CN119108656B - 电池静置工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源电池技术领域，公开了一种电池静置工装，在电池注液后电池的一端可插入电池安装孔进行静置，由于结构件的对锂电位较低，结构件与电池壳体接触后能降低电池负极的对锂电位，从而抑制电池壳体镀层被破坏部分的铁被氧化析出，显著减少电池壳体腐蚀现象的发生。该电池静置工装，包括：盖体，所述盖体上设置有至少一个电池安装孔，所述电池安装孔适于电池的一端插入，所述电池安装孔的内壁设置有结构件，所述结构件适于抵接所述电池的壳体外壁，所述结构件的对锂电位小于所述电池壳体的对锂电位，所述结构件的对锂电位为T，所述结构件的表面积为S，T/S的范围满足0＜T/S≤2.9，T/S的单位是V/cm²。

Description

电池静置工装

技术领域

本发明涉及新能源电池技术领域，具体涉及一种电池静置工装。

背景技术

随着新能源技术的不断发展，新能源电池作为一种环保的能量存储和释放装置，已广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等众多技术领域。

现有的圆柱电池的壳体通常采用镀镍不锈钢，该壳体作为电池负极。在电池进行封口焊接时，可能会破坏壳体镀层、露出含铁的不锈钢，当电池注液后，负极对锂电位大于铁的氧化电位，镀层被破坏的不锈钢位置铁容易被氧化，在电池充放电过程负极被还原，铁和铁的氧化物会在壳体集流盘位置沉积，部分铁和铁的氧化物还会存在于电池极片间，导致电池自放电离散，出现自放电异常问题，影响电池性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电池静置工装，以解决现有电池壳体镀层破坏后容易腐蚀导致自放电异常、影响电池性能的问题。

第一方面，本发明提供了一种电池静置工装，包括：盖体，所述盖体上设置有至少一个电池安装孔，所述电池安装孔适于电池的一端插入，所述电池安装孔的内壁设置有结构件，所述结构件适于抵接所述电池的壳体外壁，所述结构件的对锂电位小于所述电池壳体的对锂电位，所述结构件的对锂电位为T，所述结构件的表面积为S，T/S的范围满足0＜T/S≤2.9，T/S的单位是V/cm²。

有益效果：本发明的电池静置工装，在电池注液后，电池的一端可插入电池安装孔进行静置，结构件与电池壳体外壁持续抵接，由于结构件的对锂电位小于电池壳体的对锂电位，结构件与电池壳体接触后形成等电势体，能降低电池壳体（负极）的对锂电位，从而抑制电池壳体镀层被破坏部分的铁被氧化析出，显著减少电池壳体腐蚀现象的发生，解决电池自放电异常问题，提高电池性能。另外，通过对结构件对锂电位T与结构件表面积S比值范围的限定，即0＜T/S≤2.9，在结构件采用对锂电位较低的金属材料时，满足上述比值范围的结构件能快速拉低电池壳体的对锂电位，因此结构件的表面积可以小一些，即结构件与电池壳体的接触面积可以小一些，以节约成本，而在结构件采用对锂电位较高的金属材料时，为了快速拉低电池壳体的对锂电位，需要结构件的表面积大一些，即结构件与电池壳体的接触面积大一些。满足上述比值范围的结构件，能有效且快速地降低电池壳体的对锂电位，显著减少电池壳体腐蚀现象的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电池静置工装的整体分解示意图；

图2为本发明电池静置工装中盖体的示意图；

图3为本发明电池静置工装中盖体和电池配合的剖视图。

附图标记说明：

1、盖体；101、电池安装孔；2、电池；3、结构件；4、托盘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1、图2和图3，描述本发明电池静置工装的实施例。

根据本发明的实施例，一方面，提供了一种电池静置工装，包括：盖体1，盖体1上设置有至少一个电池安装孔101，电池安装孔101适于电池2的一端插入，电池安装孔101的内壁设置有结构件3，结构件3适于抵接电池2的壳体外壁，结构件3的对锂电位小于电池2壳体的对锂电位，结构件3的对锂电位为T，结构件3的表面积为S，T/S的范围满足0＜T/S≤2.9，T/S的单位是V/cm²。

