CN105115250B - 一种锂离子电池电芯快速干燥方法 - Google Patents
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Abstract
一种锂离子电池电芯快速干燥方法，目的是找到合理的锂离子电池电芯烘烤工艺，烘烤效率高，烘烤效果好，烘烤成本低。首先将裸电芯放入真空烤箱中烘烤，然后重复进行抽真空烘烤和充入高温干燥氮气烘烤，最后抽真空后充入常温干燥氮气降温。本发明的优点与效果如下。1.本发明‑0.095Mpa以下真空度下水的沸点极低，裸电芯在该真空度下进行85±5℃加热20~30min除水效果更好。2.本发明在真空烤箱中充入高温干燥氮气，不会降低裸电芯的温度，整个电芯干燥过程电芯温度浮动不大，提高了烘烤效率。3.本发明在裸电芯除水完成后充入常温干燥氮气降温速度快，电芯烘烤全程用时8~20h，大大缩短了锂离子电池生产周期。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电芯快速干燥方法。
背景技术
锂离子电池做为新型清洁、可再生二次能源，具有能量密度大、自放电小、安全性能和倍率性能好等优点，成为目前电子设备和动力汽车的优异能源，得到十分广泛应用，各锂电企业不但注重产品质量的提升，同样注重生产效率的提高和生产成本的降低。
目前，锂离子电池在生产过程中电芯烘烤时间较长，占用烤箱较多，不同种类的电芯烘烤时间不同，一般干燥总用时30~90h，烘烤要不断经过加热、抽真空、充入惰性气体等环节，在抽真空和充入惰性气体的环节因带走大量热量需要重新升温烘烤，要达到锂离子电池电芯干燥效果其中浪费掉的大量的能源与时间，如果能够找到一种合理的锂离子电池电芯干燥方法，减少能源浪费，缩短干燥时间，势必减少烤箱设备用量，提高生产效率，降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池电芯快速干燥方法，要解决的技术问题是找到合理的锂离子电池电芯烘烤工艺，烘烤效率高，烘烤效果好，烘烤成本低。
一种锂离子电池电芯快速干燥方法，具体步骤如下，
1.首先将裸电芯放入真空烤箱中，设定真空烤箱温度，真空烤箱达到设定温度后，裸电芯在85±5℃烘烤20~30min；
2.然后抽真空至真空烤箱的真空度为-0.095Mpa以下，裸电芯在85±5℃烘烤20~30min；
3.最后，在真空烤箱中充入85±5℃的高温干燥氮气，至真空烤箱真空度为-0.01MPa以上，85±5℃烘烤5~10min；
4.再进行步骤2和步骤3的操作10~20次；
5.关闭真空烤箱加热部分，抽真空至真空烤箱真空度-0.08Mpa以下，充入常温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，自然降温到45℃以下，抽真空至真空度-0.09MPa以下，真空烤箱中电芯干燥完成后，将电芯真空储存备用。
根据所述的锂离子电池电芯快速干燥方法，所述的真空烤箱通过高温氮气通道与氮气加热容器连接，真空烤箱还连接有真空通道和常温氮气通道。
根据所述的锂离子电池电芯快速干燥方法，步骤3中高温干燥氮气来源于储存在氮气加热容器的高纯氮气，氮气纯度≥99.99%，氧含量≤100ppm。
根据所述的锂离子电池电芯快速干燥方法，其特征在于：步骤1中设定的真空烤箱温度为85℃。
本发明的优点与效果如下。
1.本发明-0.095Mpa以下真空度下水的沸点极低，裸电芯在该真空度下进行85±5℃加热20~30min除水效果更好。
2.本发明在真空烤箱中充入高温干燥氮气，不会降低裸电芯的温度，整个电芯干燥过程电芯温度浮动不大，提高了烘烤效率。
3.本发明在裸电芯除水完成后充入常温干燥氮气降温速度快，电芯烘烤全程用时8~20h，大大缩短了锂离子电池生产周期，节约了设备和能源费用，降低了锂离子电池生产成本。
附图说明
图1为电芯干燥系统结构示意图。
图2为实施例1中电芯干燥系统温度-时间采集数据图。
附图中：1、真空烤箱；2、氮气加热容器；3、常温氮气管道；4、高温氮气管道；5、真空管道。
具体实施方式
本发明采用以下技术方案如下所述。
1.首先，进行将裸电芯放入真空烤箱中，设定真空烤箱温度85℃，真空烤箱达到设定温度后，裸电芯在85±5℃烘烤20~30min。
2.然后，进行抽真空至真空烤箱真空度-0.095Mpa以下，85±5℃烘烤20~30min。
3.最后，进行在真空烤箱中充入85±5℃的高温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，85±5℃烘烤5~10min。
4.循环②~③步骤10~20次。
