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1、(10)申请公布号 CN 102820481 A (43)申请公布日 2012.12.12 C N 1 0 2 8 2 0 4 8 1 A *CN102820481A* (21)申请号 201210186880.7 (22)申请日 2012.06.07 1109510.6 2011.06.07 GB H01M 10/04(2006.01) (71)申请人勒克朗谢有限公司 地址瑞士伊韦尔东莱班 (72)发明人皮埃尔博朗 卡尔-海因茨佩廷吉尔 (74)专利代理机构北京天昊联合知识产权代理 有限公司 11112 代理人陈源 张天舒 (54) 发明名称 低成本生产锂蓄电池的干燥处理方法 (57) 摘要。
2、 本发明涉及用于制造（大规格）锂电池组的方 法和装置，所述方法包括以下步骤：提供一个或 多个电化学电池；将所述一个或多个电化学电池 装进袋中；部分密封装有所述一个或多个电化学 电池的所述袋；使装有所述一个或多个电化学电 池的所述袋进入干燥箱中；将所述袋置于所述干 燥箱中规定时间；从所述干燥箱中移出所述袋； 将已被干燥的袋转移到电解质填充站；用电解质 来填充所述袋；以及密封所述袋，其中，上述制造 步骤在正常制造环境条件下执行，且只有所选的 关键制造步骤在干燥室条件下执行。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (1。
3、2)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种用于制造（大规格）锂电池组的方法，其包括以下步骤： 提供一个或多个电化学电池； 将所述一个或多个电化学电池装进袋中； 部分密封装有所述一个或多个电化学电池的所述袋； 使装有所述一个或多个电化学电池的所述袋进入干燥箱中； 将所述袋置于所述干燥箱中规定时间； 从所述干燥箱中移出所述袋； 将已被干燥的袋转移到电解质填充站； 用电解质来填充所述袋；以及 密封所述袋， 其中，上述制造步骤在正常制造环境条件下执行，且只有所选的关键制造步骤在干燥 室条件下执行。 2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述所选的关键制造步。
4、骤包括使所述袋进入所 述干燥箱中、将所述袋置于所述干燥箱中和从所述干燥箱中移出所述袋的步骤。 3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用电解质来填充所述袋的制造步骤在干燥 室条件下执行。 4.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，通过在干燥室条件下的隧道，将 所述袋从所述干燥箱中转移到所述填充站。 5.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，在整个制造过程中，所述袋被连 续移动。 6.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，通过干燥气体或干燥空气来保 持所述干燥室条件。 7.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，所述干燥箱被保持在真空中，以 及其中使所述袋进入所述干。
5、燥箱中和从所述干燥箱中移出所述袋的步骤通过相应的气闸 来执行。 8.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，所述一个或多个电化学电池中 的每一个包括至少两个电极和至少一个隔离物。 9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述干燥箱内的真空状态随着所述袋置于所述 干燥箱中的时间而改变，以实现泵吸作用。 10.一种用于制造（大规格）锂电池组的装置，所述装置包括： 干燥箱； 电解质填充站；以及 袋密封站， 干燥箱、电解质填充站和袋密封站都通过袋输送系统连接， 其中，所述干燥箱、所述电解质填充站和所述袋密封站均包括密封的用于充满干燥空 气或惰性气体的制造容积。 11.根据权利要求10所述的装置，其中。