这种电池静置工装，在电池2注液后，电池2的一端可插入电池安装孔101进行静置，结构件3与电池2壳体外壁持续抵接，由于结构件3的对锂电位小于电池2壳体的对锂电位，结构件3与电池2壳体接触后形成等电势体，能降低电池2壳体（负极）的对锂电位，从而抑制电池2壳体镀层被破坏部分的铁被氧化析出，显著减少电池2壳体腐蚀现象的发生，解决电池自放电异常问题，提高电池性能。另外，通过对结构件3对锂电位T与结构件3表面积S比值范围的限定，即0＜T/S≤2.9，在结构件3采用对锂电位较低的金属材料时，满足上述比值范围的结构件3能快速拉低电池2壳体的对锂电位，因此结构件3的表面积可以小一些，即结构件3与电池2壳体的接触面积可以小一些，以节约成本，而在结构件3采用对锂电位较高的金属材料时，为了快速拉低电池2壳体的对锂电位，需要结构件3的表面积大一些，即结构件3与电池2壳体的接触面积大一些。满足上述比值范围的结构件3，能有效且快速地降低电池2壳体的对锂电位，显著减少电池2壳体腐蚀现象的发生。

本实施例的电池静置工装，用于在电池一次注液后、化成之前，进行电池静置。该电池静置工装的作用是降低电池壳体（负极）的对锂电位，以减少或避免电池壳体镀层被破坏部分的铁被氧化析出，显著减少电池壳体腐蚀现象的发生，解决电池自放电异常问题。

本实施例中，对锂电位是指在电池测试中，取锂金属作为参比电极，此时测试所得的工作电极的电位。

盖体1的尺寸与待静置的电池2的数量匹配，盖体1上设置有至少一个电池安装孔101，电池安装孔101的数量等于或大于待静置的电池2数量。电池安装孔101的数量可以为一个，也可以为两个或多个。

在本实施例中，盖体1朝向电池2的一侧，设置有二十五个电池安装孔101，每五个电池安装孔101为一排，共设置有五排电池安装孔101。因此，本实施例的电池静置工装最多适于同时静置25个电池2。

电池安装孔101适于电池2的一端插入，例如电池2的正极端可以插入电池安装孔101，电池2的负极端也可以插入电池安装孔101，只要保证结构件3能持续抵接电池2的壳体外壁即可。电池2的正极端是指设置有电池正极的一端，电池2的负极端是指与正极端相对的一端。

结构件3设置在电池安装孔101的内壁，当电池2的一端插入电池安装孔101后，结构件3能抵接电池2的壳体外壁，以降低电池负极的对锂电位。结构件3的对锂电位小于电池2壳体的对锂电位，在结构件3接触电池2的壳体外壁后，电池2的壳体外壁为电池负极，结构件3能拉低电池负极的对锂电位，抑制电池壳体镀层被破坏部分的铁被氧化析出，从而减少电池壳体腐蚀现象的发生。

对结构件3对锂电位T与结构件3表面积S比值范围的限定，即0＜T/S≤2.9，上述比值范围的结构件3，能有效且快速地降低电池2壳体的对锂电位，显著减少电池2壳体腐蚀现象的发生。

例如，对结构件3对锂电位T与结构件3表面积S比值T/S可为0.1、0.5、1、1.3、1.7、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9等。

进一步地，结构件3的对锂电位0＜T≤2.9V。例如，结构件3的对锂电位可为2.9V、2.2V、2V、1.5V、1.1V、0.8V、0.4V等。

可选地，结构件3的对锂电位等于或小于铁的氧化电位，以提高抑制电池壳体镀层被破坏部分的铁被氧化析出的效果。

进一步地，结构件3的表面积S范围是1cm²≤S≤144.5cm²。

电池安装孔101的内壁设置有结构件3，结构件3用于抵接电池2的壳体外壁，电池安装孔101的内部空间有限，如果结构件3的表面积S过大，则结构件3会占用过多设置空间，影响电池2的设置，如果结构件3的表面积S过小，则不利于快速拉低电池2壳体的对锂电位。

