一种锂浆料电池的维护再生设备以及维护再生方法

摘要

本发明提供了一种锂浆料电池的维护再生设备，该维护再生设备包括：气嘴，其能够与锂浆料电池的气口连接或断开；液嘴，其能够与锂浆料电池的液口连接或断开；气体回收装置，其通过第一气体管路连接于气嘴；气体储罐，其通过第二气体管路连接于气嘴；液体回收装置，其通过第一液体管路连接于液嘴；液体储罐，其通过第二液体管路连接于液嘴；以及设置于各个气体管路和液体管路的控制阀。本发明还提供了一种锂浆料电池的维护再生方法。通过本发明的锂浆料电池的维护再生设备和维护再生方法，可以对锂浆料电池进行注液、补液、换液、注气以及排气，从而提高电池的使用性能、安全性和密封性，延长电池寿命，实现锂浆料电池的维护以及再生。

说明书

技术领域

本发明涉及锂浆料电池领域，具体地涉及一种锂浆料电池的维护再生设备以及维护再生方法。

背景技术

锂浆料电池是一种新型高能电池，其电极片内部的导电浆料含有一定比例在电解液中悬浮或沉淀的导电颗粒，当电池受到外部冲击或震荡时，由于此部分导电颗粒没有粘接固定，因此可以在电解液中移动，并形成动态的导电网络，其中的导电颗粒可以仅含有导电剂，也可以是活性材料与导电剂的复合颗粒。锂浆料电池中的导电浆料可以避免传统锂电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降问题和循环寿命衰减问题。

然而，锂浆料电池在长期使用过程中可能会出现如下问题：(1)锂浆料电池使用过程中产生的副反应会导致电解液逐渐失效，电极活性材料甚至集流体表面由于副反应而生成的SEI膜会不断增厚，这将导致锂浆料电池内阻增加、循环寿命下降；(2)锂浆料电池使用过程中产生的副反应会消耗电解液，导致电池内部参与电化学反应的电解液过少，影响锂离子在电池中的传导，进而降低电池性能；(3)锂浆料电池使用过程中，一方面电池过充过放或发生副反应可能导致电池胀气并致使壳体内气压偏高，另一方面由于长期使用可能导致电池壳体内气压降低而因此无法起到气封作用并进而导致电池的安全性和密封性下降。基于锂浆料电池的自身特性，可以通过维护再生的方式延长电池寿命，提高电池性能。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提供一种锂浆料电池的维护再生设备以及维护再生方法。通过本发明的锂浆料电池的维护再生设备和维护再生方法，可以对锂浆料电池进行注液、补液、换液、注气以及排气，从而提高电池的使用性能、安全性和密封性，延长电池寿命，实现锂浆料电池的维护以及再生。

本发明提供的技术方案如下：

根据本发明提供一种锂浆料电池的维护再生设备，锂浆料电池包括能够与锂浆料电池壳体内部流体连通的气口和液口，维护再生设备包括：气嘴，该气嘴能够与锂浆料电池的气口连接或断开；液嘴，该液嘴能够与锂浆料电池的液口连接或断开；气体回收装置，该气体回收装置通过第一气体管路和气体总管连接于气嘴；第一气体控制阀，该第一气体控制阀设置于第一气体管路上并能够使得锂浆料电池中的气体经由气嘴、气体总管、第一气体管路进入气体回收装置；气体储罐，该气体储罐通过第二气体管路和气体总管连接于气嘴；第二气体控制阀，该第二气体控制阀设置于第二气体管路上并能够使得气体储罐中的气体经由第二气体管路、气体总管、气嘴进入锂浆料电池中；液体回收装置，该液体回收装置通过第一液体管路和液体总管连接于液嘴；第一液体控制阀，该第一液体控制阀设置于第一液体管路上并能够使得锂浆料电池中的液体经由液嘴、液体总管、第一液体管路进入液体回收装置；液体储罐，该液体储罐通过第二液体管路和液体总管连接于液嘴；第二液体控制阀，该第二液体控制阀设置于第二液体管路上并能够使得液体储罐中的液体经由第二液体管路、液体总管、液嘴进入锂浆料电池中。