5.关闭真空烤箱加热部分，抽真空至真空烤箱真空度-0.08Mpa以下，充入常温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，自然降温到45℃以下抽真空至真空度-0.09MPa以下，真空烤箱中电芯干燥完成，电芯真空储存备用。
实施例1
进行18650-1600mAh-3.2V型号的钢壳圆柱锂离子电池电芯样品烘烤。
1.首先将裸电芯样品放入真空烤箱中，设定真空烤箱温度85℃，常温下约1.5h烤箱达到设定温度，裸电芯在85±5℃烘烤20min；
2.然后抽真空至真空烤箱真空度-0.095Mpa以下，抽气用时约5min，85±5℃烘烤30min；
3.最后，在真空烤箱中充入85±5℃的高温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，充气用时约5min，85±5℃烘烤10min；
4.循环②~③步骤15次；
5.关闭真空烤箱加热部分，抽真空至真空烤箱真空度-0.08Mpa以下，抽气用时约5min，充入常温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，充气用时约5min，1h后自然降温到45℃以下，抽真空至真空度-0.09MPa以下，抽气用时约5min，真空烤箱中电芯干燥完成。
电芯干燥共用时约14.5h，电芯干燥系统温度-时间采集数据图如图2所示。取干燥电芯样品进行水含量测试，每个电芯取10个不同位置进行采样，电芯样品水含量测试结果均小于200ppm。如果使用传统干燥方法干燥该型号的锂离子电芯，达到同样干燥效果，通常电芯干燥总时间为50~70h，所以采用该方法干燥电芯，电芯干燥效果良好，大幅度提高了生产效率，降低了设备成本和能耗，节约了生产成本。
实施例2
进行09140200型号的聚合物锂离子电池电芯样品烘烤。
1.首先将裸电芯样品放入真空烤箱中，设定真空烤箱温度85℃，常温下约1.5h烤箱达到设定温度，裸电芯在85±5℃烘烤20min；
2.然后抽真空至真空烤箱真空度-0.095Mpa以下，抽气用时约5min，85±5℃烘烤20min；
3.最后在真空烤箱中充入85±5℃的高温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，充气用时约5min，85±5℃烘烤5min；
4.循环②~③步骤10次。
5.关闭真空烤箱加热部分，抽真空至真空烤箱真空度-0.08Mpa以下，抽气用时约5min，充入常温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，充气用时约5min，1h后自然降温到45℃以下，抽真空至真空度-0.09MPa以下，抽气用时约5min，真空烤箱中电芯干燥完成，电芯干燥共用时约8h。
取干燥电芯样品进行水含量测试，每个电芯取10个不同位置进行采样，电芯样品水含量测试结果均小于200ppm。如果使用传统干燥方法干燥该型号的锂离子电芯，达到同样干燥效果，通常干燥时间为40~60h，所以采用该方法干燥电芯，电芯干燥效果良好，大幅度提高了生产效率，降低了设备成本和能耗，节约了生产成本。
Claims (4)
1.一种锂离子电池电芯快速干燥方法，其特征在于：具体步骤如下，
步骤1.首先将裸电芯放入真空烤箱中，设定真空烤箱温度，真空烤箱达到设定温度后，裸电芯在85±5℃烘烤20~30min；
步骤2.然后抽真空至真空烤箱的真空度为-0.095Mpa以下，裸电芯在85±5℃烘烤20~30min；
步骤3.最后，在真空烤箱中充入85±5℃的高温干燥氮气，至真空烤箱真空度为-0.01MPa以上，85±5℃烘烤5~10min；
步骤4.再依次进行步骤2和步骤3的操作10~20次；
步骤5.关闭真空烤箱加热部分，抽真空至真空烤箱真空度-0.08Mpa以下，充入常温干燥氮气，至真空烤箱真空度-0.01MPa以上，自然降温到45℃以下，抽真空至真空度-0.09MPa以下，真空烤箱中电芯干燥完成后，将电芯真空储存备用。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯快速干燥方法，其特征在于：所述的真空烤箱（1）通过高温氮气通道（4）与氮气加热容器（2）连接，真空烤箱（1）还连接有真空通道（5）和常温氮气通道（3）。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池电芯快速干燥方法，其特征在于：步骤3中高温干燥氮气来源于储存在氮气加热容器（2）中经过加热的高纯氮气，氮气纯度≥99.99%，氧含量≤100ppm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯快速干燥方法，其特征在于：步骤1中设定的真空烤箱温度为85℃。
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