例如，结构件3的表面积S可为1cm²、6 cm²、15 cm²、23 cm²、36 cm²、42 cm²、58 cm²、67 cm²、74 cm²、85 cm²、96 cm²、103 cm²、122 cm²、137 cm²、144.5 cm²等。

电池安装孔101为盲孔，结构件3沿电池安装孔101深度方向的高度为H，电池安装孔101的深度为d，H:d的比值范围是0.9≤H/d≤1，例如，H:d的比值可为0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1等。在上述比值范围内，结构件3的高度不会大于电池安装孔101的深度，结构件3不会超出电池安装孔101，以避免剐蹭电池外壳。同时，上述比值范围内，结构件3也不会太小，而影响结构件3与电池壳体外壁的接触以及降低负极对锂电位的效果。上述比值的结构件3与电池2的壳体具有较大的接触面积，能使结构件3与电池2的壳体外壁充分接触，以有效降低电池负极的对锂电位。

进一步地，结构件3沿电池安装孔101径向的厚度为I，厚度I的范围是1mm≤I≤2mm。

沿电池安装孔101径向方向，结构件3的厚度为I，结构件3的厚度I范围是1mm≤I≤2mm，由于如果结构件3的厚度太厚，则会对电池2的壳体造成压痕，损伤电池2的壳体，而如果结构件3的厚度太薄，则结构件3无法和电池2的壳体产生可靠地接触，影响降低电池壳体对锂电位的效果。而上述厚度范围内的结构件3，既不会损伤电池2的壳体，而且能与电池2的壳体可靠接触，以保证降低电池负极对锂电位的效果。

例如，结构件3沿电池安装孔101径向的厚度I可为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm等。

进一步地，结构件3为沿电池安装孔101周向设置的弧形结构，结构件3的弧长为L，电池安装孔101的周长为c，L：c的比值范围是0.07≤L/c≤1。

由于电池安装孔101为圆形孔，其内壁的周长为c，结构件3的弧长L与电池安装孔101内壁周长c的比值为0.07≤L/c≤1。如果上述比值过小，容易导致结构件3与电池2壳体外壁没有足够可靠且有效的接触，影响降低电池负极对锂电位的效果，而如果上述比值过大，则对结构件3的加工精度要求较高，会加大制造难度和制造成本。上述比值范围内的结构件3，能充分贴合、接触电池2的壳体外壁，既能保证接触面足够大，又能对电池2形成保护，而且有利于降低制造成本。

例如，L：c的比值可为0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等。

进一步地，结构件3的弧长的范围是10mm≤L≤144mm。

由于电池安装孔101为圆形孔，其内壁为弧形结构，为了可靠设置结构件3，结构件3整体为与电池安装孔101内壁匹配的弧形结构。结构件3的弧长为L，弧长L的范围是10mm≤L≤144mm。上述弧长L的范围保证结构件3能与电池2的壳体外壁进行可靠接触、接触面足够大，以保证降低电池负极对锂电位的效果。

例如，结构件3的弧长L可为10mm、21mm、33mm、46mm、52mm、68mm、72mm、88mm、96mm、105mm、113mm、126mm、139mm、144mm等。

进一步地，结构件3沿电池安装孔101深度方向且靠近电池安装孔101敞口端的一侧形成倒角。

即结构件3朝向电池2的端面与结构件3抵接电池2的侧面之间的夹角位置形成倒角。在本实施例中，电池2的正极端插入电池安装孔101，即盖体1整体设置在电池2的上方。由于盖体1盖设在电池2的上端（正极端），结构件3的下端面与结构件3与电池壳体外壁抵接的侧面之间的夹角形成倒角。在电池安装孔101插入电池2一端的过程中，该倒角能对电池2形成保护，使电池2的壳体不会被划伤，避免影响电池产品的质量。

