一种补充金属元素的系统技术方案

本申请公开了一种补充金属元素的系统，将作为金属元素源的正极、负极和隔膜经电解液浸润辊后卷绕成圆柱卷芯。浸润辊表面裹覆有弹性膜，与圆柱卷芯的极片表面弹性挤压接触，不会造成极片表面压痕和延展；电解液透过第一、第二渗液孔溢出实现电解液均匀涂覆；将圆柱卷芯与充电电源柜连接进行充电，完成对负极的金属元素补充。该卷绕式结构能实现批量连续地补充金属。圆柱卷芯拆卷后经过烘干箱体进行烘干，确保继续使用时极片表面物质不发生脱落。补充金属元素后的负极经复卷后可正常投入生产使用，隔膜和正极经复卷后可重复用于下一次对负极进行金属元素补充，重复使用至最后一次的充电电压达到该正极材料的充电截止电压时为止。电电压达到该正极材料的充电截止电压时为止。电电压达到该正极材料的充电截止电压时为止。

【技术实现步骤摘要】
一种补充金属元素的系统


[0001]本申请涉及二次金属离子电池应用领域，尤其涉及一种补充金属元素的系统。

技术介绍

[0002]动力二次金属离子电池目前已成熟运用于电动三轮车、电动汽车、家庭储能等领域。但其续航里程已成为当下整个行业的痛点、难点问题。以锂离电池为例，锂离子电池在首次充电时，伴随锂离子的消耗形成SEI膜，降低了锂离子电池的有效容量。为解决锂离子首次充电锂消耗的问题，出现了多种补锂方法，负极补锂主要有三种方式：1、是在配置浆料时添加锂粉，经传统搅拌后涂覆在集流体上；2、是将锂带通过辊压机构覆合于极片上；3、是将分散的锂粉颗粒撒在负极片上完成再辊压。
[0003]但上述补锂方法存在很多缺陷，锂带通过辊压覆合于极片的方式需严格控制极片厚度，对辊压精度要求较高；撒锂粉于极片的方式对锂粉颗粒大小，撒粉的均匀稳定性有较高要求；最为严重的问题是锂片及锂粉非常活泼，极易造成起火爆炸等安全隐患，这也是补锂工艺至今未大批量应用的核心问题。而正极补锂的主要方式有两种，一是向正极体系中添加少量的锂氧化物；二是在正极材料合成过程中添加过量的锂元素；其目的都是在正极材料中储存过量的锂，在锂离子电池首次充电的过程中用过量锂补充负极消耗的锂元素，提升首次充电效率，进而提高锂离子电池的循环性能。但是实际操作比较复杂，技术难度也比较高。二次金属离子电池，包括并不局限于锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、钙离子电池、镁离子电池、铝离子电池、锌离子电池等，都存在类似锂离子电池的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种补充金属元素的系统，解决了现有技术中对电池补金属元素过程复杂、技术难度高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请所提供的一种补充金属元素的系统，包括：
[0006]卷绕机，所述卷绕机的出料端一侧设置有圆柱卷芯放置装置，所述圆柱卷芯放置装置上电连接有充电装置，所述圆柱卷芯放置装置的一侧设置有拆卷机；
[0007]所述卷绕机包括浸润辊，所述浸润辊成对设置，且一对所述浸润辊贴附于圆柱卷芯电池极片的两侧，所述浸润辊呈中空结构，且所述浸润辊一端开设有与外部电解液运输管路连通的进液口，所述浸润辊的外表面圆周上设置有多个第一渗液孔，所述浸润辊的外表面裹覆有弹性膜，所述弹性膜上开设有与各所述第一渗液孔对应的第二渗液孔；
[0008]所述圆柱卷芯放置装置包括放置底座，所述放置底座上设置有第一放置槽，所述放置底座靠近所述第一放置槽的位置处设置有豁口，所述放置底座上卡合有顶盖体，所述顶盖体上设置有与所述第一放置槽对应的第二放置槽，两端分别扣装有正极端盖盘和负极端盖盘的圆柱卷芯位于所述第一放置槽和第二放置槽组成的放置空间中且所述圆柱卷芯两端的卷芯轴位于所述豁口处；
[0009]所述充电装置包括充电电源柜，所述充电电源柜与所述正极端盖盘和所述负极端
盖盘均连接；
[0010]所述拆卷机包括位于第二过程纠偏机构前端的烘干箱体，所述圆柱卷芯上的极片和隔膜贯穿所述烘干箱体。
[0011]优选地，所述放置底座与所述顶盖体的连接处还设置有环形密封圈。
[0012]优选地，所述顶盖体的顶侧还设置有与所述第二放置槽连通的负压端口，所述顶盖体通过所述负压端口连通有软管，所述软管的另一端连通有抽风机构。
[0013]优选地，所述正极端盖盘和所述负极端盖盘的表面处还均设置有均匀分布的多个条形连接片，各所述条形连接片均与所述圆柱卷芯的电极挤压接触。
[0014]优选地，所述充电电源柜的正极端子通过正极引线与所述正极端盖盘电连接，所述充电电源柜的负极端子通过负极引线与所述负极端盖盘电连接。
[0015]优选地，所述正极端盖盘和所述负极端盖盘上均设置有引线圆孔，所述正极引线和所述负极引线分别均插设于对应的所述引线圆孔内。
[0016]优选地，各所述第一渗液孔均匀分布于所述浸润辊的外表面圆周上。
[0017]由以上技术方案可知，本申请所提供的一种补充金属元素的系统，操作环境需在露点低于
‑
