【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池制备，具体涉及一种应用于固态锂电池的热等静压工艺方法及装置。
技术介绍
1、锂电池的规模应用彻底改变了电子行业的格局，为电动汽车和混合动力汽车的发展带来革命性的变化。与此同时，汽车和航空领域发起的电气化转型也加速了固态电池技术持续发展。固态电池采用以夹层形式嵌在阳极和阴极之间的固态电解质，拥有更加稳定的化学性质和储能能力，同时充电更快、寿命更长，避免了锂离子电池短路热失控造成人员和设备损失的风险。在锂电池的制备中，热等静压是一项久经验证的技术，用于进行粉末固结和固体材料的致密化，金属、陶瓷、复合材料和聚合物都是通过等静压技术来实现致密化。热等静压（hot isostaticpressing，简称hip）工艺是将制品放置到密闭的容器中，向制品施 加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。如何自动实现压力容器既定高温高压条件是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出了一种应用于固态锂电池的热等静压工艺方法及装置，能够实现压力容器的高压高温条件的热等静压工艺，同时精准调节压力与温度，从而实现固态锂电池的性能提升。本申请所采用的技术方案如下：
2、一种应用于固态锂电池的热等静压工艺方法，该方法包括：
3、步骤1、样件放置于压力处于初始常压常温的压力容器中，拧紧端盖；
4、步骤2、打开流体支路输入截止阀、输出截止阀和自动卸压阀，通入惰性气体，进行压力子系统和压力容器
5、步骤3、通过增压泵对工作介质进行增压后输入至压力容器，调节压力容器内的压力至设定压力值；
6、步骤4、压力容器内的工作介质加热；将加热器包覆在压力容器外壁，配合加热器温度传感器和压力容器温度传感器，将压力容器内工作介质加热到所需温度，自动关闭加热器；
7、步骤5、样件在密闭的压力容器的既定高压高温环境中进行加工；
8、在步骤3中，调节压力容器内的压力至设定压力值，包括：通入低压工作介质，打开增压泵，配合压力传感器检测监控增压后的介质压力，配合气控减压阀，将工作介质增压并调节到所需目标压力，并输入压力容器，达到既定压力后，增压泵自动停止增压，自动关闭输出阀；
9、所述压力容器的压力控制模型函数如下：
10、
11、其中，w、r1、r2为压力控制近似参数，为当前测得压力值，为调整后的压力值；
12、当负荷小于25%时，其压力的近似参数如下：w=-20，r1=120，r2=30；当负荷大于等于25%、小于50%时，其压力的近似参数如下：w=-16，r1=130，r2=40；当负荷大于等于50%、小于60%时，其压力的近似参数如下：w=-20，r1=140，r2=50；当负荷大于等于60%、小于100%时，其压力的近似参数如下：w=-20，r1=180，r2=70；通过压力控制模型函数与近似参数的调整，由控制子系统完成对压力容器内压力的控制。
13、进一步的，该方法还包括：步骤6、打开自动卸压阀，将容器压力卸至常压；打开冷却器及冷水机，对压力容器进行冷却，使其降到室温；打开压力容器端盖，取出样件并进行性能检测。
14、一种应用于固态锂电池的热等静压工艺装置，该装置用于实现上述方法，该热等静压工艺装置包括压力子系统、温度子系统、压力容器和控制子系统；
15、所述压力子系统为流体系统，用于将工作介质输入所述压力容器，使压力容器内的介质达到预设压力；通过所述压力子系统实现工作介质的增压、保压、卸压功能，并对增压的速率进行控制和大小调节；
16、所述温度子系统包括加热器、冷却器、冷水机以及加热器温度传感器、压力容器温度传感器；
17、所述控制子系统用于对工作介质的输入压力、压力容器内压力及温度、加热器温度进行数据采集和处理，并基于数据采集的结果进行工作介质的输入控制、保压控制、升压速率控制以及泄压控制。
18、进一步的，所述压力子系统包括增压泵、气动输入阀、气动输出阀、气控减压阀、安全阀、自动卸放阀、手动泄放阀、仪表及连接管路接头。
19、进一步的，所述增压泵分别与气动输入阀和气控减压阀相连接，用于将压力容器内的工作介质由输入压力增压至预设压力。
20、进一步的，在所述增压泵与所述气动输入阀之间设置入口压力表和入口压力传感器进行压力数据采集。
21、进一步的，所述气动输入阀，与所述增压泵连接，用于控制所述工作介质的输入通断；所述气动输出阀，分别与气控减压阀和自动卸放阀相连接，用于控制所述工作介质的输出通断；
22、所述气控减压阀，分别与所述增压泵和所述气动输出阀相连接，用于调节升压速率，以将所述工作介质的压力调节至预设压力；
23、所述安全阀，分别与所述增压泵和系统泄压口相连接，用于进行超压泄放，保护增压泵后的管阀件和压力容器不超压，处于安全工作状态；
24、所述自动卸放阀，分别与所述气动输出阀和系统泄压口相连接，用于实现压力容器中高压介质的自动卸放；
25、所述压力容器压力表和所述压力容器压力传感器设置在所述气动输出阀和所述自动卸放阀之间；
26、所述手动泄放阀，与所述压力容器连接，用于对压力容器中高压介质进行手动卸压。
27、进一步的，加热器温度传感器设置在加热器上；
28、加热器包覆在压力容器中部段，用于实现压力容器的升温，将压力容器内工作介质的温度升至预设温度；
29、冷却器缠绕在压力容器的两端段，并通过管道连接冷水机，控制冷水源不断输入冷却器，对压力容器进行降温。
30、进一步的，控制子系统通过对压力容器上包覆的加热器进行工作功率以实现对压力容器的温度控制。
31、通过本申请实施例，可以获得如下技术效果：本申请能自动且精准地实现压力容器既定高温高压条件、为压力容器内试件提供性能提高的热等静压工艺。通过控制子系统，能够记录每次的测试数据并和其内的仿真数据结合，进行一次次自学习和修正，使得下一次操作中，实际保温保压数值和修正后的计算值更加贴近，达到更精准的压力和温度的实际控制效果。
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1.一种应用于固态锂电池的热等静压工艺方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
3.一种应用于固态锂电池的热等静压工艺装置，该装置用于实现如权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，该热等静压工艺装置包括压力子系统、温度子系统、压力容器和控制子系统；
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述压力子系统包括增压泵、气动输入阀、气动输出阀、气控减压阀、安全阀、自动卸放阀、手动泄放阀、仪表及连接管路接头。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述增压泵分别与气动输入阀和气控减压阀相连接，用于将压力容器内的工作介质由输入压力增压至预设压力。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述增压泵与所述气动输入阀之间设置入口压力表和入口压力传感器进行压力数据采集。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述气动输入阀，与所述增压泵连接，用于控制所述工作介质的输入通断；所述气动输出阀，分别与气控减压阀和自动卸放阀相连接，用于控制所述工作介质的输出通断；>
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，加热器温度传感器设置在加热器上；
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，控制子系统通过对压力容器上包覆的加热器进行工作功率以实现对压力容器的温度控制。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于固态锂电池的热等静压工艺方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
3.一种应用于固态锂电池的热等静压工艺装置，该装置用于实现如权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，该热等静压工艺装置包括压力子系统、温度子系统、压力容器和控制子系统；
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述压力子系统包括增压泵、气动输入阀、气动输出阀、气控减压阀、安全阀、自动卸放阀、手动泄放阀、仪表及连接管路接头。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述增压泵分别与气动输入阀和气控减压阀相连接，用于将压力容...
【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王欢，
申请(专利权)人：北京海德利森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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