上述锂浆料电池的壳体中设有电芯或者上述锂浆料电池的壳体中设有单个或多个软包/硬包电池单体。通过壳体上的气口，锂浆料电池的内部能够与外部气体连通；通过壳体上的液口，锂浆料电池的内部能够与外部液体连通。根据锂浆料电池的具体结构，可以使得锂浆料电池的壳体内部经由气口、液口和相应管路与外部流体连通，或者可以使得锂浆料电池的单体壳内部经由气口、液口和相应管路与外部流体连通。维护再生设备的气嘴和液嘴能够分别与锂浆料电池壳体上的气口和液口密封连接。例如，气口和液口可以为圆形的开口，气嘴和液嘴可以为表面覆有弹性材料的圆锥体，气嘴和液嘴能够分别插入气口和液口中紧密接合并且可以快速拔出。或者例如，气口和液口可以为中心设有通孔的圆柱形突起部，气嘴和液嘴可以为弹性套，气嘴和液嘴能够分别套在气口和液口上紧密接合并且可以快速取下。气口、液口、气嘴和液嘴的实施方式并不限于上述方案，只要维护装置的气嘴和液嘴便于与锂浆料电池的气口和液口接合并断开即可。

锂浆料电池维护再生设备的气体储罐、液体储罐、气体回收装置和液体回收装置的材料可以为金属材料或绝缘耐电解液材料，金属材料可以为不锈钢、铝等，绝缘耐电解液材料可以为聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。气体储罐中存储有干燥气体，干燥气体可以为氮气、空气、惰性气体和六氟化硫中的一种或几种混合，优选地，干燥气体的含水量≤0.1ppm。第一气体管路、第二气体管路、第一液体管路、第二液体管路、气体总管和液体总管可以为刚性管或柔性管，其材料例如可以为不锈钢、铝、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。第一气体控制阀、第二气体控制阀、第一液体控制阀和第二液体控制阀可以为流量控制阀，优选地上述控制阀为单向阀。

液体储罐可以仅为电解液储罐。或者，液体储罐可以包括多个储罐，例如：第一电解液储罐、清洗液储罐以及第二电解液储罐，其中，第一电解液储罐中存储电解液、清洗液储罐中存储清洗液、第二电解液储罐中存储含有SEI膜稳定和修复添加剂的电解液。第一电解液储罐、清洗液储罐以及第二电解液储罐能够通过切换阀或多个液体控制阀分别与第二液体管路连通。电解液为锂盐与溶剂的混合物，锂盐为六氟磷酸锂，溶剂可以为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)或碳酸甲乙酯(EMC)等；清洗液可以为酯类及碳酸酯类衍生物、醚类和酮类。具体地讲，酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯和磷酸三丁酯等；碳酸酯类衍生物包括氯代碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸丙烯酯和三氟代碳酸丙烯酯等；醚类溶剂包括二甲氧甲烷，1,2-二甲氧乙烷、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃、二乙二醇二甲醚、四甲基-1,3-二氧戊烷等；酮类溶剂包括丙酮等。SEI膜稳定和修复添加剂可以是如下添加剂中的一种或几种配合使用：亚硫酰基添加剂，例如：亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、二甲基亚硫酸酯、二乙基亚硫酸酯、二甲亚砜等；磺酸酯类添加剂，例如1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、甲基磺酸乙酯和甲基磺酸丁酯等；碳酸亚乙烯酯；苯甲醚或其卤代衍生物；卤代有机物，例如卤代EC、三氟乙基膦酸、氯甲酸甲酯、溴代丁内酯及氟代乙酸基乙烷等；无机添加剂，例如二氧化硫、二氧化碳、碳酸锂等。上述添加剂与电解液配合使用，占电解液量的0.1～5％。另外，液体储罐还可以进一步包括SEI膜反应型破坏剂储罐。SEI膜反应型破坏剂例如为酸类、醇类、胺类等含有活性氢的质子溶剂。

