CN105186045A - 一种软包装锂离子电池的化成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池化成方法技术领域，尤其涉及一种软包装锂离子电池的化成方法，包括以下步骤：1)将封装好的软包锂离子电池置于夹具上；2)加热、加压；热水加热，气缸加压3)预充电；4)冷却充满电后，冷水冷却,即得所需的软包装锂离子电池，与现有技术相比，本发明的化成方法用高温的热水对置于可调节托板上的软包装锂离子电池直接接触式加热，1-5分钟即达到70-90℃的，用冷水对置于可调节托板的软包装锂离子电池进行冷却，1-5分钟即能冷却到20-40℃，加热快，降温也迅速，用气缸施加压力，化成过程中保持压力，可以使电池厚度变薄，外观更平整，硬度增大，化成时间缩短至1-3小时，而且化成后的锂离子电池的容量和循环一致性以及高温性能得到大幅提升。

Description

一种软包装锂离子电池的化成方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池化成方法技术领域，尤其涉及一种软包装锂离子电池的化成方法。
背景技术
软包装锂离子电池是聚合物电池的另外一种叫法，具有高能量密度、体积小、重量轻、比能量高、安全性好、设计灵活等多种优点，被广泛用于移动数码类产品中。
软包装锂离子电池的生产过程中，化成工序是非常关键的工序之一，化成就是对刚制造出来的软包装锂离子电池进行第一次小电流充电，充电的目的是为了使负极表面形成一层SEI膜，该层SEI膜对锂离子电池的性能有重大影响，但是现有的化成工序中，电池主体都是在自由状态，化成是在电池所处环境温度下来实现，导致的化成效果不佳，从而影响产品的性能；而且化成的过程中压力被释放，电池会发生膨胀，厚度增加，性能下降。
因此，急需提供一种软包装锂离子电池的化成方法，以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种软包装锂离子电池的化成方法，在加热加压下，实现高温高压化成，可以使电池厚度变薄，外观更平整，硬度增大，缩短化成时间，使电池的容量和循环一致性以及高温性能得到大幅提升。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种软包装锂离子电池的化成方法，包括以下步骤：
1)将封装好的软包锂离子电池置于夹具上
每个夹具包括由金属材料制成的可调节托板及采用塑料软质耐磨材料制成的塑料托盘,在所述塑料托盘上设置有安装槽,软包锂离子电池置于安装槽内；
2)加热、加压
可调节托板内设有供水流通过的管路，可调节托板内的热水对安装槽内的软包锂离子电池进行加热,气缸对夹具进行加压，压紧软包锂离子电池；
3)预充电
所述可调节托板上设置有电路板,在所述电路板上设置有与软包锂离子电池正负极耳连接的的接线端子,接线端子与正负极耳紧密连接，在加热加压的条件下恒压充电至满充；
4)冷却
充满电后，切换成冷水，可调节托板内的冷水对安装槽内的软包锂离子电池进行冷却,即得所需的软包装锂离子电池。
较优地，步骤1的安装槽的深度与软包锂离子电池的厚度一致。
较优地，步骤2加热的时间介于1-5min,加热后的温度介于70-90℃。
较优地，步骤2的加压的压力介于0-15kg/cm2。
较优地，所述冷却时间介于1-5min,冷却后的温度介于20-40℃。
较优地，所示管路一端为进水口，一端为出水口。
与现有技术相比，本发明的一种软包装锂离子电池的化成方法具有以下有益效果：
1)电池在热压化成后直接进行冷却,防止隔膜冷却过程中收缩电芯变软,正负极界面变换接触变差；
2)、用高温的热水对置于可调节托板上的软包装锂离子电池加热，1-5分钟即达到70-90℃的，用冷水对对置于可调节托板的软包装锂离子电池进行冷却，1-5分钟即能冷却到20-40℃，加热快，降温也迅速，冷热水可通过电磁阀切换，达到加热和冷却的效果，提高了加热、冷却效率，即提高了生产效率，与常规的电加热方法相比，电加热虽然加热快，但是冷却慢，冷却是通过自然冷却，需要浪费很多时间，而且，使用水来加热和冷却节约了能源，降低了生产成本；用气缸施加压力，化成过程中保持压力，可以使电池厚度变薄，外观更平整，硬度增大，缩短化成时间，常规的化成方法所需化成时间为12-24小时，而使用本发明的化成方法的化成时间为1-3小时，大大缩短了化成时间，而且化成后的锂离子电池的容量和循环一致性以及高温性能得到大幅提升；
3)可调节托板以及塑料托盘的设置，可直接将软包装锂离子电池放置于塑料托盘的安装槽内，使软包装锂离子电池的正负极耳通过设置有开口置于塑料托盘外部，再将塑料托盘安装于可调节托板上，锂离子电池的正负极耳即可与接线端子接触，通过设置不同深度的安装槽，可以使本设备能够适用于不同厚度的软包装锂离子电池，确保化成时极耳与接线端子的紧密接触，且一物多用，结构简单实用性强；
4)采用独立的塑料托盘，且由采用塑料软质耐温材料制成，具有一定弹性，而且安装槽的深度与软包装锂离子电池的厚度匹配，不但能够起到很好的固定作用(能够防止机箱震动电池发生位置偏移)，而且可更好的压紧电池主体，使得化成工序的整个过程中均能够确保电池极片与隔离膜的紧密接触，确保化成效果，确保化成形成的SEI(固体电解质界面)膜均匀无盲区，同时塑料托盘能够分摊电池的受力，降低电池受力过大造成的损耗。
附图说明
附图1是本发明的夹具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，这是本发明的较佳实施例。
实施例1
如附图1所示，一种软包装锂离子电池的化成方法，包括以下步骤：
1)将封装好的软包锂离子电池置于夹具1上
每个夹具1包括由金属材料制成的可调节托板11及采用塑料软质耐磨材料制成的塑料托盘12,在所述塑料托盘12上设置有安装槽33,软包锂离子电池置于安装槽内13；
2)加热、加压
可调节托板11有供水流通过的管路111，可调节托板11内的热水对安装槽13内的软包锂离子电池进行加热,气缸对夹具1进行加压，压紧软包锂离子电池；所示管路111的一端为进水口112，一端为出水口113；热水从进水口112进入管路111，对调节托板11进行加热，加热1min,加热后的温度为70℃，加压的压力介于5kg/cm2；锂离子电池在充放电循环过程中，残留水分会与电解液发生反应而产生气体，导致气胀，给电池的安全使用带来极大的隐患，在加热加压的调件下化成，可以把残留的水分尽可能得去除干净；
3)预充电
所述可调节托板11上设置有电路板,在所述电路板上设置有与软包锂离子电池正负极耳连接的的接线端子,接线端子与正负极耳紧密连接，在加热加压的条件下恒压充电至满充；
4)冷却
充满电后，切换成冷水，可调节托板11内的冷水对安装槽13内的软包锂离子电池进行冷却,即得所需的软包装锂离子电池，冷却时间介于5min,冷却后的温度为20℃。
较优地，步骤1的安装槽13的深度与软包锂离子电池的厚度一致。
实施例2
如附图1所示，一种软包装锂离子电池的化成方法，包括以下步骤：
1)将封装好的软包锂离子电池置于夹具13上
每个夹具3包括由金属材料制成的可调节托板11及采用塑料软质耐磨材料制成的塑料托盘12,在所述塑料托盘12上设置有安装槽33,软包锂离子电池置于安装槽内13；
2)加热、加压
可调节托板11有供水流通过的管路111，可调节托板11内的热水对安装槽13内的软包锂离子电池进行加热,气缸对夹具3进行加压，压紧软包锂离子电池；所示管路111的一端为进水口312，一端为出水口113；热水从进水口112进入管路111，对调节托板11进行加热，加热5min,加热后的温度为90℃，加压的压力介于15kg/cm2；锂离子电池在充放电循环过程中，残留水分会与电解液发生反应而产生气体，导致气胀，给电池的安全使用带来极大的隐患，在加热加压的调件下化成，可以把残留的水分尽可能得去除干净；
3)预充电
所述可调节托板11上设置有电路板,在所述电路板上设置有与软包锂离子电池正负极耳连接的的接线端子,接线端子与正负极耳紧密连接，在加热加压的条件下恒压充电至满充；
4)冷却
充满电后，切换成冷水，可调节托板11内的冷水对安装槽13内的软包锂离子电池进行冷却,即得所需的软包装锂离子电池，冷却时间介于1min,冷却后的温度为40℃。