30℃的环境下进行；浸润辊表面裹覆有弹性膜，与圆柱卷芯的极片表面弹性挤压接触，不会造成极片表面压痕、延展等品质问题，且对浸润辊精度要求不是很高；电解液透过第一渗液孔和第二渗液孔溢出实现电解液涂覆浸润，能够有效保证极片均匀浸润，且不会溢出影响极片露白区域，且该卷绕式结构能实现批量连续补充金属元素。将圆柱卷芯与充电电源柜连接，可实现对圆柱卷芯充电，从而完成电化学补充过程。圆柱卷芯拆卷后经过烘干箱体进行烘干，确保继续使用时极片表面物质不发生脱落。补充金属元素后的负极经复卷后可正常投入生产使用，隔膜和正极经复卷后可循环使用用于下一次金属元素补充，正极作为金属源电极可重复使用直至最后一次的充电电压达到该正极材料的充电截止电压时为止。
附图说明
[0018]为了更清楚的说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例所提供的一种补充金属元素的系统结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例所提供的一种圆柱卷芯电池极片和隔膜对齐度结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例所提供的一种卷绕机结构示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例所提供的一种浸润辊结构示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例所提供的一种弹性膜结构示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例所提供的一种圆柱卷芯放置装置与充电装置和抽风机构连接结构示意图；
[0025]图7为本专利技术实施例所提供的一种圆柱卷芯放置装置剖面图；
[0026]图8为本专利技术实施例所提供的一种正极端盖盘或负极端盖盘结构示意图；
[0027]图9为本专利技术实施例所提供的一种拆卷机结构示意图。
[0028]图中：01、卷绕机；02、圆柱卷芯放置装置；03、充电装置；04、拆卷机；5、负极放卷机
构；6、2#隔膜放卷机构；7、正极放卷机构；8、1#隔膜放卷机构；9、伺服纠偏机构；10、张力控制机构；11、第一过程纠偏机构；12、第一驱动牵引机构；13、浸润辊；14、电解液储存装置；15、电解液出口；16、液体控制阀；17、切刀机构；18、吹气装置；19、贴胶机构；20、圆柱卷芯；21、卷芯轴；22、进液口；23、第一渗液孔；24、弹性膜；25、第二渗液孔；26、放置底座；260、第一放置槽；27、顶盖体；270、第二放置槽；28、环形密封圈；29、豁口；30、正极端盖盘；31、负极端盖盘；32、正极引线；33、负极引线；34、充电电源柜；35、正极端子；36、负极端子；37、负压端口；370、软管；38、抽风机构；40、条形连接片；41、引线圆孔；42、烘干箱体；43、第二过程纠偏机构；44、张力控制机构；45、第二驱动牵引机构；46、正极收卷机构；47、伺服纠偏机构；48、1#隔膜复卷机构；49、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种补充金属元素的系统，其特征在于，包括：卷绕机，所述卷绕机的出料端一侧设置有圆柱卷芯放置装置，所述圆柱卷芯放置装置电连接有充电装置，所述圆柱卷芯放置装置的一侧设置有拆卷机标号；所述卷绕机包括浸润辊(13)，所述浸润辊(13)成对设置，且一对所述浸润辊(13)贴附于圆柱卷芯电池极片的两侧，所述浸润辊(13)呈中空结构，且所述浸润辊(13)一端开设有与外部电解液运输管路连通的进液口(22)，所述浸润辊(13)的外表面圆周上设置有多个第一渗液孔(23)，所述浸润辊(13)的外表面裹覆有弹性膜(24)，所述弹性膜(24)上开设有第二渗液孔(25)；所述圆柱卷芯放置装置包括放置底座(26)，所述放置底座(26)上设置有第一放置槽(260)，所述放置底座(26)靠近所述第一放置槽(260)的位置处设置有豁口(29)，所述放置底座(26)上卡合有顶盖体(27)，所述顶盖体(27)上设置有与所述第一放置槽(260)对应的第二放置槽(270)，两端分别扣装有正极端盖盘(30)和负极端盖盘(31)的圆柱卷芯(20)位于所述第一放置槽(260)和第二放置槽(270)组成的放置空间中，且所述圆柱卷芯(20)两端的卷芯轴(21)位于所述豁口(29)处；所述充电装置包括充电电源柜(34)，所述充电电源柜(34)与所述正极端盖盘(30)和所述负极端盖盘(31)均连接；所述拆卷机包括位于第二过程纠偏机构(43)前端的烘干箱体(42)，所述圆柱卷芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄豫皖，马万付，和祥运，
申请(专利权)人：宁夏宝丰昱能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：