CN103715448A - 聚合物电池的生产方法 - Google Patents

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王飞
查德均
王永喜
相江峰
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Boke Energy System Shenzhen Co ltd
Shenzhen Highpower Technology Co Ltd
Springpower Technology Shenzhen Co Ltd
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

一种聚合物电池的生产方法，包括以下步骤：采用0.01C～0.05C的电流将注液后组装得到的电池充电至3.50V～3.75V，得到预化成电池；切掉预化成电池的气袋的一个角，得到切角电池；将切角电池真空抽气，得到抽气电池；采用0.1C～0.5C的电流将抽气电池充电至3.90V～4.00V，得到主化成电池；烘烤主化成电池，得到烘烤后电池；将烘烤后电池真空抽气，得到聚合物电池。上述聚合物电池的生产方法将预化成电池的气袋切掉一个角后进行真空抽气不会损失聚合物电池的电解液，且能够在该聚合物电池产生最多气体的时候将气体完全排出，很好的解决了聚合物电池在化成工序之后由于产生气泡而引发的严重析锂问题，生产得到的电池使用安全。

Description

聚合物电池的生产方法
技术领域
本发明涉及电池生产领域，特别是涉及一种聚合物电池的生产方法。
背景技术
聚合物电池具有能量密度高、无记忆效应、环境友好等特点。近年来，广泛应用于数码相机、笔记本电脑和智能手机领域。由于其出色的能量密度及较高的安全性被广泛应用于新能源汽车领域，家用储能领域，这样就对电池的安全性及循环性能等电化学性能提出了更高的要求。
传统的聚合物电池的生产工艺中，在化成工序会产生气泡，由于产生气泡而引发严重的析锂问题，析锂对于聚合物锂离子电池来说是非常严重的安全问题，会导致聚合物电池起火甚至爆炸，使用不安全。
发明内容
基于此，有必要提供一种聚合物电池的生产方法，该聚合物电池的生产方法生产的电池使用安全。
一种聚合物电池的生产方法，包括以下步骤：
采用0.01C～0.05C的电流将注液后组装得到的电池充电至3.50V～3.75V，得到预化成电池；
切掉所述预化成电池的气袋的一个角，得到切角电池；
将所述切角电池真空抽气，得到抽气电池；
采用0.1C～0.5C的电流将所述抽气电池充电至3.90V～4.00V，得到主化成电池；
烘烤所述主化成电池，得到烘烤后电池；
将所述烘烤后电池真空抽气，得到所述聚合物电池。
在其中一个实施例中，所述聚合物电池的正极材料为LiCo1-xMxO2或LiMn2-yZyO4，其中M为Mg或Al，0﹤x≤0.05，Z为Co或Ni，0﹤y≤1。
在其中一个实施例中，所述预化成电池切角后形成的边和与所述预化成电池设有极耳的边相对的边的夹角为15°～60°。
在其中一个实施例中，被切掉的角的两条直角边的长度分别为所述气袋未切割前的对应的边的长度的0.5倍以下。
在其中一个实施例中，所述将所述切角电池真空抽气，得到抽气电池的操作中，真空抽气的时间为1秒～5秒。
在其中一个实施例中，所述将所述切角电池真空抽气，得到抽气电池的操作中，真空抽气在-0.5Mpa～-0.8Mpa条件下进行。
在其中一个实施例中，所述将所述烘烤后电池真空抽气，得到聚合物电池的操作中，真空抽气的时间为3秒～6秒。
在其中一个实施例中，所述将所述烘烤后电池真空抽气，得到聚合物电池的操作中，真空抽气在-0.50Mpa～-0.95Mpa条件下进行。
在其中一个实施例中，所述烘烤所述主化成电池，得到烘烤后电池的操作中，将所述主化成电池在0.1Mpa，80℃～90℃条件下烘烤。
在其中一个实施例中，所述烘烤所述主化成电池，得到烘烤后电池的操作中，烘烤的时间为2小时～6小时。
上述聚合物电池的生产方法采用0.01C～0.05C的电流将注液后组装得到的电池充电至3.5V～3.75V，接着将预化成电池的气袋切掉一个角后真空抽气，之后采用0.1C～0.5C的电流将抽气电池充电至3.90V～4.00V，进行烘烤后再次真空抽气，得到聚合物电池。将预化成电池的气袋切掉一个角后进行真空抽气一方面不会损失聚合物电池的电解液，另一方面能够在该聚合物电池产生最多气体的时候将气体完全排出，阻止电极材料和电解液反应后的产物在电池内部的继续反应，提高电池电性能。上述聚合物电池的生产方法很好的解决了聚合物电池在化成工序之后由于产生气泡而引发的严重析锂问题，生产得到的电池使用安全。
附图说明
图1为一实施方式的聚合物电池的生产方法的流程图；
图2为聚合物电池的内气压与充电电压的曲线图；
图3为切角电池的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示的，一实施方式的聚合物电池的生产方法，包括以下步骤：
S10、采用0.01C～0.05C的电流将注液后组装得到的电池充电至3.50V～3.75V，得到预化成电池。
聚合物电池的正极材料为LiCo1-xMxO2或LiMn2-yZyO4。其中，M为Mg或Al，0﹤x≤0.05。Z为Co或Ni，0﹤y≤1。
图2为聚合物电池的内气压与充电电压的曲线图。聚合物电池的的正极材料为LiCo0.97Al0.03O2。从图2中可以看出当电池充电至3.54V时以的聚合物电池的产气量达到最大，因此我们选定3.50V～3.75V工作电压段采用0.01C～0.05的小电流对聚合物电池进行预化成处理，完成后对电池进行真空抽气处理，能够在该材料体系产生最多气体的时候将气体完全排出。
