阅读说明：本技术 方型电池注液排气装置及应用 (Square battery liquid injection and exhaust device and application ) 是由 姜伟 曲新波 袁帅 禹化民 刘萍 张俊玉 伍绍中 于 2021-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明属于锂离子电池领域,具体涉及一种方型电池注液排气装置及应用。包括方型电池单元、注液排气单元以及底座支架单元；方型电池单元包括方型电池、与方型电池的正极极柱连接的正极连接片、与方型电池的负极极柱连接的负极连接片以及注液孔；正极连接片以及负极连接片直接或间接作为电池充放电输出或输入的端子；注液排气通道包括储液管、以及分别连接在储液管上下两端的排气球阀和注液管；注液管下端设置有与注液孔匹配的密封胶塞。本发明提供了一种方型电池注液排气装置,其结构设计科学,通过将注液、排气预化成和化成相结合,能够使得高能量密度电芯内部保持电解液充盈,并且通过此装置将产生的气体排出,减少和杜绝电芯内部析锂。(The invention belongs to the field of lithium ion batteries, and particularly relates to a square battery liquid injection and exhaust device and application thereof. Comprises a square battery unit, a liquid injection and exhaust unit and a base bracket unit; the square battery unit comprises a square battery, a positive electrode connecting sheet connected with a positive electrode pole of the square battery, a negative electrode connecting sheet connected with a negative electrode pole of the square battery and a liquid injection hole; the positive connecting sheet and the negative connecting sheet are directly or indirectly used as terminals for charging and discharging output or input of the battery; the liquid injection and exhaust channel comprises a liquid storage pipe, and an exhaust ball valve and a liquid injection pipe which are respectively connected to the upper end and the lower end of the liquid storage pipe; the lower end of the liquid injection pipe is provided with a sealing rubber plug matched with the liquid injection hole. The invention provides a square battery liquid injection and exhaust device which is scientific in structural design, can keep electrolyte in a high-energy-density battery cell to be full by combining liquid injection, exhaust pre-formation and formation, and can exhaust generated gas to reduce and prevent lithium precipitation in the battery cell.)

方型电池注液排气装置及应用

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种方型电池注液排气装置及应用。

背景技术

近年来锂离子电池被广泛应用于新能源汽车领域，并且随着新能源汽车的不断发展，高能量密度、长寿命和高安全性的锂离子电池的也成为了锂离子电池

技术领域

的主要研究方向。

随着能量密度的提升，电芯内部的阳极片和阴极片的压实密度都进一步提高，电芯对于电解液的保有量会下降。在电池预化成和化成过程中，电芯内部的极片如未被电解液充盈或产生气体无法排出，会出现阳极界面状态差、阳极表面反应不均匀和固体电解质(SEI)膜成膜差等问题，会进一步影响电池循环寿命。更严重的还会造成阳极电位下降，阳极表面出现析锂，进而引发安全问题。基于以上问题，难以在保证提升电池能量密度的同时，进一步提升电池的循环寿命和安全性能，从而使得高能量密度电池难以得到大范围的推广使用。。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种方型电池注液排气装置及应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种方型电池注液排气装置，包括方型电池单元、注液排气单元以及底座支架单元；

所述的方型电池单元包括方型电池、与所述的方型电池的正极极柱连接的正极连接片、与所述的方型电池的负极极柱连接的负极连接片以及注液孔；所述的正极连接片以及负极连接片直接或间接作为电池充放电输出或输入的端子；

所述的注液排气通道包括储液管、以及分别连接在所述的储液管上下两端的排气球阀和注液管；所述的注液管下端设置有与所述的注液孔匹配的密封胶塞；

所述的底座支架单元包括底板、设置在所述的底板上的用于卡持所述的方型电池的卡槽、以及立柱；所述的立柱上设置有支撑板以及限位板；所述的支撑板上设置有无油衬套与所述的储液管匹配连接；所述的限位板上设置有铜滑套与所述的注液管匹配连接。

所述的注液管套接有弹簧体；所述的弹簧体与注液管同轴心。所述的弹簧体用于将所述的密封胶塞与所述的注液孔卡紧。

所述的储液管的上端通过转接头与排气球阀连接。

所述的储液管与液位显示管通过软接接头连接。

所述的储液管上设置有排液阀。

本发明还包括一种所述的方型电池注液排气装置的应用，应用于研究注液量与电池循环寿命的关系以及分析不同阶段产气的气体成分及含量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种方型电池注液排气装置，其结构设计科学，通过将注液、排气预化成和化成相结合，能够使得高能量密度电芯内部保持电解液充盈，并且通过此装置将产生的气体排出，减少和杜绝电芯内部析锂，对于提升电芯使用寿命具有重大的实践意义。