进一步地，电池安装孔101的内壁包括侧壁和底壁，结构件3呈L型，结构件3贴附于电池安装孔101的侧壁和底壁。

电池安装孔101为盲孔，电池安装孔101的内壁包括侧壁和底壁，结构件3整体呈L型结构，结构件3设置到电池安装孔101时，结构件3整体贴合于电池安装孔101的内壁，即结构件3贴附于电池安装孔101的侧壁和底壁，以避让电池2的安装路径，同时有利于减小结构件3在电池安装孔101内的空间占用。

进一步地，结构件3设置有多个，相邻结构件3之间均匀间隔设置。

结构件3的数量可为一个，也可为两个或多个，通过增加结构件3的数量，能提高降低电池负极对锂电位的速率和效果。可选地，相邻结构件3之间均匀间隔设置，不仅能提升降低电池负极对锂电位的效果，而且可以使电池2四周受力均匀，使电池2整体居中设置，有利于提高结构可靠性和稳定性。

进一步地，结构件3设置有偶数个，结构件3两两相对设置。偶数个结构件3两两相对设置，能进一步提升电池2受力的均匀性，提高结构可靠性，同时也有利于进一步提升降低电池负极对锂电位的速率和效果。

在本实施例中，结构件3设置有两个，且两个结构件3相对设置。

在本实施例中，结构件3采用铝制成。这种材质容易获得，且成本较低，有利于降低整体工装装置的制造成本。

进一步地，电池安装孔101垂直于其深度方向的截面为圆形。

在本实施例中，电池2为圆柱电池，因此电池安装孔101垂直于其深度方向的截面为圆形，即电池安装孔101垂直于其轴向的截面为圆形，以适应于圆柱电池的静置。电池安装孔101的内径大于电池2的壳体外径，以便于电池2能够顺利插入电池安装孔101。

进一步地，电池静置工装还包括托盘4，托盘4适于容纳至少一个电池2，盖体1与托盘4的敞口端配合。

如图1所示，托盘4具有一定深度，托盘4的深度与电池2的轴向高度相匹配，托盘4的尺寸也与待静置的电池2的数量相匹配。在本实施例中，托盘4为类正方体结构，盖体1为正方形盖体。托盘4具有敞口端，该敞口端朝上设置，盖体1适于盖设在该敞口端处。电池2适于竖直地放置在托盘4内。

可选地，可以在托盘4的底部预先设置电池摆放位，该电池摆放位与盖体1上各个电池安装孔101的位置相对应，以便操作人员能快速地将待静置的电池2摆放到托盘4内，并能匹配地盖设盖体1。

下面结合附图，对本实施例电池静置工装对电池的静置过程进行叙述：

在电池2进行了一次注液后、并在化成之前，需要将电池2放置到本实施例的电池静置工装中进行静置，以降低电池负极的对锂电位，改善电池壳体腐蚀的情况。

先将各个待静置的电池2放置到托盘4内，然后盖设盖体1，每个电池安装孔101对应一个电池2，将电池2的正极端插入电池安装孔101，当电池2的正极端插入电池安装孔101后，结构件3会与电池2的壳体外壁抵接，由于结构件3的对锂电位比电池负极的对锂电位低，在结构件3与电池2的壳体外壁接触后，结构件3和电池2的壳体外壁成为等电势体，使得电池负极的对锂电位降低。为了保证效果，上述静置过程持续至少24小时。

当电池开始化成、电池充电后，电池正极的对锂电位升高，电池负极的对锂电位降低，便不会出现壳体腐蚀氧化的问题，此时，可将电池2从本实施例的电池静置工装中取出，从而完成静置过程。