采用0.01C～0.05的电流将注液后组装得到的电池充电至3.5V～3.75V时，电极材料和电解液反应，在负极表面形成固体电解质界面膜（solid electrolyteinterface，SEI）同时会产生大量气体。SEI膜能够有效阻挡溶剂分子的通过，但是锂离子可以自由的嵌入或脱出。在负极表面形成SEI膜能使电池的性能稳定。
S20、切掉预化成电池的气袋的一个角，得到切角电池。
S20中，所切的角是预化成电池的气袋远离预化成电池的电芯的一侧的角。将预化成电池的气袋110切掉一个角后得到的切角电池10的结构如图3所示。
预化成电池切角后形成的边120和与预化成电池设有极耳130的边相对的边140的夹角为15°～60°。
被切掉的角的两条直角边的长度分别为气袋未切割前的对应的边的长度的0.5倍以下。被切掉的角的两条直角边的长度不能太长，这样真空抽气的时候电解液不容易流失。
S30、将切角电池真空抽气，得到抽气电池。
S30中，真空抽气在-0.5Mpa～-0.8Mpa条件下进行，真空抽气的时间为1秒～5秒。采用0.01C～0.05C的电流将注液后组装得到的电池充电至3.5V～3.75V的操作中产生的气体可以通过真空抽气操作排出电池。
将预化成电池的气袋切掉一个角后进行真空抽气，一方面能够很好的保障聚合物电池电解液的“0”损失，不会对聚合物电池的注液量造成任何负面影响；另一方面能够在该材料体系产生最多气体的时候将气体完全排出，阻止电极材料和电解液反应后的产物在电池内部的继续反应，保证电池电性能。
S40、采用0.1C～0.5C的电流将抽气电池充电至3.90V～4.00V，得到主化成电池。
采用0.1C～0.5C的电流将抽气电池充电至3.90V～4.00V，可以更好的除去电池内的气体，同时使电极材料和电解液反应充分，从而使电池后续的充放电循环稳定，将电池形成成品电池芯。
S50、烘烤主化成电池，得到烘烤后电池。
在本实施例中，将主化成电池在0.1MPa，80℃～90℃条件下进行夹具烘烤2小时～6小时。
将主化成电池在0.1MPa，80℃～90℃条件下烘烤2小时～6小时，可以去除主化成电池内部的气体。
S60、将烘烤后电池真空抽气，得到聚合物电池。
S60中，真空抽气在-0.50Mpa～-0.95Mpa条件下进行。真空抽气的时间为3秒～6秒。
将烘烤后电池真空抽气，可以进一步去除聚合物电池内部的气体。从而保证聚合物电池的性能。
聚合物电池在进行上述S10至S60的操作后，接着进行整形、分容、测试和包装等制作工序，从而得到聚合物电池成品。采用上述聚合物电池的生产方法生产的聚合物电池，电池充满电后，电池的负极表面均匀，没有出现严重析锂。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚合物电池的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用0.01C～0.05C的电流将注液后组装得到的电池充电至3.50V～3.75V，得到预化成电池；
切掉所述预化成电池的气袋的一个角，得到切角电池；
将所述切角电池真空抽气，得到抽气电池；
采用0.1C～0.5C的电流将所述抽气电池充电至3.90V～4.00V，得到主化成电池；
烘烤所述主化成电池，得到烘烤后电池；
将所述烘烤后电池真空抽气，得到所述聚合物电池。
2.根据权利要求1所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述聚合物电池的正极材料为LiCo1-xMxO2或LiMn2-yZyO4，其中M为Mg或Al，0﹤x≤0.05，Z为Co或Ni，0﹤y≤1。
3.根据权利要求1所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述预化成电池切角后形成的边和与所述预化成电池设有极耳的边相对的边的夹角为15°～60°。
4.根据权利要求3所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，被切掉的角的两条直角边的长度分别为所述气袋未切割前的对应的边的长度的0.5倍以下。
5.根据权利要求1所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述将所述切角电池真空抽气，得到抽气电池的操作中，真空抽气的时间为1秒～5秒。
6.根据权利要求5所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述将所述切角电池真空抽气，得到抽气电池的操作中，真空抽气在-0.5Mpa～-0.8Mpa条件下进行。
7.根据权利要求1所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述将所述烘烤后电池真空抽气，得到聚合物电池的操作中，真空抽气的时间为3秒～6秒。
8.根据权利要求7所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述将所述烘烤后电池真空抽气，得到聚合物电池的操作中，真空抽气在-0.50Mpa～-0.95Mpa条件下进行。
9.根据权利要求1所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述烘烤所述主化成电池，得到烘烤后电池的操作中，将所述主化成电池在0.1Mpa，80℃～90℃条件下烘烤。
10.根据权利要求9所述的聚合物电池的生产方法，其特征在于，所述烘烤所述主化成电池，得到烘烤后电池的操作中，烘烤的时间为2小时～6小时。
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