锂离子二次电池的制备系统及方法技术方案

本申请公开一种锂离子二次电池的制备系统。该系统包括：腔室，容纳锂离子二次电池；充电/放电装置，对锂离子二次电池进行充电和放电；压板，布置在腔室中，并且当对锂离子二次电池进行充电时按压锂离子二次电池；尖端部，设置在腔室中，并且刺穿锂离子二次电池的袋，以从袋去除锂离子二次电池充电期间产生的气体；以及密封器，在去除气体之后密封袋。

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池的制备系统及方法
本公开涉及一种锂离子二次电池的制备系统及方法。
技术介绍
为了应对大气污染和全球变暖，需要减少二氧化碳的排放。因此，近来，汽车工业中努力使电动车辆或混合动力车辆商业化，而开发用于驱动马达的且经济和安全的锂离子二次电池是电动车辆或混合动力车辆实际使用中的关键。因此，正在积极地开发先进的锂离子二次电池。锂离子二次电池的制备包括三个主要工艺步骤：电极制备、电池(cell)组件和电池化成(cellformation)。电池化成是指形成钝化膜以防止电池单元的损坏并确保电池单元的功能的工艺。在常规技术中，这种化成工艺需要较长的处理时间、与处理时间成比例的大空间以及大量的人力，导致生产率低下。如图1所示，该化成工艺还具有脱气后的气体14流回电极组件中，使得电池性能由于气体而降低的问题。在图1中，附图标记11表示阴极(cathode)，附图标记12表示阳极(anode)，附图标记13表示分离膜。前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，因此不应解释为承认本公开落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。
技术实现思路
本公开提供对现有技术中出现的问题的解决方案。即，本公开的目的是提供一种锂离子二次电池的制备方法，该方法能够通过实时去除气体来防止在电池化成工艺期间产生的气体流回电极组件中。本专利技术的另一个目的是提供一种通过该方法的锂离子二次电池的制备系统。为了实现本公开的一个目的，根据本公开的一方面，提供了一种锂离子二次电池的制备系统，该系统包括：腔室，被配置为容纳锂离子二次电池；充电/放电装置，被配置为对腔室中容纳的锂离子二次电池进行充电和放电；压板，设置在腔室中，并且被配置为当对锂离子二次电池进行充电时按压锂离子二次电池；尖端部，设置在腔室中，并且被配置为当压板按压锂离子二次电池时，刺穿锂离子二次电池的袋，以从袋去除充电期间产生的气体；以及密封器，被配置为在去除气体之后密封袋。该系统可以进一步包括以下中的至少一个：温度控制装置，设置在腔室中，并且被配置为调节腔室的内部温度；多个驱动装置，被配置为分别驱动压板、尖端部和密封器；泵，被配置为将腔室抽真空；以及控制器，用于控制驱动装置、温度控制装置和泵的操作。当通过充电/放电装置对锂离子二次电池进行充电时，控制器可以操作压板以按压锂离子二次电池，可以操作温度控制装置以升高或降低腔室的内部温度，并且可以操作尖端部以刺穿锂离子二次电池的袋，从而能够实时将气体排出到袋的外部。当对锂离子二次电池进行充电时，控制器可以操作压板以按压锂离子二次电池，并且可以操作温度控制装置以将腔室的内部温度调节到0℃至80℃的范围内。当对锂离子二次电池进行充电时，控制器可以操作压板以向锂离子二次电池施加0Kgf/cm2至10Kgf/cm2的按压力。控制器可以在锂离子二次电池充电或放电期间操作压板，以去除充电或放电期间产生的气体。控制器可以在锂离子二次电池充电或放电之后立即操作压板，以可以去除充电或放电期间产生的气体。据本公开的另一方面，提供一种锂离子二次电池的制备方法，该方法包括：将锂离子二次电池放入腔室中；当对锂离子二次电池进行充电时，通过驱动压板来按压锂离子二次电池；以及通过驱动尖端部来刺穿锂离子二次电池的袋，以去除锂离子二次电池充电期间产生的气体。该方法可以进一步包括：在去除气体之前，操作泵以将腔室抽真空。在按压锂离子二次电池中，可以操作温度控制装置以将腔室的内部温度调节到0℃至80℃的范围内。在按压锂离子二次电池中，可以向锂离子二次电池施加0Kgf/cm2至10Kgf/cm2的按压力。使用根据本公开的锂离子二次电池的制备系统，当对锂离子二次电池进行充电时，驱动压板以按压锂离子二次电池，并且驱动尖端部以刺穿锂离子二次电池的袋，从而使锂离子二次电池充电期间产生的气体可以实时排出到袋的外部。因此，可以减少锂离子二次电池的初次充电时间和锂离子二次电池的化成时间，从而提高锂离子二次电池的整体生产率和效率。可以利用设置在腔室中的温度控制装置来控制对锂离子二次电池进行充电的充电温度。锂离子二次电池的电阻随充电温度的降低而降低。在设计用于安全性很重要的领域中的电池的情况下，可以选择高温充电以增加电池的电阻。另一方面，在设计输出功率很重要的电池的情况下，可以选择低温充电。即，根据所需的电池规格来调节电池单元的电阻。此外，当对锂离子二次电池进行充电时，驱动压板以按压锂离子二次电池，并且驱动尖端部以刺穿锂离子二次电池的袋。这样，可以实时从袋去除锂离子二次电池充电期间产生的气体。因此，可以防止有毒气体流回锂离子二次电池的电极组件，从而防止锂离子二次电池充电或放电期间由于副反应(副作用)而引起的容量降低，并且提高锂离子二次电池的实际使用寿命。附图说明图1是示出根据常规技术的在电池化成工艺中脱气后的气体流回电极组件内部的状态的视图；图2是示出根据本公开的一个实施例的锂离子二次电池的制备系统的整体配置的示图；图3是通过使用根据本公开的一个实施例的制备系统化成/封装的锂离子二次电池的电极组件的截面图；图4是示出根据本公开的一个实施例的锂离子二次电池的制备方法的流程图；图5是示出常规的化成工艺、常规的加压化成工艺和根据本公开的一个实施例的化成工艺的效率的示图；以及图6是分别示出通过常规的化成工艺与根据本公开的化成工艺制备的锂离子二次电池的寿命的示图。具体实施方式下文中，将参照附图描述本公开的示例性实施例。在给出下面本公开的详细描述之前，应注意的是，本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应解释为限于普通含义或字典定义，在专利技术人能够适当地定义术语的概念以使以可能的最佳方式来描述其专利技术的基础上，这些术语和词语应理解为与本公开的技术思想一致的含义和概念。本文描述的示例性实施例和在附图中示出的配置是出于说明性目的，并不完全代表本专利技术的技术思想。因此，应理解的是，在提交本申请时，将存在可以代替示例性实施例和配置的各种等同实施例和修改实施例。图2是示出根据本公开的一个实施例的锂离子二次电池的制备系统的整体配置的示图。参照图2，根据本公开的示例性实施例的锂离子二次电池的制备系统包括腔室100、充电/放电装置200、压板300、尖端部400和密封器500。该系统可以进一步包括选自温度控制装置600、多个驱动装置700、泵800和控制器900中的至少一个装置。具体地，腔室100具有可以容纳锂离子二次电池10的容纳空间。腔室100可以阻断外部空气并且可以在腔室中容纳的锂离子二次电池10的充电和放电期间对内部气体进行脱气。尽管在附图中未详细示出，但是腔室100可以设置有与充电/放电装置200和泵800连接的连接器(未示出)。充电/放电装置200用于对腔室100中容纳的锂离子二次电池10进行充电和放电。根据本公开的实施例，充电/放电装置200可以设置在腔室100中。根据本公开的另一实施例，充电/放电装置2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子二次电池的制备系统，包括：/n腔室，容纳锂离子二次电池；/n充电/放电装置，对所述锂离子二次电池进行充电和放电；/n压板，设置在所述腔室中，并且当对所述锂离子二次电池进行充电时按压所述锂离子二次电池；/n尖端部，设置在所述腔室中，并且当所述压板按压所述锂离子二次电池时，刺穿所述锂离子二次电池的袋，以从所述袋去除所述锂离子二次电池充电期间产生的气体；以及/n密封器，在去除所述气体之后，通过关闭孔来密封所述锂离子二次电池的所述袋。/n

