[发明专利]一种电极旋转的防枝晶电池装置

权利要求书

1.一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：该电池装置包括旋转外筒(1)、负极材料(2)、旋转内筒(3)、正极材料(4)、外筒绝缘底板(5)、外轴(6)、内轴(7)、密封填料(8)、轴承a(9.1)、轴承b(9.2)、外轴皮带轮(10.1)、内轴皮带轮(10.2)、电机外轴皮带轮(11.1)、电机内轴皮带轮(11.2)、电机轴(12)、改变转向齿轮箱(13)、变频电机(14)、传动皮带(15)和电解液(16)；

旋转外筒(1)与外筒绝缘底板(5)通过承插方式连接，负极材料(2)与旋转外筒(1)的内壁相连接；旋转内筒(3)与内轴(7)相连接；正极材料(4)与旋转内筒(3)外壁相连接，外轴(6)与外筒绝缘底板(5)相连接，密封填料(8)用于密封外轴(6)与内轴(7)之间空隙；轴承a(9.1)和轴承b(9.2)设于外轴(6)的内壁和内轴(7)的外壁相连接，外轴皮带轮(10.1)与外轴(6)外壁卡槽连接，内轴皮带轮(10.2)与内轴(7)外壁卡槽连接，电机外轴皮带轮(11.1)和电机内轴皮带轮(11.2)与电机轴(12)分别卡槽连接，变频电机(14)带有电机轴(12)，改变转向齿轮箱(13)通过传动皮带(15)改变转动方向；电解液(16)设置在旋转外筒(1)中；

变频电机(14)通过电机轴(12)带动电机外轴皮带轮(11.1)和电机内轴皮带轮(11.2)逆时针转动，电机外轴皮带轮(11.1)带动改变转向齿轮箱(13)转动，经过齿轮箱(13)改变转动方向，使外轴(6)和旋转外筒(1)顺时针转动；电机内轴皮带轮(11.2)通过传动皮带(15)带动内轴(7)和旋转内筒(3)逆时针转动；旋转外筒(1)和旋转内筒(3)逆向转动，既消弱了电解液(16)因电极筒转动而产生的湍流，又能够使负极材料(2)和正极材料(4)与电解液(16)接触表面不断更新，防止出现浓差极化现象，避免产生锂枝晶。

2.根据权利要求1所述的一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：所述旋转外筒(1)和旋转内筒(3)同时转动，防止电解液(16)发生湍流，根据雷诺公式Re＝ρvd/μ，其中Re、v、ρ、μ、d分别为雷诺数、流体的流速、密度、黏性系数与当量直径，雷诺数Re大于4000时会发生湍流，流体的流速v越大越容易发生湍流，外筒(1)和内筒(3)转速控制在10～100r/min，旋转外筒(1)顺时针转动，旋转内筒(3)逆时针转动，两个筒的转速相同且方向相反，带动电解液(16)形成对流、对冲现象，减小电解液(16)的流速，消弱了电解液(16)因电极筒转动而产生的湍流问题。

3.根据权利要求1所述的一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：用的传动皮带(15)尺寸相同，改变转向齿轮箱(13)里面的两个转动齿轮尺寸也相同，保证外轴(6)和内轴(7)转速相同，进而保证旋转外筒(1)和旋转内筒(3)反向转动的转速相同，消弱了电解液(16)因电极筒转动而产生的湍流问题。

4.根据权利要求1所述的一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：使用了变频电机(14)，根据需要调节旋转外筒(1)和旋转内筒(3)的转速，充电电流大，转速快，正负极材料与电解液(16)的接触表面更新速度快；反之，充电电流小，转速慢，正负极材料与电解液(16)的接触表面更新速度慢。

5.根据权利要求1所述的一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：所述外筒绝缘底板(5)采用绝缘材料，外筒绝缘底板(5)与旋转外筒(1)壁的密封方式有承插式密封和玻璃胶密封，有效地防止电解液(16)泄露。

6.根据权利要求1所述的一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：所述外筒绝缘底板(5)和内轴(7)的密封填料(8)材料包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯或酚醛纤维。

7.根据权利要求1所述的一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：所述轴承a(9.1)和轴承b(9.2)为双轴承结构，该双轴承结构能够保持外轴(6)和内轴(7)共同沿垂直方向转动。

8.根据权利要求1所述的一种电极旋转的防枝晶电池装置，其特征在于：所述旋转内筒(3)和旋转外筒(1)壁采用非绝缘材料，正极导线直接从旋转内筒(3)顶部中心引出，负极导线从旋转外筒(1)外壁引出。