[發明專利]一種鋰離子電池處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201911056508.2
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN111048842B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 劉宇塵;馮爍;龔云天;王洋;吳珊
• 申請（專利權）人: 航天科工（長沙）新材料研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/42;H01M10/44;H01M10/0525
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 李恭渝

一種鋰離子電池處理裝置，包括充放電機和電池，所述充放電機的正負極可分別與所述電池的正負級連接，所述電池放置于磁場中,還包括電池放置部件、磁場發生部件、換向機構，所述電池放置部件用于放置電池，所述磁場發生部件與所述換向機構連接，所述換向機構可帶動磁場發生部件運動，使得磁場的磁力線方向與電池位置發生相對變化,所述磁場發生部件為電磁鐵，所述電磁鐵為U型磁鐵，所述電池放置于U型的中部空間。在新鋰離子電池的化成活化和舊鋰離子電池的修復過程中，增加磁場的作用，改變鋰離子的運動方向，增加鋰離子的遷移通道，使鋰離子更容易在正負極間遷移，提高鋰離子的電池的可逆容量。

技術領域

本發明屬于鋰電池生產及修復技術領域，涉及一種鋰離子電池處理裝置及方法。

背景技術

鋰離子電池的實際容量與其活性材料的理論容量有一定的差值，鋰離子電池科研機構、活性材料生產企業以及鋰電池生產企業一直不遺余力地試圖縮小這一差值，以提升活性材料的利用率、最終提高鋰離子電池的能量密度，前些年，效果明顯，鋰離子的能量密度得到大幅提升，其應用市場也呈現井噴式增長。但是，目前這種努力已經遇到瓶頸。

鋰離子電池活性材料容量的發揮與鋰離子電池的首次化成工藝緊密相關，目前主要通過控制化成電流、電壓、外加壓力和溫度等因素來提高首次化成效率、以提高鋰離子電池的可逆容量。但是對于活性材料中一些不活躍的鋰離子(只可以在正極或者負極內部小范圍移動，不能在正負極間遷移，即不參與電池真實的電化學反應過程，對容量無貢獻)，這些技術手段的效果甚微，目前急需通過其它新的技術手段來激活這部分不活躍的鋰離子、為電池所用，使電池的容量盡可能趨近活性材料的理論值。

此外，鋰離子電池經過一定時間的使用后，容量會逐漸衰減。容量衰減主要與活性材料結構變化、SEI膜(Solid?electrolyte?interphase)的分解和重構、電解液隨著電化學反應逐漸分解等因素相關。這些因素導致活性鋰離子數變少，最終表現為電池容量衰減。

常規手段只會影響鋰離子的遷移速率和遷移距離，激活作用有限；在新電池化成或者舊電池的修復過程中，控制充電和放電，只能在電場的維度上改變鋰離子的遷移方向，即充電時，鋰離子由正極遷移到負極，放電時鋰離子由負極遷移到正極。對于新制作的鋰離子電池，通過調節首次化成的電流、電壓、壓力、溫度等因素來活化鋰離子電池、提高鋰離子電池的可逆容量。

對于舊鋰離子電池的修復，目前具備批量可操作性的技術手段是將鋰離子電池再次進行化成過程，即調節電流、電壓壓力、溫度等因素。

如果能通過某些技術手段激活一部分不活躍的鋰離子，那么勢必可以恢復一部分容量、達到修復鋰離子電池的目的。

發明內容

為了在新電池的化成和舊電池的修復過程中，一方面增加鋰離子的遷移通道，使鋰離子更容易在正負極間遷移，另一方面激活一些不活躍的鋰離子、以增加鋰離子在正負極間的遷移數量，本發明提供了一種鋰離子電池處理裝置及方法，裝置結構簡單，方法實用性強，可以化成或恢復鋰電池中的一部分容量修復鋰離子電池。

一種鋰離子電池處理裝置，包括充放電機和電池，所述充放電機的正負極可分別與所述電池的正負級連接，所述電池放置于磁場中。

進一步地，還包括電池放置部件、磁場發生部件、換向機構，所述電池放置部件用于放置電池，所述磁場發生部件與所述換向機構連接，所述換向機構可帶動磁場發生部件運動，使得磁場的磁力線方向與電池位置發生相對變化。

更進一步地，所述磁場發生部件為電磁鐵，所述電磁鐵為U型磁鐵，所述電池放置于U型的中部空間。

更進一步地，所述電磁鐵的線圈為交流線圈或直流線圈，設置在U型的底部。