一種鋰離子電池用三電極電池裝置制造方法
【專利摘要】一種鋰離子電池用三電極電池裝置，該三電極電池裝置包含殼體和上蓋，該三電極電池裝置還包含設置在殼體內(nèi)的第一電芯擋板和第二電芯擋板，該三電極電池裝置還包含設置在蓋板上的第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓和第四螺栓，第一螺栓和第四螺栓連接參比電極金屬柱，作為參比電極接線柱，第二螺栓和第三螺栓連接正負電極金屬柱，分別作為正負電極接線柱，該三電極電池裝置還包含設置在所述正負電極金屬柱末端的極耳夾，該極耳夾連接第一電芯擋板的上部，所述的第一電芯擋板上具有凹槽，該凹槽與參比電極金屬柱相接觸。本發(fā)明密封性好，監(jiān)測精確，容量可調(diào)，裝卸方便，安全性高。
【專利說明】一種鋰離子電池用三電極電池裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鋰離子電池用三電極電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池憑借其比能量高、壽命長、開路電壓高、自放電率低、對環(huán)境友好、價格 低廉等優(yōu)點，成為電池市場的新力軍。隨著鋰離子電池在電動汽車和儲能領(lǐng)域的廣泛使用， 對其材料、性能以及安全問題的研究工作也越來越多。為了更好地研究鋰離子電池正負極 的性能，經(jīng)常引入第三個電極作為參比電極，以參比電極作為標準，分別測試正極或者負極 對比參比電極的電位。
[0003]設計鋰離子電池三電極電池的主要目的是實現(xiàn)在軟包裝電池正常工作時正極、負 極的電壓變化，以期分別研究在電池實際工作時正極、負極對全電池的電性能貢獻。
[0004]鋰離子電池三電極電池最好是富液體系，以保證參比電極與電池電芯之間的離子 通路，電芯的電性能的良好發(fā)揮一般需要電芯中正極片、負極片與隔膜之間盡可能緊湊。常 規(guī)軟包裝鋰離子電池一般通過抽真空實現(xiàn)電芯的緊湊，但是對鋰離子電池三電極電池進行 抽真空會將游離電解液抽除。因此，需要尋找一種即可實現(xiàn)三電極電池測試性能，同時又可 以保證三電極電池中電芯的電性能正常發(fā)揮的裝置。
[0005]實用新型專利ZL 200620175347.0公開了一種三電極電池，包括電池殼體、電芯、 參比電極和電解液，以鉚釘作為第三電極與蓋板鉚接在一起，并且位于電芯內(nèi)部，該三電極 電池實現(xiàn)了電池的密封性能。但是該專利沒有公開保持不同容量電芯緊湊性的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供一種鋰離子電池用三電極電池裝置，密封性好，監(jiān)測精確，容量可調(diào)， 裝卸方便，安全性高。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種鋰離子電池用三電極電池裝置，該三電極電 池裝置包含殼體和上蓋，該三電極電池裝置還包含設置在殼體內(nèi)的第一電芯擋板和第二電 芯擋板，該三電極電池裝置還包含設置在蓋板上的第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓和第四螺 栓，第一螺栓和第四螺栓連接參比電極金屬柱，作為參比電極接線柱，第二螺栓和第三螺栓 連接正負電極金屬柱，分別作為正負電極接線柱，該三電極電池裝置還包含設置在所述正 負電極金屬柱末端的極耳夾，該極耳夾連接第一電芯擋板的上部，所述的第一電芯擋板上 具有凹槽，該凹槽與參比電極金屬柱相接觸。
[0008]所述殼體和上蓋之間通過第一緊固螺栓進行緊固密封。
[0009]所述第二電芯擋板通過第二緊固螺栓和第一電芯擋板進行緊固連接。
[0010]所述的第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓和第四螺栓通過橡膠密封圈嵌入設置在蓋 板上。
[0011]所述的極耳夾通過螺栓連接第一電芯擋板的上部。
[0012]所述凹槽中可放置金屬鋰片作為參比電極。[0013]所述第一電芯擋板與第二電芯擋板之間可以放置鋰離子電池電芯，根據(jù)所放置的 電芯厚度，通過第二緊固螺栓調(diào)節(jié)兩個擋板之間的間隙。
[0014]本發(fā)明有如下有益效果:
本發(fā)明提供的鋰離子電池用三電極電池通過電芯夾具將電芯與參比電極隔開，并通過 極耳夾將極柱與電芯的極耳和參比電極直接相連，電芯夾具通過螺栓進行緊固，不需進行 抽真空處理即可保證電芯的緊湊，保證了電池處于富液狀態(tài)下，且具有良好密封性和接觸 性，降低了三電極電池內(nèi)阻，提高了三電極電池測試的穩(wěn)定性和準確性，電芯夾具內(nèi)部空間 具有可調(diào)節(jié)功能，可實現(xiàn)不同容量電芯的性能測試，三電極電池可重復利用，各零部件均可 拆卸，便于進行全面清潔，保證使用的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的鋰離子電池用三電極電池裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是正極為錳酸鋰，負極為鈦酸鋰的全電池的三電極測試充放電曲線。
[0017]圖3是與圖2相對應的鈦酸鋰負極和錳酸鋰正極分別以金屬鋰為參比電極的充放 電曲線。
【具體實施方式】
