征在于，所述氦质谱检漏仪包括单级磁偏转型氦质谱检漏仪或双极串联磁偏转型氦质谱检漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永刚，王进，
申请(专利权)人：远景动力技术江苏有限公司，
类型：新型
国别省市：