一种可维护的圆柱型锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术提供一种可维护的圆柱型锂离子电池，包括锂电池圆柱壳体、盖帽及其内的电池正极、隔膜、负极、电解液。所述圆形盖帽上设有圆孔、防爆阀、两个密封阀结构，圆孔用于固定极柱，防爆阀用于防止内部压力或温度达到预置的标准时，内部气体积累过多时，防爆阀将打开，开始进行卸压，防止电池发生形变导致壳体爆裂；密封阀结构从外到内依次包括密封螺栓、密封圈和高分子胶圈；本实用新型专利技术的优越性主要在于具有可维护及性能修复功能，即：可以适时对锂电池内的气体排放，电池内的界面修复及对旧电解液随时进行更换，延长锂电池循环寿命，同时降低废旧电池更换的频率，减少资源浪费。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂离子电池领域，更具体地说，是涉及一种可维护的圆柱型锂离子电池。
技术介绍
随着电动汽车的时代正悄然到来，大势所趋下世界各国政府及各大汽车公司都在积极推动发展电动汽车技术的应用。电动汽车的核心就是电池，现有的电池体系中主要是锂离子电池，在其实际使用中，由有机碳酸酯类溶剂、及功能性添加剂组成的电解液在首次以及在后续正常的电池充放电过程中，伴随着SEI膜的不断生成和破坏，随着充放电循环的进行，电池内累积的气体数量越来越多，造成电池内压上升，给电池的安全性带来隐患。随着体积的增大、能量的集聚、使用环境变恶劣，密封的电池因受损而产气引起爆炸的可能性及爆炸造成的危害程度也在增大，同时电池使用的时间越长，电池内因电解液分解导致的气体会越来越多，电解液含量减少，同时生成的不稳定SEI膜厚度增加，都会导致电池内阻增大，影响循环寿命。因此需要开发一种可以延长锂离子电池使用年限的长循环寿命的电池技术。锂离子电池容量衰减的两个主要原因在于：一是因产气和界面副反应而引起的界面阻抗的增长；另一个是长时间循环下界面副反应消耗电解液造成其量减小甚至干涸。在前一种情况下，界面阻抗主要由SEI层覆盖电极表面沉积造成。基于此，需要找到一种有效的方法来降低电极表面SEI膜的厚度。SEI层是由烷基碳酸锂，碳酸锂、氟化锂等。这些物质中的某些可以被一些有机溶剂所溶解。
技术实现思路
针对上述的现有技术锂离子电池存在的问题，本技术提供一种可维护的圆柱型锂电池，其可以对锂电池内的气体进行排放，进行电池内的界面修复及对旧电解液随时进行更换。为了解决目前现有技术中的这些问题，本技术提供的技术方案是：一种可维护的圆柱型锂离子电池，包括圆柱形壳体、盖帽和电芯，盖帽设在所述圆柱形壳体两端，电芯封装在所述的圆柱壳体内，电芯包括正极、隔膜、负极、电解液，其特征在于：所述盖帽上设有圆孔、防爆阀、至少一个密封阀结构，所述圆孔用于固定极柱，防爆阀用于防止内部压力或温度达到预置的标准时，内部气体积累过多，防爆阀将打开，开始进行卸压；所述密封阀结构包括密封螺栓和密封圈，还有设在盖帽上的与所述密封螺栓配合的盖帽孔；密封阀结构可以对锂电池内的气体排放，电池内的界面修复及对旧电解液随时进行更换。作为优选的，所述盖帽孔内设有环形支撑台阶，环形支撑台阶由易于形变的高分子材料制备得到，如高分子硅胶。本技术方案中的密封阀结构含有可拆卸部件，为便于密封螺栓的开启，一般不采用过盈配合等紧配合的连接方式，因此，优选的密封螺栓与盖帽孔通过螺纹配合。作为优选的，所述密封螺栓的外壁设有与所述环形支撑台阶配合的限位凸起，所述环形支撑台阶和限位凸起之间设有密封圈作为密封圈。作为优选的，所述密封螺栓的顶面设有用于开启的内六角槽或多角槽。为防止锂电池的非正常打开，操作不当容易发生安全事故，本技术密封螺栓的顶面开设内六角槽或多角槽，需要专用的工具才能打开，能提升维护过程中的操作安全。所述防爆阀是由预制刻痕的金属薄片焊接于端盖构成，安全阀泄压值在1-10Mpa之间。一种可维护的圆柱型锂离子电池，优选在盖帽上设有两个密封阀结构。优选的，所述电池正极活性物质可为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂等，电池负极活性物质可为人造石墨、天然石墨、钛酸锂等。优选的，所述隔膜的厚度为20-40um。优选的，所述电解液由六氟磷酸锂盐和有机碳酸酯类溶剂、及功能性添加剂组成。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：具有可维护功能：可适时更换新鲜的锂电池电解液，延长锂电池循环寿命，降低废旧电池更换的频