维护再生设备可以包括抽真空装置，该抽真空装置设置于第一气体管路并能够经由气嘴对锂浆料电池抽真空。当控制装置或手动开启第一气体控制阀时，可以利用抽真空装置经由锂浆料电池的气口、维护再生设备的气嘴将锂浆料电池中的气体泵送至气体回收装置中。维护再生设备还可以包括第一液泵，该第一液泵设置于第一液体管路并能够经由液嘴抽取锂浆料电池中的液体。当控制装置或手动开启第一液体控制阀时，可以利用第一液泵经由锂浆料电池的液口、维护再生设备的液嘴将锂浆料电池中的液体泵送至液体回收装置中。

维护再生设备可以包括气体驱动装置，该气体驱动装置设置于第二气体管路并经由气体驱动管路连接于液体储罐，气体驱动装置能够驱动气体储罐中的气体经由气嘴和锂浆料电池的气口进入锂浆料电池并且能够驱动气体储罐中的气体进入液体储罐并进而驱动液体储罐中的液体经由液嘴和锂浆料电池的液口进入锂浆料电池。当控制装置或手动开启第二气体控制阀时，可以利用气体驱动装置将气体储罐中的气体经由气嘴和锂浆料电池的气口泵送至锂浆料电池中。当控制装置或手动开启第二液体控制阀和气体驱动管路上的控制阀时，可以利用气体驱动装置将气体储罐中的气体泵送至液体储罐中，进而将液体储罐中的液体经由液嘴和锂浆料电池的液口推送至锂浆料电池中。也就是说，通过气体驱动装置既可以泵送气体储罐中的气体、又可以泵送液体储罐中的液体。在另一实施方式中，维护再生设备包括气体驱动装置和第二液泵，气体驱动装置设置于第二气体管路，气体驱动装置能够驱动气体储罐中的气体经由气嘴和锂浆料电池的气口进入锂浆料电池中，第二液泵设置于第二液体管路，第二液泵能够驱动液体储罐中的液体经由液嘴和锂浆料电池的液口进入锂浆料电池中。当控制装置或手动开启第二气体控制阀时，可以利用气体驱动装置将气体储罐中的气体经由气嘴和锂浆料电池的气口泵送至锂浆料电池中。当控制装置或手动开启第二液体控制阀时，可以利用第二液泵将液体储罐中的液体经由液嘴和锂浆料电池的液口泵送至锂浆料电池中。也就是说，分别通过气体驱动装置和第二液泵完成气体储罐中的气体和液体储罐中的液体的输送。

维护再生设备还可包括第三气体管路，第三气体管路和气体总管将气嘴连接于气体回收装置。在第三气体管路上可设有第三气体控制阀，当锂浆料电池中的气压大于预定气压时，锂浆料电池中的气体能够经由气嘴、气体总管、第三气体管路和第三气体控制阀进入气体回收装置。第三气体控制阀可以为排气阀，通过第三气体管路中的气体压力自动开启和关闭；或者，第三气体控制阀可以为电子控制阀，通过检测到的第三气体管路中的气体压力由控制装置或手动进行开启和关闭。另外，在不设有第三气体管路的情况下，锂浆料电池中的超过预定气压值的气体也可以通过第一气体管路和第一气体控制阀进入气体回收装置。在锂浆料电池使用过程中，由于锂浆料电池单体过充过放以及电解液挥发等原因，因此在锂浆料电池中的气压将会有所上升。通过将锂浆料电池中的气体及时排出，能够有效地防止锂浆料电池因内部压力过大而发生爆炸等不安全情况发生。锂浆料电池中的预定气压范围可以根据实际需要确定，例如可以为0.15MPa～0.5Mpa。

在气体总管中可设有气压表，用以检测气体总管中的气压。气体总管一端连接于气嘴，另一端可通过四通接头与第一气体管路、第二气体管路和第三气体管路相连。在液体总管中可设有液压表，用以检测液体总管中的液压。液体总管一端连接于液嘴，另一端可通过三通接头与第一液体管路和第二液体管路相连。