[0018]以下根據(jù)圖1?圖3，具體說明本發(fā)明的較佳實施例。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供一種鋰離子電池用三電極電池裝置，該三電極電池裝置 包含殼體11和上蓋12，所述殼體11和上蓋12之間通過第一緊固螺栓13進行緊固密封，該 三電極電池裝置還包含設置在殼體11內(nèi)的第一電芯擋板7和第二電芯擋板8,該三電極電 池裝置還包含通過橡膠密封圈嵌入設置在蓋板12上的第一螺栓1、第二螺栓2、第三螺栓3 和第四螺栓4，第一螺栓I和第四螺栓4連接參比電極金屬柱5，作為參比電極接線柱，第二 螺栓2和第三螺栓3連接正負電極金屬柱14，分別作為正負電極接線柱，該三電極電池裝置 還包含設置在所述正負電極金屬柱14末端的極耳夾10，該極耳夾10通過螺栓連接第一電 芯擋板7的上部，所述的第一電芯擋板7上具有凹槽6，該凹槽6與參比電極金屬柱5相接 觸，所述凹槽6中可放置金屬鋰片作為參比電極。所述第二電芯擋板8通過第二緊固螺栓 9與第一電芯擋板7進行緊固連接。所述第一電芯擋板7與第二電芯擋板8之間可以放置 鋰離子電池電芯，根據(jù)所放置的電芯厚度，通過第二緊固螺栓9調(diào)節(jié)兩個擋板之間的間隙。
[0020]所述殼體11和上蓋12采用但不限于不銹鋼材質(zhì)。所述第一電芯擋板7和第二電 芯擋板8采用但不限于聚四氟乙烯。所述參比電極金屬柱5采用但不限于金屬銅或金屬鋁。 所述正負電極金屬柱14與末端的極耳夾10采用但不限于金屬銅或金屬鋁。
[0021]以錳酸鋰(LMO)為正極，鈦酸鋰(LTO)為負極組裝鋰離子電池，電池容量由鈦酸鋰 負極容量限制，所述鋰離子電池命名為MT電池。以金屬鋰片作為參比電極，利用本發(fā)明提 供的三電極電池裝置對MT電池進行電性能研究。
[0022]圖2為MT電池的全電池三電極測試充放電曲線，圖3是與圖2相對應的錳酸鋰正 極和鈦酸鋰負極分別以金屬鋰為參比電極的充放電曲線。
[0023]其中設置的MT電池的充放電電壓范圍為:2.8疒1.8V，充放電電流均為0.5C倍率 電流。[0024]從圖2中可以看出，MT電池全電池的放電電壓平臺為2.5V^2.25V，放電至2.25V 以后，電壓急劇下降至截止電壓1.8V;充電電壓平臺為2.5^2.7V，充電至2.7V以后電壓急劇上升至截止電壓2.8V。
[0025]分析與之對應的圖3中曲線可以發(fā)現(xiàn)，全電池的整個放電過程中，鈦酸鋰負極處于脫鋰過程，電位范圍為1.5V~2.0V，錳酸鋰正極處于嵌鋰過程，電位范圍為3.97疒3.84V。 全電池的整個充電過程中，鈦酸鋰負極處于嵌鋰過程，電位范圍為2.(Tl.3V，錳酸鋰正極處于脫鋰過程，電位范圍為4.04疒4.15V。
[0026]可見，全電池的充放電過程中，錳酸鋰正極一直處于其脫嵌鋰電位平臺區(qū)域，電池充放電的截止取決于限容極鈦酸鋰負極的脫嵌鋰反應。
[0027]盡管本發(fā)明的內(nèi) 容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池用三電極電池裝置，其特征在于，該三電極電池裝置包含殼體(Ii) 和上蓋(12)，該三電極電池裝置還包含設置在殼體(11)內(nèi)的第一電芯擋板(7)和第二電芯 擋板(8)，該三電極電池裝置還包含設置在蓋板(12)上的第一螺栓(I)、第二螺栓(2)、第三 螺栓(3)和第四螺栓(4)，第一螺栓(I)和第四螺栓(4)連接參比電極金屬柱(5)，作為參比 電極接線柱，第二螺栓(2)和第三螺栓(3)連接正負電極金屬柱(14)，分別作為正負電極接 線柱，該三電極電池裝置還包含設置在所述正負電極金屬柱(14)末端的極耳夾(10)，該極 耳夾(10)連接第一電芯擋板(7)的上部，所述的第一電芯擋板(7)上具有凹槽(6)，該凹槽(6)與參比電極金屬柱(5)相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三電極電池裝置，其特征在于，所述殼體(11)和 上蓋(12)之間通過第一緊固螺栓(13)進行緊固密封。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三電極電池裝置，其特征在于，所述第二電芯擋 板(8)通過第二緊固螺栓(9)和第一電芯擋板(7)進行緊固連接。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三電極電池裝置，其特征在于，所述的第一螺栓(I)、第二螺栓(2)、第三螺栓(3)和第四螺栓(4)通過橡膠密封圈嵌入設置在蓋板(12)上。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三電極電池裝置，其特征在于，所述的極耳夾(10)通過螺栓連接第一電芯擋板(7)的上部。
6.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三電極電池裝置，其特征在于，所述凹槽(6)中可 放置金屬鋰片作為參比電極。
7.如權(quán)利要求3所述的鋰離子電池用三電極電池裝置，其特征在于，所述第一電芯擋 板(7)與第二電芯擋板(8)之間可以放置鋰離子電池電芯，根據(jù)所放置的電芯厚度，通過第 二緊固螺栓(9 )調(diào)節(jié)兩個擋板之間的間隙。
【文檔編號】H01M10/48GK103500859SQ201310444519
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】張邦玲, 張熠霄, 解晶瑩, 馮毅, 晏莉琴, 馬尚德 申請人:上海動力儲能電池系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司, 上海空間電源研究所