[发明专利]用于电化学电池堆的夹持设备

说明书

提供了一种用于电化学电池堆的夹持设备。夹持设备可以包括第一板和第二板。第二板可以相对于第一板是可定位的，以使第一板和第二板之间的空间的大小可以设置成接收电化学电池堆。夹持设备还可以包括将第一板和第二板连接的连接构件。第一板和第二板的至少一个可以是远离另一板移动。连接构件可以具有第一端部和第二端部。夹持设备还可以包括设置在第一端部和第二端部之间的弹性构件。

技术领域

本公开通常涉及夹持设备。尤其是，本公开涉及用于电化学电池堆的夹持设备。

背景技术

锂离子电池通常包括在阳极和阴极之间的分离部和/或电解液。在一些电池中，分离部、阴极和阳极材料各自地形成片或薄膜。阴极、分离部和阳极的片随后被与分离阴极和阳极(例如电极)堆叠或卷制，以形成电池。对于将被卷制的阴极、分离部和阳极，每个片必须是十分易变形的或柔性的，以便在没有故障(例如裂缝、揉碎、机械故障等)的情况下被卷制。通常的电极包括在导电金属(例如，铝和铜)上的电化学活性材料层。例如，碳可以随着非活化的粘合剂沉积在集电器上(例如铜片)。经常使用碳，因为其具有优秀电化学性质并且还可以导电。电极可以被卷制或切割成片，这些片然后被层置成堆。堆具有交替的电化学活性材料，分离部位于电化学活性材料之间。

为了增加锂离子电池的容量的和重量的能量密度，硅已经作为用于阴极的活性材料。但是，在循环期间，阳极活性物质中的硅粒子随充电而膨胀。该膨胀可以使用作集电器的金属箔变形。因为电池堆的层限制在紧密区域中，所以该膨胀可以使金属箔弯曲或变形，因此减小电池堆中的层之间的接触面积。因此，电池接收和释放电荷的能力可能被严重地影响。因此，防止电极变形可以用于减小不可逆的容量和改进循环寿命。

发明内容

在某些实施方式中，提供一种用于电化学电池堆的夹持设备。夹持设备可以包括第一板和相对于第一板可定位的第二板，以使第一板和夹持设备之间的空间的大小可以设置成接收电化学电池堆。夹持设备还可以包括将第一板和第二板连接的连接构件。第一板和第二板的至少一个可以是远离另一板移动。连接构件还可以具有第一端部和第二端部。而且，夹持设备可以包括设置在第一端部和第二端部之间的弹性构件。

在一些实施方式中，第一板和第二板之间的距离变化可以与电化学电池堆的膨胀相关。连接构件的两个端部的至少一个配置为设定在电化学电池堆施加的压力。夹持设备还可以配置为减小电化学电池堆中的电极依据充电而发生的变形。另外，弹性构件可以配置为在电化学电池堆充电期间被压缩，从而减小通过第一板和第二板施加在电化学电池堆上的压力的增加。减小压力的增加可以产生在电化学电池堆上的大体恒定的压力。

在一些实施方式中，弹性构件配置为在电化学电池堆充电期间被压缩，从而减小因为电化学电池堆的膨胀在电化学电池堆上的压力的变化。弹性构件可以包括弹簧、活塞、弹性带、气动活塞或泡沫。连接构件可以包括紧固件、弹簧夹或C形夹。第一端部或第二端部的至少一个可以包括多个螺母或多个紧固件头。

在进一步的实施方式中，提供减小电化学电池堆中的电极的变形的方法。方法包括将电化学电池堆设置在第一板和第二板之间；以及调节连接构件的端部，以设定在电化学电池堆上的施加压力。

在一些实施方式中，方法可以包括充电电化学电池堆。此外，在第一次充电电化学电池堆之前，电化学电池堆可以设置在第一板和第二板之间。方法还可以包括在电池化成或电池预处理之后移除电化学电池堆。

附图说明

图1是根据本文描述的某些实施方式的用于电化学电池堆的示例性夹持设备的照片；

图2是图1所示的示例性夹持设备的略图；

图3A是作为放置在固定间隙夹持设备中的电化学电池堆的电池膨胀的函数的电化学电池堆上的压力的图表；

图3B是作为本文描述的某些实施方式的夹持设备中的电化学电池堆的电池膨胀的函数的电化学电池堆上的压力的图表；