维护再生设备还可包括振动加热装置，通过振动加热装置能够对锂浆料电池进行振动加热以便对锂浆料电池进行清洗或去除SEI膜。在锂浆料电池的长期使用过程中，由于副反应的发生，电解液会逐渐失效，电极活性材料甚至集流体表面由于副反应生成的SEI膜会不断增厚，这将导致锂浆料电池内阻增加、循环寿命下降。为了破坏SEI膜，可以利用振动加热装置对锂浆料电池进行高温处理、超声加热等方法去除SEI膜。另外，在锂浆料电池换液过程中，通过多次抽真空、注液和排液来对锂浆料电池进行清洗。为了使得锂浆料电池的清洗更加彻底，可以在清洗过程中利用振动加热装置对锂浆料电池进行振动并加热。

维护再生设备还可包括称重装置，通过称重装置可以对注液前及注液后的锂浆料电池进行称重，从而准确地得到锂浆料电池的注液量。另外，维护再生设备也可以通过控制注液量、传感器检测等方式准确地掌握注液量。

维护再生设备还可包括化成装置，化成装置的正极接头和负极接头可以与锂浆料电池的正极端子和负极端子电连接并能够对锂浆料电池进行充电和放电。通过化成装置，可以在锂浆料电池换液之前对锂浆料电池进行充分放电。另外，通过化成装置还可以使用高温反复充放、大电流充放、高电位过充放等方法对锂浆料电池去除SEI膜。

维护再生设备还可包括监控装置，用以在锂浆料电池的维护再生过程中监控锂浆料电池的电压和温度等。当锂浆料电池在注气、排气、补液等在线维护过程中，维护再生设备实时监控被维护电池的电压、温度状态，若检测的电压或者温度出现偏差，立即报警，并停止电池维护工作。

维护再生设备还可包括控制装置，通过控制装置能够控制第一气体控制阀、第二气体控制阀、第三气体控制阀、第一液体控制阀、第二液体控制阀、抽真空装置、气体驱动装置、第一液泵、第二液泵、振动加热装置、化成装置和监控装置的开启和关闭。另外，维护再生设备上可设有控制面板，通过控制面板可以实现对控制装置的操作以及对各个控制阀和装置的手动操作。

根据本发明还提供了一种锂浆料电池的维护再生方法，利用上述锂浆料电池的维护再生设备对设有气口和液口的锂浆料电池进行注液、补液、注气和排气等维护操作以及对锂浆料电池进行换液等再生操作。

在锂浆料电池的维护再生方法中，注液过程可以包括如下步骤：(1)气液口对接：将维护再生设备的气嘴和液嘴与锂浆料电池的气口和液口对接并密封；(2)抽真空：开启抽真空装置和第一气体控制阀，经由气嘴对锂浆料电池抽真空，关闭抽真空装置和第一气体控制阀；(3)注液：开启气体驱动装置/第二液泵并开启第二液体控制阀，经由液嘴对锂浆料电池进行注液，当电解液注满锂浆料电池时关闭气体驱动装置/第二液泵并关闭第二液体控制阀；(4)交替抽真空注液：重复步骤(2)～(3)3～5次；(5)注液结束：将气嘴和液嘴从锂浆料电池的气口和液口拔出，密封锂浆料电池的气口和液口。通过上述步骤，可以实现对锂浆料电池的初始注液。

另外，在锂浆料电池的注液过程中可以对锂浆料电池进行称重，从而实现锂浆料电池的精确注液。具体地讲，在上述步骤(1)中，在将维护再生设备的气嘴和液嘴与锂浆料电池的气口和液口对接之前，通过称重装置记录未注液的锂浆料电池的重量m₁，在上述步骤(5)中，在将气嘴和液嘴从锂浆料电池的气口和液口拔出之后，通过称重装置记录已完成注液的锂浆料电池的重量m₂，通过注液前后的锂浆料电池重量之差来计算电池注液量。

另外，为了使得锂浆料电池内或单体内的电芯可以充分浸润，在上述步骤(3)中，在电解液注满锂浆料电池之后，可以开启气体驱动装置和第二气体控制阀对锂浆料电池内部进行增压并将锂浆料电池静置。增压压力例如可以为0.2MPa～0.5MPa，静置时间例如可以为3～60秒。

