一種硬殼鋰離子電池化成及產氣量測定裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于一種鋰離子電池生產設備。
【背景技術】
[0002]對于鋰離子電池來說，化成過程也稱為首次充電過程，由于電化學反應，電池在化成過程中不可避免地在碳負極與電解液的相界面上形成覆蓋于碳負極表面的鈍化層，此鈍化層被稱為固體電解質界面或者SEI膜。SEI膜質量的好壞直接影響到電池的循環性能等各項電化學性能。在硬殼電池的化成中，很多企業均采用開口化成，這樣會導致開口化成中環境中的水分進入電池內部與電解液發生反應，影響SEI膜的質量，因此對化成車間水分的控制顯得至關重要，環境要求苛刻。另一方面，很多企業(專利)采用真空化成，真空化成很大程度上保證了 SEI膜的質量，但是無法實現對生產電池的品質監控。
[0003]電池化成過程中的產氣量受正負極電池材料，電解液量及其種類，化成工藝條件影響。電池化成過程產氣量的測定有利于電池正負極體系的選擇，有利于電解液品質的了解，而且產氣量對電池的循環等各項電化學性能有著至關重要的作用。現有專利申請號200410028121.3，提出了一種電池化成產氣量的測定方法，該方法適用于軟包裝電池，無法對硬殼電池，特別是質量大電池的產氣量進行測試，誤差太大。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種硬殼鋰離子電池化成及產氣量測定裝置，其目的是解決現有技術存在的缺點，一方面可以避免化成車間水分對電池的影響，同時又可以精確地測定硬殼電池化成過程中的產氣量。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種硬殼鋰離子電池化成及產氣量測定裝置，其特征在于:具有封閉的電池，化成設備的正負極分別與電池的正負極連接；具有一個內部容有水的封閉的集氣瓶；一根連接件導管的一端與電池的氣接口連接，另一端深入集氣瓶中，連接件導管上設有閥門開關；一根導管的一端深入集氣瓶內的水中，另一端伸入一個量筒中。
[0007]本實用新型的有益之處在于:
[0008]本實用新型電池裝置封閉式設計可以實現電池化成時與環境的完全隔離，避免水分對電池的影響；閥門開關設計可以簡單快速地實現電池的開口，閉口化成；集氣瓶及量筒的氣體收集裝置可以實現電池化成過程產氣量的精確測定，對于電池的設計，研發，改進，電池生產過程的品質監控具有重要的意義。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0010]圖1是本實用新型結構圖；
[0011]圖2是各實施例電池循環性能曲線圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本實用新型結構:具有封閉的電池4，化成設備I的正負極分別以化成電線2與電池4的正負極連接；具有一個內部容有水的封閉的集氣瓶7 ;—根連接件導管6的一端與電池4的氣接口 3連接，另一端深入集氣瓶7中，連接件導管6上設有閥門開關5 ;一根導管8的一端深入集氣瓶7內的水中，另一端伸入一個量筒9中。
[0013]本實用新型實施方式及原理:
[0014]I)實驗前測定導管8的體積Vl ；
[0015]2)電池4上架，打開電池注液口，將連接件導管6與電池氣接口 3連接，打開閥門開關5，設定電池化成程序，開始啟動化成程序；
[0016]3)當電池化成到規定電壓或者時間后，關閉閥門開關5，記錄量筒液體體積V2 ;
[0017]4)電池化成完成后，記錄量筒9液體體積V3，將連接件導管6從氣接口 3斷開，關閉電池注液口，電池4下架，化成完成。
[0018]5)計算Λ Vl = V2-V1,A V2 = V3-V1，可知電池化成的產氣情況。
[0019]實施例1
[0020]I)實驗前測定導管8的體積Vl為5ml ；
[0021]2)將M91批次膠殼磷酸鐵鋰50Ah電池4上架，打開電池注液口，將連接件導管6與電池氣接口 3連接，打開閥門開關5，設定電池化成程序，先0.03C充電至3.1V或者充電時間超過3小時，然后0.1C恒流充至3.9V，最后恒壓3.9V充電至截止電流0.01C,開始啟動化成程序；
[0022]3)當電池化成到規定電壓3.1V或者時間達到3小時后，關閉閥門開關5，記錄量筒液體體積V2為15ml ;