6、，所述干燥箱是在入口处和出口处分别具有气 闸的真空压力箱。 12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述干燥箱是可变真空状态的压力箱。 权 利 要 求 书CN 102820481 A 1/3页 3 低成本生产锂蓄电池的干燥处理方法 技术领域 0001 本发明涉及用于电池组的大规格锂电池的制造。 背景技术 0002 在用于电池组的锂电池的制造中，已知的问题是，锂电池应该只含有最少量的水， 这是因为水会导致腐蚀和副作用，该腐蚀和副作用转而能够导致各电池的性能损失，诸如 容量损失、失去供电能力、等等。 0003 通常，锂电池中的水含量应该小于30ppm。一般地，通过在严格干燥的条件下处理 材料和进行。
7、加工来达到该要求。机械设备和材料被降低湿气而带进干燥室。然而，能够容 纳必需制造装备的全尺寸干燥室的建造和维护成本非常高。 0004 使用干燥室的另一个问题是，就像制造过程所必需的材料必须被带进干燥室一 样，操作制造设备所必需的人员必须能够在不干扰干燥室条件的情况下进入和离开干燥 室。人体携带大量的湿气进入到干燥室中。一旦干燥室为了例如接纳机械设备、材料或人 员而被打开，就要花很长时间来重新达到锂的加工条件，这将降低生产力且使得整个过程 的代价非常高。此外，湿气能够导致控制制造过程中的困难，从而降低产品等级。它还给那 些长期暴露在极端干燥环境中的雇员造成更加艰苦的工作条件。 0005 为了解决。
8、上述问题，下列办法已被提出：用于制造锂电池的材料在被带进干燥室 之前先被预干燥，这将减少进入干燥室的湿气量。 0006 然而，这并没有解决必须建造和维护非常大的干燥室容积所引起的一般问题。 0007 因此，仍然需要为大规格锂电池的制造提供一个有效克服上述问题的解决方案。 发明内容 0008 本发明提出了一种制造大规格锂电池组的方法，其包括以下步骤：装配一个电化 学电池组；将所装配的组装进袋中；部分密封装有所述电化学电池组的所述袋；使装有所 述电化学电池组的所述袋进入干燥箱中；将所述袋置于所述干燥箱中规定时间；将已被干 燥的袋转移到电解质填充站；用电解质来填充所述袋；以及完全密封所述袋。所述方法。
9、与 已知的现有技术的不同在于，上述制造步骤在正常制造环境条件下执行，且只有所选的关 键制造步骤在干燥室条件下执行。 0009 所述方法有效地允许大规格锂电池的制造，其能够在正常加工环境中进行，在该 环境中，干燥室不是必需的，这是因为该制造过程只有关键部分利用干燥室环境而被保持 在干燥室条件下，该干燥室环境只限于被保持在惰性气体或干燥空气下的所选机器，诸如 干燥箱和/或电解质填充站。 0010 优选地，规定的制造步骤的关键部分包括使所述袋进入所述干燥箱中、将所述袋 置于所述干燥箱中和从所述干燥箱中转移所述袋，但还可以包括用电解质来填充所述袋。 所述干燥箱具有高达200的温度范围，但通常保持在12。
10、0。绝对压强范围是0-400mbar， 恒定或可变，通常是50mbar。最后，干燥时间范围从1小时到100小时，但通常保持在12小 说 明 书CN 102820481 A 2/3页 4 时到48小时之间。 0011 在那些条件下，可以作为附着水、可渗透水或结晶水的水都将从电池中扩散出去。 0012 所述干燥箱可以包括为真空技术构造的中央室。该中央室的形状对本发明并不重 要。其构思可以是模块化的。为了将电池带进和带出所述干燥箱，可以提供两个气闸。 0013 在所述干燥箱中，电池可以以任何便利的方式储存，且可以在干燥期间移动或不 动。 0014 为了将所述袋从所述干燥箱中转移到所述填充站，可以使用。
11、在干燥室条件下的隧 道。 0015 在另一个优选实施例中，在整个制造过程中，所述袋可以被连续移动。 0016 可以指出，对于大规格锂电池而言，水提取是一个特殊的问题，因为对于大的电池 规格而言，水提取变得愈加困难。大规格锂电池可以被认为是在至少一个维度上具有大约 10cm或更大的尺寸的锂电池。该尺寸可以大得多。大规格锂电池的典型示例可以具有相当 于德国工业标准DIN的A5规格或更大的尺寸，但可能的规格并不局限于具体的长宽分配。 大规格锂电池通常包括阳极和阴极至少两个电极以及被布置在该阳极和该阴极之间的隔 离物。在双电池配置中，大规格锂电池通常包括一个双面阳极、被布置在该阳极的两侧的两 个隔离物。