在锂浆料电池的维护再生方法中，补液过程可以包括如下步骤：(1)气液口对接：将维护再生设备的气嘴和液嘴与锂浆料电池的气口和液口对接并密封，开启维护再生设备的监控装置用以监控锂浆料电池的电压和温度；(2)抽真空：开启抽真空装置和第一气体控制阀，经由气嘴对锂浆料电池抽真空，关闭抽真空装置和第一气体控制阀；(3)注液：开启气体驱动装置/第二液泵并开启第二液体控制阀，经由液嘴对锂浆料电池进行注液，当电解液注满锂浆料电池时关闭气体驱动装置/第二液泵并关闭第二液体控制阀；(4)交替抽真空注液：重复步骤(2)～(3)3～5次；(5)注液结束：关闭监控装置，将气嘴和液嘴从所述锂浆料电池的气口和液口拔出，密封锂浆料电池的气口和液口。可以看出，在注液过程和补液过程中都包括多次交替抽真空注液的步骤，这是由于在注液后锂浆料电池中可能存在气泡，气泡的存在将影响到锂浆料电池的性能，因此通过在电解液液面上方抽真空的方式将锂浆料电池电解液中的气泡抽出可以有利于通过进一步注液使得液体充满整个锂浆料电池。

在锂浆料电池的维护再生方法中，换液过程可以包括如下步骤：(1)放电：将锂浆料电池放电至荷电容量为零；(2)气液口对接：将维护再生设备的气嘴和液嘴与锂浆料电池的气口和液口对接并密封；(3)排液：同时开启气体驱动装置、第二气体控制阀、第一液泵和第一液体控制阀，使锂浆料电池内的电解液经由液嘴排出至液体回收装置，排液结束后关闭气体驱动装置、第二气体控制阀、第一液泵和第一液体控制阀；(4)注液清洗：a、抽真空：开启抽真空装置和第一气体控制阀，经由气嘴对锂浆料电池抽真空，关闭抽真空装置和第一气体控制阀；b、注清洗液：将液体储罐切换至其中的清洗液储罐，开启气体驱动装置/第二液泵并开启第二液体控制阀，经由液嘴对锂浆料电池注入清洗液，当清洗液注满锂浆料电池时关闭气体驱动装置/第二液泵并关闭第二液体控制阀；c、增压：开启气体驱动装置和第二气体控制阀对锂浆料电池内部进行增压；d、清洗：对锂浆料电池进行加热振动，从而对锂浆料电池进行充分清洗；(5)交替排液及注液清洗：重复步骤(3)～(4)1～5次；(6)排液：同时开启气体驱动装置、第二气体控制阀、第一液泵和第一液体控制阀，使锂浆料电池内的清洗液经由液嘴排出至液体回收装置，排液结束后关闭气体驱动装置、第二气体控制阀、第一液泵和第一液体控制阀；(7)再次注液：a、抽真空：开启抽真空装置和第一气体控制阀，经由气嘴对锂浆料电池抽真空，关闭抽真空装置和第一气体控制阀；b、注液：将液体储罐切换至其中的电解液储罐，开启气体驱动装置/第二液泵并开启第二液体控制阀，经由液嘴对锂浆料电池注入电解液，当电解液注满锂浆料电池时关闭气体驱动装置/第二液泵并关闭第二液体控制阀；c、增压：开启气体驱动装置和第二气体控制阀对锂浆料电池内部进行增压；(8)换液结束：将气嘴和液嘴从锂浆料电池的气口和液口拔出，密封锂浆料电池气口和液口。通过上述步骤，可以实现对使用一段时间后的锂浆料电池进行换液。通过对锂浆料电池进行换液，能够有效地延长电池使用寿命、提高电池性能。

另外，在锂浆料电池的换液过程中可以包括破坏SEI膜和修复SEI膜的步骤。具体地讲，在上述步骤(1)中进行锂浆料电池放电之后，可通过高温处理、超声加热、高温反复充放、大电流充放或高电位过充放等方法对锂浆料电池的正负极材料及集流体表面的SEI膜进行破坏；在电解液储罐还包括SEI膜反应型破坏剂储罐的情况下，可以通过对锂浆料电池注入SEI膜反应型破坏剂来去除SEI膜；另外，维护再生设备还可以与其他设备相结合来去除锂浆料电池的SEI膜，例如维护再生设备与低温设备相结合通过低温静置、冷热交替等方法去除SEI膜。并且，在上述步骤(5)中最后一次排空清洗液之后，将液体储罐切换至其中的含有SEI膜稳定和修复添加剂的电解液储罐，开启气体驱动装置/第二液泵并开启第二液体控制阀，经由液嘴对锂浆料电池注入含有SEI膜稳定和修复添加剂的电解液，锂浆料电池经过静置、化成后，同时开启气体驱动装置、第二气体控制阀、第一液泵和第一液体控制阀，使锂浆料电池内的含有SEI膜稳定和修复添加剂的电解液经由液嘴排出至液体回收装置。