经过上述静置过程，能在电池化成前降低电池负极的对锂电位，能有效抑制电池壳体镀层被破坏部分的铁被氧化析出，显著减少电池壳体腐蚀现象，从而保证电池性能，提高产品质量。

在其他实施例中，为了避免电池安装孔101与电池正极直接接触，还可以在电池安装孔101远离电池2端面的孔底朝远离电池2方向成型电池正极容纳孔，电池安装孔101适于电池2的正极端插入，电池2的正极插入电池正极容纳孔。由于电池2的正极端设置有正极，并且正极凸出于正极端设置，因此在电池安装孔101远离电池2端面的孔底朝远离电池2方向成型电池正极容纳孔，即电池安装孔101的孔底向上成型出电池正极容纳孔，当电池2的正极端插入电池安装孔101后，电池2的正极置于电池正极容纳孔中，以对电池正极进行保护。

并且，电池正极容纳孔的内径尺寸应大于电池2的正极的外径尺寸，电池2的正极置于电池正极容纳孔后，电池2的正极与电池正极容纳孔的内壁不接触。可选的，电池正极容纳孔的孔底也不与电池正极的顶部接触。此时，电池安装孔101的内径大于电池正极容纳孔的内径，电池安装孔101与电池正极容纳孔形成台阶孔结构，以匹配电池2正极端的形状。

其他实施例中，还可以将电池2的负极端插入电池安装孔101，此时，需要盖体1与托盘对调位置，只要能保证结构件3能与电池2的壳体外壁可靠接触即可。

当然，在其他实施例中，还可以在托盘4上设置电池容纳孔，并在电池容纳孔的内壁设置结构件3，结构件3能够与电池2的壳体外壁抵接，可以进一步降低电池负极对锂电位，提高减少电池壳体腐蚀的效果。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (14)

1.一种电池静置工装，其特征在于，包括：盖体（1），所述盖体（1）上设置有至少一个电池安装孔（101），所述电池安装孔（101）适于电池（2）的一端插入，所述电池安装孔（101）的内壁设置有结构件（3），所述结构件（3）适于抵接所述电池（2）的壳体外壁，所述电池（2）的壳体为负极，所述结构件（3）的对锂电位小于所述电池（2）壳体的对锂电位，所述结构件（3）的对锂电位为T，所述结构件（3）的表面积为S，T/S的范围满足0＜T/S≤2.9，T/S的单位是V/cm²。

2.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）的对锂电位0＜T≤2.9V。

3.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）的表面积S范围是1cm²≤S≤144.5cm²。

4.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）沿所述电池安装孔（101）深度方向的高度为H，所述电池安装孔（101）的深度为d，H:d的比值范围是0.9≤H/d≤1。

5.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）沿所述电池安装孔（101）径向的厚度为I，厚度I的范围是1mm≤I≤2mm。

6.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）为沿所述电池安装孔（101）周向设置的弧形结构，所述结构件（3）的弧长为L，所述电池安装孔（101）的周长为c，L：c的比值范围是0.07≤L/c≤1。

7.根据权利要求6所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）的弧长L的范围是10mm≤L≤144mm。

8.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）沿电池安装孔（101）深度方向且靠近所述电池安装孔（101）敞口端的一侧形成倒角。

9.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述电池安装孔（101）的内壁包括侧壁和底壁，所述结构件（3）呈L型，所述结构件（3）贴附于所述电池安装孔（101）的所述侧壁和所述底壁。

10.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）设置有多个，相邻所述结构件（3）之间均匀间隔设置。

11.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）设置有偶数个，所述结构件（3）两两相对设置。

12.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述电池安装孔（101）垂直于其深度方向的截面为圆形。

13.根据权利要求1所述的电池静置工装，其特征在于，所述结构件（3）的材质为铝。

14.根据权利要求1-13任一项所述的电池静置工装，其特征在于，还包括托盘（4），所述托盘（4）适于容纳至少一个所述电池（2），所述盖体（1）与所述托盘（4）的敞口端配合。