12、和两个阴极，或者包括一个双面阴极、被布置在该阴极的两侧的两个隔离物和两 个阳极。每一个电极包括集电极，例如，该集电极可以呈金属箔和活性电极材料的形式。在 本领域中，已经知道各种各样的集电极材料、活性电极材料和隔离物材料。本发明并不局限 于具体的材料或材料组合。集电极之间的间隙的宽度通常小于1mm。从所述电极的中间到 边缘的典型的横向扩散距离在10到20cm之间。目的是使所述电池处于均匀的干燥状态。 0017 为了增强干燥，可以应用专门的“从电池中泵吸出水蒸汽”的作用。压强变化被应 用于所述干燥箱中。例如，压强降低到绝对压强200mbar。经过特定时间后，所述干燥箱结 构中会关于水蒸气压强而平衡。
13、。水蒸气的一部分从所述电池中扩散出来，虽然该扩散是一 个缓慢的过程。为了增强水的输送，所述干燥箱中的压强被降低，从而水蒸气被从所述电池 中输送出来。该循环的重复导致所述电池中的水含量的逐渐下降。 0018 此外，无论如何，干燥处理均不能导致完全干燥。少量剩余的水可能留在所述电池 中，其含量可以是（例如）300ppm。随后，通过填充电解质，该残留的水被抑制为小于30ppm 的值。 0019 本发明所提出的方法能够用于锂电池技术中的任何材料，包括适用于锂电池技术 的任何阳极材料、任何阴极材料、任何隔离物材料和任何电解质。 附图说明 0020 参照附图，可以从所述方法和所述方法中所使用的干燥箱的优选。
14、实施例的下列非 限制性描述中获得进一步的特征和特点，附图中： 0021 图1是圆形真空干燥箱的示意图；以及 0022 图2是具有真空管的干燥箱的模块化概念的示意图。 具体实施方式 0023 在图1中，示出了圆形真空干燥箱2的示意图，圆形真空干燥箱2具有底部封闭而 说 明 书CN 102820481 A 3/3页 5 顶部开放的箱筒4和以密封方式封闭箱筒4的箱盖6。 0024 在后部，示出了入口管8，在前部，示出了类似的出口管10，通过它们，装有锂电池 组电池12的盘子（没有示出）能够进入箱筒4中。在该特定实施例中，装有电池组电池的盘 子在连续移动带14上被移进和移出箱筒，当然，连续移动带14可。
15、以被任何其它装置代替， 以用于将电池组电池移进和移出干燥箱2。 0025 图1中被移进和移出干燥箱2的大规格锂电池组电池包括一个已经被装进袋中的 电极组，该袋在进入干燥箱2时被部分密封。 0026 在图1所示的实施例中，在120的温度下，在50mbar的绝对压强（恒定或可变） 下，关于12小时到48小时的干燥时间，以时间受控的方式，在通过入口管8进入干燥箱2 的移动带14和通过出口管10离开干燥箱的移动带14之间来慢慢移动装有形成电池组电 池的电极组的部分密封的袋。 0027 图2中示出了包括真空管18的干燥箱16的模块化概念的示意图。在图2的后部 能够看到，电池组电池12通过具有入口门22和。
16、出口门24的入口闸20，再次在移动带14上 被移进干燥箱16，即，真空管18。然后，如上参照图1所述，经过规定的时间，电池组电池12 被移动通过干燥箱16的真空管18，并通过另一个具有入口门28和出口门30的出口闸26 离开该干燥箱。 0028 通过转移隧道32，已被干燥的电池组电池被从出口门30移动到电解质填充站34， 转移隧道32通过惰性气体或干燥空气的手段被保持在干燥环境中，图2所示的实施例中的 电解质填充站34是也被保持在干燥环境中的玻璃隔间。 0029 电池组电池从电解质填充站34移动到处理站36。 0030 在图2的装配中，只有干燥箱16、转移隧道32和电解质填充站34被保持在干燥室 条件下，从而使得不再需要建造在其中制造电池组的全尺寸的干燥室。 说 明 书CN 102820481 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102820481 A 。