另外，在锂浆料电池的换液过程中可以对锂浆料电池进行称重，从而实现锂浆料电池的精确换液。具体地讲，在上述步骤(3)中，在锂浆料电池排液之后，通过称重装置记录排液后的锂浆料电池的重量m₃，在上述步骤(7)中，在将气嘴和液嘴从锂浆料电池的气口和液口拔出之后，通过称重装置记录已完成注液的锂浆料电池的重量m₄，通过注液前后的锂浆料电池重量之差来计算电池注液量。

在锂浆料电池的维护再生方法中，注气过程可以包括如下步骤：(1)检测：当锂浆料电池的壳体内压力低于预定压力范围的下限时，开始对锂浆料电池注气，开启维护再生设备的监控装置用以监控锂浆料电池的电压和温度；(2)气口对接：将维护再生设备的气嘴与锂浆料电池的气口对接并密封；(3)注气：开启气体驱动装置和第二气体控制阀，通过气嘴向锂浆料电池的壳体内注入干燥气体，当检测到壳体内气体压力达到预定压力范围时，关闭气体驱动装置和第二气体控制阀；(4)注气结束：关闭监控装置，将气嘴从锂浆料电池气口拔出，密封锂浆料电池的气口。预定压力范围可以根据实际需要来确定，例如可以为0.11MPa～0.8Mpa。锂浆料电池的壳体内压力检测可以通过其自身的检测装置实现，也可以通过在维护再生设备中设置检测装置来实现。在锂浆料电池壳体内可设置有单个或多个锂浆料电池单体，通过将锂浆料电池壳体内的气压维持在预定范围，使得锂浆料电池壳体内腔的气压大于锂浆料电池单体内腔的气压，其目的在于使得外壳内腔与锂浆料电池单体内腔之间形成压差，该压差有助于加强单体壳顶盖与单体壳下壳体之间的密封。

在锂浆料电池的维护再生方法中，排气过程可以包括如下步骤：(1)检测：当锂浆料电池的壳体内压力高于预定压力范围的上限时，开始对锂浆料电池排气，开启维护再生设备的监控装置用以监控锂浆料电池的电压和温度；(2)气口对接：将维护再生设备的气嘴与锂浆料电池的气口对接并密封；(3)排气：开启第三气体控制阀将壳体内气体通过气嘴排出至气体回收装置，当检测到壳体内气体压力达到预定压力范围时，关闭第三气体控制阀；(4)排气结束：关闭监控装置，将气嘴从锂浆料电池气口拔出，密封锂浆料电池的气口。预定压力范围可以根据实际需要来确定，例如可以为0.11MPa～0.8Mpa。锂浆料电池的壳体内压力检测可以通过其自身的检测装置实现，也可以通过在维护再生设备中设置检测装置来实现。通过第三气体控制阀将锂浆料电池内的气体排出到气体回收装置中，这样能够有效防止锂浆料电池因内部压力过大而发生爆炸等不安全情况发生。

本发明的优势在于：

(1)本发明的锂浆料电池维护再生设备具有注液、补液、换液、注气、排气、化成等功能，各功能模块集成化、模块化设计，有利于进行锂浆料电池的一站式维护和再生，并且可以根据锂浆料电池的需求灵活地做出针对性的维护和再生；

(2)本发明的锂浆料电池维护再生设备可以具有灵活的工作模式和较高的自动化程度。既可以在锂浆料电池应用现场进行维护再生，例如锂浆料电池在电动汽车上时可以在不拆卸电池的情况下利用维护再生设备进行维护再生，也可以将维护再生设备放置在维护再生站内对锂浆料电池进行维护再生；