[0023]4)電池化成完成后，記錄量筒9液體體積V3為19ml，將連接件導管6從氣接口 3斷開，關閉電池注液口，電池4下架，化成完成；
[0024]5)計算Λ Vl = V2-V1 = 10ml，Λ V2 = V3-V1 = 14ml，可知電池化成成膜產氣量為10ml，整個化成過程產氣為14ml ；
[0025]6)考察該電池的循環性能，曲線如圖2所示，曲線標示為實施例1 (電池循環性能曲線圖表現(容量保持率/% )和(循環數/次)的關系)。
[0026]實施例2
[0027]I)實驗前測定導管8的體積Vl為5ml ；
[0028]2)將M91批次實驗膠殼磷酸鐵鋰50Ah電池4 (改進了烘烤工藝)上架，打開電池注液口，將連接件導管6與電池氣接口 3連接，打開閥門開關5，設定電池化成程序，先0.03C充電至3.1V或者充電時間超過3小時，然后0.1C恒流充至3.9V，最后恒壓3.9V充電至截止電流0.01C，開始啟動化成程序；
[0029]3)當電池化成到規定電壓3.1V或者時間達到3小時后，關閉閥門開關5，記錄量筒液體體積V2為1ml ;
[0030]4)電池化成完成后，記錄量筒9液體體積V3為13ml，將連接件導管6從氣接口 3斷開，關閉電池注液口，電池4下架，化成完成；
[0031 ] 5)計算Λ Vl = V2-V1 = 5ml, ΔΥ2 = V3-V1 = 8ml，可知電池化成成膜產氣量為5ml，整個化成過程產氣為8ml ；
[0032]6)考察該電池的循環性能，曲線如圖2所示，曲線標示為實施例2。通過與實施例1的比較，發現實驗烘烤工藝，電池化成成膜以及整個過程產氣量下降，電池循環變好，該裝置設計對電池的工藝優化起到一定的作用。
[0033]實施例3
[0034]I)實驗前測定導管8的體積Vl為5ml ；
[0035]2)將M92批次膠殼磷酸鐵鋰50Ah電池4上架，打開電池注液口，將連接件導管6與電池氣接口 3連接，打開閥門開關5，設定電池化成程序，先0.03C充電至3.1V或者充電時間超過3小時，然后0.1C恒流充至3.9V，最后恒壓3.9V充電至截止電流0.01C,開始啟動化成程序；
[0036]3)當電池化成到規定電壓3.1V或者時間達到3小時后，關閉閥門開關5，記錄量筒液體體積V2為12ml ;
[0037]4)電池化成完成后，記錄量筒9液體體積V3為15ml，將連接件導管6從氣接口 3斷開，關閉電池注液口，電池4下架，化成完成；
[0038]5)計算Λ Vl = V2-V1 = 7ml，Λ V2 = V3-V1 = 1ml，可知電池化成成膜產氣量為7ml，整個化成過程產氣為1ml ；
[0039]6)考察該電池的循環性能，曲線如圖2所示，曲線標示為實施例3。通過與實施例1的比較，發現M92批次電池化成成膜以及整個過程產氣量下降，電池循環變好，該裝置設計對電池的品質控制及監測起到一定的作用。
[0040]本專利一方面可以避免化成車間水分對電池的影響，同時又可以精確地測定硬殼電池化成過程中的產氣量，對于電池的設計，研發，改進，電池生產過程的品質監控具有重要的意義。
【主權項】
1.一種硬殼鋰離子電池化成及產氣量測定裝置，其特征在于:具有封閉的電池，化成設備的正負極分別與電池的正負極連接；具有一個內部容有水的封閉的集氣瓶；一根連接件導管的一端與電池的氣接口連接，另一端深入集氣瓶中，連接件導管上設有閥門開關；一根導管的一端深入集氣瓶內的水中，另一端伸入一個量筒中。
【專利摘要】本實用新型提供一種硬殼鋰離子電池化成及產氣量測定裝置，其特征在于：具有封閉的電池，化成設備的正負極分別與電池的正負極連接；具有一個內部容有水的封閉的集氣瓶；一根連接件導管的一端與電池的氣接口連接，另一端深入集氣瓶中，連接件導管上設有閥門開關；一根導管的一端深入集氣瓶內的水中，另一端伸入一個量筒中。本專利一方面可以避免化成車間水分對電池的影響，同時又可以精確地測定硬殼電池化成過程中的產氣量，對于電池的設計，研發，改進，電池生產過程的品質監控具有重要的意義。
【IPC分類】H01M10-058, G01F22-00
【公開號】CN204333138
【申請號】CN201420827396
【發明人】王繼輝, 羅貴仕, 陳慧鑫
【申請人】廈門華鋰能源有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月23日