此外，对于本发明提供的一种方型电池注液排气装置，在实验探索阶段，也可用于探究注液量与电池循环寿命的关系，从而为电芯注液量的理论计算提供指导与实践。通过外接气相色谱-质谱联用仪(GS-MS)能够分析不同阶段产气的气体成分及含量，对于方型电池设计及分析等诸多方面具有重大实践意义。

附图说明

图1为本专利所涉及装置的整体结构示意图。

图2为本专利所涉及装置的方型电池外观示意图。

图3为本专利所涉及装置的注液排气通道结构及其剖面图。

图4为本专利所涉及装置的底板支架结构示意图。

图5为本专利所涉及装置的转接头结构示意图。

图中，1、方型电池单元；2、注液排气单元；3、底座支架单元；1-1、方型电池；1-2、正极连接片；1-3、注液孔；1-4、负极连接片；2-1、密封胶塞；2-2、弹簧；2-3、注液管；2-4、排液球阀；2-5、液位显示管；2-6、软管接头；2-7、储液管；2-8、转接头；2-9、排气球阀；2-10、气体过滤芯；3-1、底板；3-2、加强筋；3-3、立柱；3-4、支撑板；3-5、无油衬套；3-6、铜滑套；3-7、限位板；3-8、卡槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1-5示出一种方型电池注液排气装置，包括方型电池单元1、注液排气单元2以及底座支架单元3；所述的方型电池单元包括方型电池1-1、与所述的方型电池的正极极柱连接的正极连接片1-2、与所述的方型电池的负极极柱连接的负极连接片1-4以及注液孔1-3；所述的正极连接片以及负极连接片直接或间接作为电池充放电输出或输入的端子；

所述的注液排气通道包括储液管2-7、以及分别连接在所述的储液管上下两端的排气球阀2-9和注液管2-1；所述的注液管下端设置有与所述的注液孔匹配的密封胶塞2-1；所述的注液管套接有弹簧体2-2；所述的弹簧体与注液管同轴心。所述的弹簧体用于将所述的密封胶塞与所述的注液孔卡紧。所述的储液管的上端通过转接头2-8与排气球阀2-9连接。所述的储液管2-7与液位显示管2-5通过软接接头2-6连接。所述的储液管上设置有排液阀2-4。

具体的，所述储液管2-7为圆柱型不锈钢管，内部开有阶梯状通孔，且两端及管身开有若干大小不同的螺纹孔，通过螺纹孔与不同的连接件连接，在此实施例中，包括所述储液管的上端通过螺纹与转接头2-8连接，下端通过螺纹与注液管连接，所述排液球阀通过螺纹连接固定在储液管上，并与储液管垂直；所述软管接头一端通过外螺纹安装固定在储液管上，一端通过过盈配合与液位显示管连接，所述液位显示管为白色透明聚丙烯软管，用于实时观测电解液位高度；所述储液管穿过无油衬套，与无油衬套形成轴孔配合；

所述注液管2-3为圆柱型不锈钢管，内部开有阶梯状通孔，其一端穿过铜滑套，与铜滑套形成轴孔配合，之后通过螺纹连接固定在储液管上；所述弹簧套在注液管上，与注液管同轴心，并在注液管与铜滑套之间处于压缩状态；所述密封胶塞为氟橡胶材质，开有通孔，过盈配合安装在注液管前端，受弹簧弹力作用，贴合在方型电池注液孔处，密封性能良好；所述转接头内部开有阶梯状通孔，开有外螺纹的一端与储液管连接固定，开有内螺纹的一端与排气球阀连接固定；所述气体过滤芯2-10放置于转接头内部的阶梯通孔中；所述排气球阀通过螺纹连接固定在转接头上，并在一端留有快插接头，可快速连接真空气管。

所述的底座支架单元包括底板3-1、设置在所述的底板上的用于卡持所述的方型电池的卡槽3-8、以及固定在所述的的底板上的立柱3-3；所述的立柱3-3上设置有支撑板3-4以及限位板3-7；所述的支撑板上设置有无油衬套3-5与所述的储液管匹配连接；所述的限位板3-7上设置有铜滑套3-6与所述的注液管匹配连接。

具体的，所述底板3-1为方形，水平放置，所述立柱3-3通过螺栓连接固定在底板上；所述加强筋3-2通过螺栓分别与底板和立柱连接固定，用于增强整个装置的稳定性；所述支撑板通过螺栓连接固定在立柱上，并与立柱垂直，所述支撑板上开有圆形通孔，所述无油衬套3-6穿过支撑板的圆形通孔，通过过盈配合安装在支撑板上；所述限位板为L型结构，通过螺栓连接固定在立柱上，并与立柱垂直，所述限位板的螺栓沉头孔为槽型，可方便调节限位板的高度；所述限位板上开有螺纹孔，所述铜滑套通过螺纹连接与限位板连接固定；所述卡槽通过螺栓连接固定在底板上，用于方型电池的定位与固定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。