[發(fā)明專利]用于電化學(xué)電池堆的夾持設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480014337.6
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN105229818B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吉尼斯·圖龍·泰克西德爾;史蒂芬·W·斯堪克;本杰明·容·樸;拉比·巴赫爾·匝歐克
• 申請（專利權(quán)）人: 新強能電池公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M10/44
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

提供了一種用于電化學(xué)電池堆的夾持設(shè)備。夾持設(shè)備可以包括第一板和第二板。第二板可以相對于第一板是可定位的，以使第一板和第二板之間的空間的大小可以設(shè)置成接收電化學(xué)電池堆。夾持設(shè)備還可以包括將第一板和第二板連接的連接構(gòu)件。第一板和第二板的至少一個可以是遠離另一板移動。連接構(gòu)件可以具有第一端部和第二端部。夾持設(shè)備還可以包括設(shè)置在第一端部和第二端部之間的彈性構(gòu)件。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開通常涉及夾持設(shè)備。尤其是，本公開涉及用于電化學(xué)電池堆的夾持設(shè)備。

背景技術(shù)

鋰離子電池通常包括在陽極和陰極之間的分離部和/或電解液。在一些電池中，分離部、陰極和陽極材料各自地形成片或薄膜。陰極、分離部和陽極的片隨后被與分離陰極和陽極(例如電極)堆疊或卷制，以形成電池。對于將被卷制的陰極、分離部和陽極，每個片必須是十分易變形的或柔性的，以便在沒有故障(例如裂縫、揉碎、機械故障等)的情況下被卷制。通常的電極包括在導(dǎo)電金屬(例如，鋁和銅)上的電化學(xué)活性材料層。例如，碳可以隨著非活化的粘合劑沉積在集電器上(例如銅片)。經(jīng)常使用碳，因為其具有優(yōu)秀電化學(xué)性質(zhì)并且還可以導(dǎo)電。電極可以被卷制或切割成片，這些片然后被層置成堆。堆具有交替的電化學(xué)活性材料，分離部位于電化學(xué)活性材料之間。

為了增加鋰離子電池的容量的和重量的能量密度，硅已經(jīng)作為用于陰極的活性材料。但是，在循環(huán)期間，陽極活性物質(zhì)中的硅粒子隨充電而膨脹。該膨脹可以使用作集電器的金屬箔變形。因為電池堆的層限制在緊密區(qū)域中，所以該膨脹可以使金屬箔彎曲或變形，因此減小電池堆中的層之間的接觸面積。因此，電池接收和釋放電荷的能力可能被嚴重地影響。因此，防止電極變形可以用于減小不可逆的容量和改進循環(huán)壽命。

發(fā)明內(nèi)容

在某些實施方式中，提供一種用于電化學(xué)電池堆的夾持設(shè)備。夾持設(shè)備可以包括第一板和相對于第一板可定位的第二板，以使第一板和夾持設(shè)備之間的空間的大小可以設(shè)置成接收電化學(xué)電池堆。夾持設(shè)備還可以包括將第一板和第二板連接的連接構(gòu)件。第一板和第二板的至少一個可以是遠離另一板移動。連接構(gòu)件還可以具有第一端部和第二端部。而且，夾持設(shè)備可以包括設(shè)置在第一端部和第二端部之間的彈性構(gòu)件。

在一些實施方式中，第一板和第二板之間的距離變化可以與電化學(xué)電池堆的膨脹相關(guān)。連接構(gòu)件的兩個端部的至少一個配置為設(shè)定在電化學(xué)電池堆施加的壓力。夾持設(shè)備還可以配置為減小電化學(xué)電池堆中的電極依據(jù)充電而發(fā)生的變形。另外，彈性構(gòu)件可以配置為在電化學(xué)電池堆充電期間被壓縮，從而減小通過第一板和第二板施加在電化學(xué)電池堆上的壓力的增加。減小壓力的增加可以產(chǎn)生在電化學(xué)電池堆上的大體恒定的壓力。

在一些實施方式中，彈性構(gòu)件配置為在電化學(xué)電池堆充電期間被壓縮，從而減小因為電化學(xué)電池堆的膨脹在電化學(xué)電池堆上的壓力的變化。彈性構(gòu)件可以包括彈簧、活塞、彈性帶、氣動活塞或泡沫。連接構(gòu)件可以包括緊固件、彈簧夾或C形夾。第一端部或第二端部的至少一個可以包括多個螺母或多個緊固件頭。

在進一步的實施方式中，提供減小電化學(xué)電池堆中的電極的變形的方法。方法包括將電化學(xué)電池堆設(shè)置在第一板和第二板之間；以及調(diào)節(jié)連接構(gòu)件的端部，以設(shè)定在電化學(xué)電池堆上的施加壓力。

在一些實施方式中，方法可以包括充電電化學(xué)電池堆。此外，在第一次充電電化學(xué)電池堆之前，電化學(xué)電池堆可以設(shè)置在第一板和第二板之間。方法還可以包括在電池化成或電池預(yù)處理之后移除電化學(xué)電池堆。

附圖說明

圖1是根據(jù)本文描述的某些實施方式的用于電化學(xué)電池堆的示例性夾持設(shè)備的照片；

圖2是圖1所示的示例性夾持設(shè)備的略圖；

圖3A是作為放置在固定間隙夾持設(shè)備中的電化學(xué)電池堆的電池膨脹的函數(shù)的電化學(xué)電池堆上的壓力的圖表；

圖3B是作為本文描述的某些實施方式的夾持設(shè)備中的電化學(xué)電池堆的電池膨脹的函數(shù)的電化學(xué)電池堆上的壓力的圖表；