(3)锂浆料电池维护再生设备效率高、占用空间小、能耗低、成本低。

附图说明

图1为根据本发明的锂浆料电池维护再生设备以及锂浆料电池的示意图；

图2为根据本发明第一实施方式的锂浆料电池维护再生设备的结构示意图；

图3为根据本发明第二实施方式的锂浆料电池维护再生设备的结构示意图；

图4为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的注液流程图；

图5为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的换液流程图；

图6为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的注气流程图；

图7为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的排气流程图。

附图标记列表

1——维护再生设备

101——正极接头

102——负极接头

103——气嘴

104——液嘴

105——气体回收装置

106——气体储罐

107——液体回收装置

108——液体储罐

109——气体总管

110——第一气体管路

111——第一气体控制阀

112——抽真空装置

113——第二气体管路

114——第二气体控制阀

115——气体驱动装置

116——第三气体管路

117——第三气体控制阀

118——液体总管

119——第一液体管路

120——第一液体控制阀

121——第一液泵

122——第二液体管路

123——第二液体控制阀

124——第二液泵

125——气体驱动管路

126——气压表

127——液压表

128——控制装置

2——锂浆料电池

201——正极端子

202——负极端子

203——气口

204——液口

具体实施方式

下面将结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

图1为根据本发明的锂浆料电池维护再生设备以及锂浆料电池的示意图。维护再生设备1的正极接头101和负极接头102可以分别与锂浆料电池2的正极端子201和负极端子202电连接，以便对锂浆料电池2进行充电和放电。维护再生设备1的气嘴103和液嘴104可以分别与锂浆料电池2的气口203和液口204连接，从而实现对锂浆料电池的包括注液、补液、换液、注气和排气等维护工作。

图2为根据本发明第一实施方式的锂浆料电池维护再生设备的结构示意图。锂浆料电池维护再生设备包括气嘴103、抽真空装置112、气体驱动装置115、第三气体控制阀117、气体回收装置105、气体储罐106、液嘴104、第一液泵121、液体回收装置107和液体储罐108。气嘴103经由气体总管109和第一气体管路110连接于气体回收装置105，在第一气体管路110上设有第一气体控制阀111和抽真空装置112；气嘴103经由气体总管109和第二气体管路113连接于气体储罐106，在第二气体管路113上设有第二气体控制阀114和气体驱动装置115；气嘴103经由气体总管109和第三气体管路116连接于气体回收装置105，在第三气体管路116上设有第三气体控制阀117。液嘴104经由液体总管118和第一液体管路119连接于液体回收装置107，在第一液体管路119上设有第一液体控制阀120和第一液泵121；液嘴104经由液体总管118和第二液体管路122连接于液体储罐108，在第二液体管路122上设有第二液体控制阀123；液体储罐108经由气体驱动管路125连接于气体驱动装置115。在气体总管109中设有气压表126，在液体总管118中设有液压表127。通过控制装置128可以对上述控制阀、抽真空装置、气体驱动装置和液泵进行控制。

图3为根据本发明第二实施方式的锂浆料电池维护再生设备的结构示意图。该第二实施方式与上述第一实施方式的不同之处在于液嘴104经由液体总管118和第二液体管路122连接于液体储罐108，在第二液体管路122中设有第二液泵124和第二液体控制阀123。也就是说，通过第二液泵124来驱动液体储罐108中的液体，而不是通过气体驱动装置115和气体储罐106中的气体来驱动液体储罐108中的液体。

图4为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的注液流程图。首先，通过称重装置记录未注液的锂浆料电池的重量m₁，将维护再生设备的气嘴103和液嘴104与锂浆料电池的气口203和液口204对接并密封。然后，开启抽真空装置112和第一气体控制阀111，经由气嘴103对锂浆料电池抽真空。当真空度达到-60KPa以下时关闭抽真空装置112和第一气体控制阀111，开启气体驱动装置115/第二液泵124并开启第二液体控制阀123，经由液嘴104对锂浆料电池进行注液。接下来，开启气体驱动装置115和第二气体控制阀114对锂浆料电池内部进行增压并将锂浆料电池静置。重复抽真空和注液的步骤3～5次。当注液结束后关闭气体驱动装置115/第二液泵124并关闭第二液体控制阀123，将气嘴103和液嘴104从锂浆料电池的气口203和液口204拔出，密封锂浆料电池的气口和液口，通过称重装置记录已完成注液的锂浆料电池的重量m₂，通过注液前后的锂浆料电池重量之差来计算电池注液量。

图5为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的换液流程图。首先，将锂浆料电池放电至荷电容量为零，将维护再生设备的气嘴103和液嘴104与锂浆料电池的气口203和液口204对接并密封，通过超声加热对锂浆料电池的正负极材料及集流体表面的SEI膜进行破坏。然后，同时开启气体驱动装置115、第二气体控制阀114、第一液泵121和第一液体控制阀120，使锂浆料电池内的电解液经由液嘴104排出至液体回收装置107。排液结束后关闭气体驱动装置115、第二气体控制阀114、第一液泵121和第一液体控制阀120，通过称重装置记录排液后的锂浆料电池的重量m₃，开启抽真空装置112和第一气体控制阀111，经由气嘴103对锂浆料电池抽真空，当真空度达到-60KPa以下时关闭抽真空装置112和第一气体控制阀111。接下来，开启气体驱动装置115/第二液泵124并开启第二液体控制阀123，经由液嘴104对锂浆料电池注入清洗液，当清洗液注满锂浆料电池时关闭气体驱动装置115/第二液泵124并关闭第二液体控制阀123，开启气体驱动装置115和第二气体控制阀114对锂浆料电池内部进行增压，开启振动加热装置对锂浆料电池进行加热振动，从而对锂浆料电池进行充分清洗。重复排液、抽真空、清洗步骤1～5次，之后将锂浆料电池中的清洗液排出。开启气体驱动装置115/第二液泵124并开启第二液体控制阀123，经由液嘴104对锂浆料电池注入含有SEI膜稳定和修复添加剂的电解液，经过静置、化成后，对锂浆料电池排液并抽真空。之后，开启气体驱动装置115/第二液泵124并开启第二液体控制阀123，经由液嘴104对锂浆料电池注入电解液，当电解液注满锂浆料电池时关闭气体驱动装置115/第二液泵124并关闭第二液体控制阀123，开启气体驱动装置115和第二气体控制阀114对锂浆料电池内部进行增压。最后，将气嘴103和液嘴104从锂浆料电池的气口和液口拔出，密封锂浆料电池气口和液口，通过称重装置记录已完成注液的锂浆料电池的重量m₄，通过换液前后的锂浆料电池重量之差来计算电池注液量。

图6为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的注气流程图。首先，当锂浆料电池自身检测到壳体内压力低于预定压力范围的下限——例如0.15MPa时，开始对锂浆料电池注气，开启维护再生设备的监控装置用以在整个注气过程中监控锂浆料电池的电压和温度，将维护再生设备的气嘴103与锂浆料电池的气口203对接并密封。然后，开启气体驱动装置115和第二气体控制阀114，通过气嘴103向锂浆料电池的壳体内注入干燥气体。在注气过程中检测锂浆料电池壳体内的气体压力。当检测到壳体内气体压力达到预定压力范围时，关闭气体驱动装置115和第二气体控制阀114，关闭监控装置，将气嘴103从锂浆料电池气口拔出，密封锂浆料电池的气口。

图7为根据本发明的锂浆料电池维护再生方法中的排气流程图。首先，当锂浆料电池自身检测到壳体内压力高于预定压力范围的上限——例如0.5MPa时，开始对锂浆料电池排气，开启维护再生设备的监控装置用以在整个排气过程中监控锂浆料电池的电压和温度，将维护再生设备的气嘴103与锂浆料电池的气口203对接并密封。接下来，开启第三气体控制阀117使得锂浆料电池内的气体通过气嘴103排出至气体回收装置105。在排气过程中检测锂浆料电池壳体内的气体压力。当检测到壳体内气体压力达到预定压力范围时，关闭第三气体控制阀117，关闭监控装置，将气嘴103从锂浆料电池气口拔出，密封锂浆料电池的气口。

本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。