【技术特征摘要】
20191129 KR 10-2019-01562971.一种锂离子二次电池的制备系统，包括：
腔室，容纳锂离子二次电池；
充电/放电装置，对所述锂离子二次电池进行充电和放电；
压板，设置在所述腔室中，并且当对所述锂离子二次电池进行充电时按压所述锂离子二次电池；
尖端部，设置在所述腔室中，并且当所述压板按压所述锂离子二次电池时，刺穿所述锂离子二次电池的袋，以从所述袋去除所述锂离子二次电池充电期间产生的气体；以及
密封器，在去除所述气体之后，通过关闭孔来密封所述锂离子二次电池的所述袋。


2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池的制备系统，进一步包括以下中的至少一个：
温度控制装置，设置在所述腔室中，并且控制所述腔室的内部温度；
多个驱动装置，驱动所述压板、所述尖端部和所述密封器；
泵，将所述腔室抽真空；以及
控制器，控制所述驱动装置、所述温度控制装置和所述泵的操作。


3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池的制备系统，其中，
当通过所述充电/放电装置对所述锂离子二次电池进行充电时，所述控制器操作所述压板以按压所述锂离子二次电池，操作所述温度控制装置以升高或降低所述腔室的所述内部温度，并且操作所述尖端部以刺穿所述锂离子二次电池的所述袋，从而实时从所述袋去除所述气体。


4.根据权利要求2所述的锂离子二次电池的制备系统，其中，
当对所述锂离子二次电池进行充电时，所述控制器操作所述压板以按压所述锂离子二次电池，并且操作所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣雨，李允智，朴慧元，林成勋，安胜浩，朴相镇，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR