深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝的製作方法
2023-06-01 15:16:51 1
專利名稱：深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池組的封裝工藝，特別是一種深海作業中使用的能夠使環保畜電池組適合高壓、低溫工作條件的離子動力環保畜電池組封裝工藝。
背景技術：
由於深海環境的高壓、低溫、海水腐蝕等特點，因此，各種深海設備不能直接使用陸地上的各種電池。
通常在深海工作的電池及電池組其構成主要有以下幾種方法①將大功率蓄電池裝在耐壓倉內，使電池免受深海的高壓、海水腐蝕的影響，但其重量大、製造成本高；②利用類似鉛酸(矽鹽)畜電池的結構特點，將其內部充滿電解液制使殼體內外壓力平衡，製造出可直接浸在高壓海水中使用的電池，此類電池如發生電解液外洩會對大海造成汙染，另外在充電時會有氣體溢出，重新下海前需要補液，使用不太方便；③利用海水做為電解質的海水溶氧電池(鎂鋁電池)，此類電池的環保效果好，但是功率過小不適合作為動力電池。
上述深海動力畜電池存在重量大、成本高、造成深海汙染、使用不方便的缺陷。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對現有技術的不足，提供一種經濟可靠、使用方便、綠色環保的可直接用於深海的直浸式固態鋰離子動力畜電池組的封裝工藝，該封裝工藝製造出的電池組工作深度可達深海6000米以下。
為此，本發明提供了一種深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝，其特徵在於，包括如下步驟
步驟1、選用能夠在高壓和低溫下正常工作的聚合物包裝的磷酸鐵鋰畜電池電芯或錳酸鋰畜電池電芯，將所述電芯按設定的電池組容量通過並聯、串聯組成設定參數電池組芯體；步驟2、將用於對所述電池組芯體充放電管理和過載保護、且能夠在高壓和低溫下正常工作的電池組管理電路與所述電池組芯體連接，所述電池組芯體與所述電池組管理電路構成電池組核心部；步驟3、選用耐介質性及密封性好的環保型鋰電池密封膠在所述電池組核心部的各電芯極耳及各電芯封口周邊2釐米範圍內均勻塗敷至設定厚度後乾燥；步驟4、將封膠乾燥後的所述電池組核心部放置在耐海水腐蝕塑料的防水密封盒體內，所述防水密封盒體的壁厚小於等於3毫米，且封膠後的所述電池組核心部的各面與所述盒體內壁的間距大於等於5毫米；步驟5、所述電池組管理電路的用於充或放電的兩極採用深海水密接插件伸出所述盒體；步驟6、所述盒體內壁與所述電池組核心部之間使用矽橡膠或樹脂膠懸浮真空灌封形成琥珀式結構。
本發明的優點在於①解決了鋰離子電池在深海應用中的過壓漏液修復問題，大大延長了鋰電池組使用壽命；②鋰電池是目前比能量最大的電池之一，本發明使深海電池在同等容量條件下重量大大減輕，比能量達到80Wh/Kg以上。使用磷酸鐵鋰電芯時充放電循環可達到2000次以上(錳酸鋰為800次以上)；③所使用的製造材料均為無重金屬、無毒性的環保型物質，具備本質的環保特性，是一款「綠色、環保型」深海電池，不會對人類的海洋造成環境汙染；④電池組封裝中幾乎無金屬材料，大大降底了生產成本和產品的重量；⑤電池組內部有均勻充電和過載保護電路，實現了大容量鋰電池組的兩線制輸出/充電，減少接插件數量，使用簡便；⑥電池組無液態成分，清潔衛生、可靠性高；⑦可實現大電流放電，10C充放電效率達到96％以上，容量保持率90％以上，可實現15C放電。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發明第一優選實施例的流程圖；圖2為電池組與電池組管理電路及深海水密接插件的連接圖；圖3為封裝好後的一種產品的剖面圖。
附圖標記說明1-電池； 2-電池組；3-電池組管理電路板；4-深海水密接插件；5-封膠。
6-封裝殼體具體實施方式
圖1為本發明第一優選實施例的流程圖。如圖1所示，本實施例包括如下步驟步驟101、選用能夠保證電池組在高壓和低溫下正常工作的聚合物包裝的磷酸鐵鋰畜電池電芯或錳酸鋰畜電池電芯，將所述電芯按設定的電池組容量通過並聯、串聯組成設定參數電池組芯體；步驟102、將用於對所述電池組芯體充放電管理和過載保護的、且能夠在高壓和低溫下正常工作的電池組管理電路與所述電池組芯體連接，所述電池組芯體與所述電池組管理電路構成電池組核心部；步驟103、選用耐介質性及密封性好的環保型鋰電池密封膠在所述電池組核心部的各電芯極耳及各電芯封口周邊2CM範圍內均勻塗敷至設定厚度後乾燥；步驟104、將封膠乾燥後的所述電池組核心部放置在耐海水腐蝕塑料的防水密封盒體內，所述防水密封盒體的壁厚小於等於3毫米，且封膠後的所述電池組核心部的各面與所述盒體內壁的間距大於等於5毫米；步驟105、所述電池組管理電路的用於充或放電的兩極採用深海水密接插件伸出所述盒體；步驟106、所述盒體內壁與所述電池組核心部之間使用矽橡膠或樹脂膠懸真空浮灌封形成琥珀式結構。
上述實施例中，步驟106中的矽橡膠可採用雙組份矽橡膠；步驟106中的樹脂膠可採用雙組份樹脂膠。
上述實施例中，步驟101中的磷酸鐵鋰畜電池電芯可選用標稱電壓3.1V的；錳酸鋰電芯可選用標稱電壓3.7V的。例如要得到24V 45Ah的電池組，可使用容量為9Ah的磷酸鐵鋰電芯40隻，通過5並8串電氣連接獲得，如圖2，圖2為電池組與電池組管理電路及深海水密接插件的連接圖。
上述實施例中，步驟102中的塗敷厚度大於0.1毫米。因為深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池是重複使用的，在經反覆高壓衝擊後有可能發生電解液外洩，外洩的電解液在電池組減壓過程中會回吸到電芯中，一但這種含有雜質的電解液進入電芯，電芯性能會急劇變壞，導致電池組容量下降而無法使用。鋰電池專用密封膠不溶於各種鋰電池的電解液並能在電芯漏液時起到與外界物質的絕緣，使回吸的電解液純淨不含雜質。
上述實施例中，使用電池組管理電路帶來一個優點，由於將電池組管理電路與電池組芯體一起封裝在電池組核心部內，電池充放電僅用一正一負兩條線就可實現，這大大減少了深海水密接插件的使用數量，提高了可靠性，降低了生產成本。
上述實施例中，步驟104的盒體可選用ABS工程塑料或其它耐海水腐蝕塑料製成的防水密封盒體，密封盒採用厚度小於等於3mm的薄壁盒體以均衡的將外部壓力向內傳導。
上述實施例中，步驟105採用的是高抗壓、高絕緣性和耐氧化性的滿足工作參數要求的深海水密接插件。本實施例由於使用了與鋰離子電池一起封裝的電池組管理電路，所以電池組核心部與外部的連接線只有兩根，分別是正極(輸出正極或充電正極)與負極(輸出負極或充電負極)。
上述實施例中，可按電路圖2將電池組、管理電路、深海水密接插件進行物理連接。將電路板正極與負極通過兩段單股裸銅線與深海水密接插件連接並將接插件固定於電池組的外殼體上，如圖3，圖3為封裝好後的一種產品剖面圖。
為使深海壓力均衡傳遞到電池組核心部，盒體與電池組核心部之間使用矽橡膠或樹脂膠真空懸浮灌封形成琥珀式結構，如圖3。灌封膠選用雙組份矽橡膠或雙組份樹脂材料，目的是雙組份充分混合後的膠體可在密封空間內深層固化，調配好的雙組份膠體在24小時內可完全固化，形成具有彈性特徵的壓力均衡傳導層，可確保電芯及電路板均衡受壓。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝，其特徵在於，包括如下步驟步驟1、選用能夠在高壓力、低溫度下正常工作的聚合物包裝的磷酸鐵鋰畜電池電芯或錳酸鋰畜電池電芯，將所述電芯按設定的電池組容量通過並聯、串聯組成設定參數電池組芯體；步驟2、將用於對所述電池組芯體充放電管理和過載保護的、且能夠在高壓和低溫下正常工作的電池組管理電路與所述電池組芯體連接，所述電池組芯體與所述電池組管理電路構成電池組核心部；步驟3、選用耐介質性及密封性好的環保型鋰電池密封膠在所述電池組核心部的各電芯極耳及各電芯封口周邊2釐米範圍內均勻塗敷至設定厚度後乾燥；步驟4、將封膠乾燥後的所述電池組核心部放置在耐海水腐蝕塑料的防水密封盒體內，所述防水密封盒體的壁厚小於等於3毫米，且封膠後的所述電池組核心部的各面與所述盒體內壁的間距大於等於5毫米；步驟5、所述電池組管理電路的用於充或放電的兩極採用深海水密接插件伸出所述盒體；步驟6、所述盒體內壁與所述電池組核心部之間使用矽橡膠或樹脂膠懸浮真空灌封形成琥珀式結構。
2.根據權利要求1所述的深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝，其特徵在於，所述步驟2中的塗敷厚度大於0.1毫米。
3.根據權利要求1所述的深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝，其特徵在於，所述步驟6中的矽橡膠採用雙組份矽橡膠。
4.根據權利要求1所述的深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝，其特徵在於，所述步驟6中的樹脂膠採用雙組份樹脂膠。
全文摘要
本發明涉及一種深海直浸式固態鋰離子動力環保畜電池組的封裝工藝，包括如下步驟選用聚合物包裝磷酸鐵鋰畜電池電芯或錳酸鋰電芯，組成所需電池組芯體；將電池組管理電路與所述電池組芯體連接，所述電池組芯體與所述電池組管理電路構成電池組核心部；選用鋰電池密封膠在電池組核心部的各電芯極耳及各電芯封口周邊2釐米範圍內均勻塗敷至設定厚度後乾燥；將封膠乾燥後的電池組核心部放置防水密封盒體內；電池組管理電路的兩極採用深海水密接插件伸出盒體；盒體內壁與所述電池組核心部之間使用矽橡膠或樹脂膠懸浮灌封形成琥珀式結構。本發明提供一種經濟可靠、使用方便、綠色環保的可直接用於深海的直浸式固態鋰離子動力畜電池組的封裝工藝。
文檔編號H01M2/08GK101017910SQ20071001747
公開日2007年8月15日 申請日期2007年3月9日 優先權日2007年3月9日
發明者康圖強, 邵鈞華, 辛川 申請人:康圖強, 邵鈞華, 辛川