率，减少资源浪费。同时结构简单，制作和维护操作方便，成本低。附图说明下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述。图1是本技术实施例1的示意图。图2是本技术实施例1的结构构造图。其中，1为圆柱壳体，2为盖帽，3为极柱，4为密封阀结构，5为密封螺栓，51为螺帽，52为螺杆，6为密封圈，7为盖帽孔，8为防爆阀。具体实施方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本技术而不限于限制本技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。介绍和概述本技术通过举例而非给出限制的方式来进行说明。应注意的是，在本公开文件中所述的“一”或“一种”实施方式未必是指同一种具体实施方式，而是指至少有一种。下文将描述本技术的各个方面。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，可根据本技术的仅一些或所有方面来实施本技术。为说明起见，本文给出具体的编号、材料和配置，以使人们能够透彻地理解本技术。然而，对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本技术无需具体的细节即可实施。在其他例子中，为不使本技术费解而省略或简化了众所周知的特征。将各种操作作为多个分立的步骤而依次进行描述，且以最有助于理解本技术的方式来说明；然而，不应将按次序的描述理解为暗示这些操作必然依赖于顺序。将根据典型种类的反应物来说明各种实施方式。对于本领域中的技术人员将显而易见的是，本技术可使用任意数量的不同种类的反应物来实施，而不只是那些为说明目的而在这里给出的反应物。此外，也将显而易见
的是，本技术并不局限于任何特定的混合示例。实施例1下面结合附图1和2对本技术可维护圆柱型锂电池作进一步详细描述。如图2所示一种可维护的圆柱型锂离子电池，包括圆柱形壳体1、盖帽2和电芯，盖帽2设在圆柱形壳体1两端，电芯封装在所述的圆柱形壳体内，电芯包括正极、隔膜、负极、电解液，所述盖帽2上设有圆孔、防爆阀、至少一个密封阀结构4，圆孔用于固定极柱3，防爆阀用于防止内部压力或温度达到预置的标准时，内部气体积累过多，防爆阀将打开，开始进行卸压；所述密封阀结构4包括密封螺栓5和密封圈6，还有设在盖帽上的与所述密封螺栓5配合的盖帽孔7；密封阀结构4可以对锂电池内的气体排放，电池内的界面修复及对旧电解液随时进行更换。如图1所示的可维护型锂离子圆柱电池经过了4000周循环之后容量下降至70％，其结构部件包括盖帽和其内的电池正极、隔膜、电池负极、电解液；所述盖帽如图1所示其上布置有用于固定极柱的孔，安全防爆阀和密封阀。该电池内部包括正极材料、负极材料、隔膜以及电解液，所述正、负极材料为自产磷酸铁锂和钛酸锂材料，电解液包括锂盐LiPF6、碳酸酯有机溶剂以及添加剂。维护的过程为:在手套箱内将图示的两个密封螺栓拧开，用真空吸附的方法从密封阀孔注入20ml高纯DMC溶剂，将密封圈和密封螺栓拧入孔中装好，并把电池储存于45摄氏度的环境下6小时。如此重复3次，便可溶解及洗掉残余的电解质锂盐并修复电池内部界面。再从中注入新鲜的电解液，同时在缝隙填充适当的高分子硅胶用于密封电池。每次封口后然后电池经过正常的化成和分容步骤处理后，经测试放电容量已恢复到初始容量的95％以上，至此电池维护过程结束。综上所述，本技术提供了一种可更换电解液的锂电池。因此本技术在生产工艺，成本以及性能上的优势和技术的先进性显而易见，该技术便于实现产业化并有利于提高锂离子电池的市场应用前景。以上所述具体实施例仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于
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【技术保护点】
一种可维护的圆柱型锂离子电池，包括圆柱形壳体、盖帽和电芯，盖帽设在所述圆柱形壳体两端，电芯封装在所述的圆柱壳体内，电芯包括正极、隔膜、负极、电解液，其特征在于：所述盖帽上设有圆孔、防爆阀、至少一个密封阀结构，所述圆孔用于固定极柱；所述密封阀结构包括密封螺栓和密封圈，还有设在盖帽上的与所述密封螺栓配合的盖帽孔。

【技术特征摘要】
1.一种可维护的圆柱型锂离子电池，包括圆柱形壳体、盖帽和电芯，盖帽设在所述圆柱形壳体两端，电芯封装在所述的圆柱壳体内，电芯包括正极、隔膜、负极、电解液，其特征在于：所述盖帽上设有圆孔、防爆阀、至少一个密封阀结构，所述圆孔用于固定极柱；所述密封阀结构包括密封螺栓和密封圈，还有设在盖帽上的与所述密封螺栓配合的盖帽孔。2.根据权利要求1所述的可维护圆柱型锂电池，其特征在于：所述盖帽孔内设有环形支撑台阶。3.根据权利要求1所述的可维护圆柱型锂电池，其特征在于：环形支撑台阶由易于形变的高分子材料制备得到。4.根据权利要求1所述的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄碧英，李艳，
申请(专利权)人：龙能科技苏州有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32