较优地，步骤1的安装槽13的深度与软包锂离子电池的厚度一致。
实施例3
如附图1所示，一种软包装锂离子电池的化成方法，包括以下步骤：
1)将封装好的软包锂离子电池置于夹具1上
每个夹具1包括由金属材料制成的可调节托板11及采用塑料软质耐磨材料制成的塑料托盘12,在所述塑料托盘12上设置有安装槽13,软包锂离子电池置于安装槽内13；
2)加热、加压
可调节托板11有供水流通过的管路111，可调节托板11内的热水对安装槽33内的软包锂离子电池进行加热,气缸对夹具1进行加压，压紧软包锂离子电池；所示管路111的一端为进水口112，一端为出水口113；热水从进水口112进入管路111，对调节托板11进行加热，加热3min,加热后的温度为80℃，加压的压力介于10kg/cm2；锂离子电池在充放电循环过程中，残留水分会与电解液发生反应而产生气体，导致气胀，给电池的安全使用带来极大的隐患，在加热加压的调件下化成，可以把残留的水分尽可能得去除干净；
3)预充电
所述可调节托板11上设置有电路板,在所述电路板上设置有与软包锂离子电池正负极耳连接的的接线端子,接线端子与正负极耳紧密连接，在加热加压的条件下恒压充电至满充；
4)冷却
充满电后，切换成冷水，可调节托板11内的冷水对安装槽13内的软包锂离子电池进行冷却,即得所需的软包装锂离子电池，冷却时间介于3min,冷却后的温度为30℃。
较优地，步骤1的安装槽13的深度与软包锂离子电池的厚度一致。
与现有技术相比，本发明的一种软包装锂离子电池的化成方法具有以下有益效果：
1)电池在热压化成后直接进行冷却,防止隔膜冷却过程中收缩电芯变软,正负极界面变换接触变差；
2)、用高温的热水对置于可调节托板上的软包装锂离子电池加热，1-5分钟即达到70-90℃的，用冷水对对置于可调节托板的软包装锂离子电池进行冷却，1-5分钟即能冷却到20-40℃，加热快，降温也迅速，冷热水可通过电磁阀切换，达到加热和冷却的效果，提高了加热、冷却效率，即提高了生产效率，与常规的电加热方法相比，电加热虽然加热快，但是冷却慢，冷却是通过自然冷却，需要浪费很多时间，而且，使用水来加热和冷却节约了能源，降低了生产成本；用气缸施加压力，化成过程中保持压力，可以使电池厚度变薄，外观更平整，硬度增大，缩短化成时间，常规的化成方法所需化成时间为12-24小时，而使用本发明的化成方法的化成时间为1-3小时，大大缩短了化成时间，而且化成后的锂离子电池的容量和循环一致性以及高温性能得到大幅提升；
3)可调节托板以及塑料托盘的设置，可直接将软包装锂离子电池放置于塑料托盘的安装槽内，使软包装锂离子电池的正负极耳通过设置有开口置于塑料托盘外部，再将塑料托盘安装于可调节托板上，锂离子电池的正负极耳即可与接线端子接触，通过设置不同深度的安装槽，可以使本设备能够适用于不同厚度的软包装锂离子电池，确保化成时极耳与接线端子的紧密接触，且一物多用，结构简单实用性强；
4)采用独立的塑料托盘，且由采用塑料软质耐温材料制成，具有一定弹性，而且安装槽的深度与软包装锂离子电池的厚度匹配，不但能够起到很好的固定作用(能够防止机箱震动电池发生位置偏移)，而且可更好的压紧电池主体，使得化成工序的整个过程中均能够确保电池极片与隔离膜的紧密接触，确保化成效果，确保化成形成的SEI(固体电解质界面)膜均匀无盲区，同时塑料托盘能够分摊电池的受力，降低电池受力过大造成的损耗。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将封装好的软包锂离子电池置于夹具上
每个夹具包括由金属材料制成的可调节托板及采用塑料软质耐磨材料制成的塑料托盘,在所述塑料托盘上设置有安装槽,软包锂离子电池置于安装槽内；
2)加热、加压
可调节托板内设有供水流通过的管路，可调节托板内的热水对安装槽内的软包锂离子电池进行加热,气缸对夹具进行加压，压紧软包锂离子电池；
3)预充电
所述可调节托板上设置有电路板,在所述电路板上设置有与软包锂离子电池正负极耳连接的的接线端子,接线端子与正负极耳紧密连接，在加热加压的条件下恒压充电至满充；
4)冷却
充满电后，切换成冷水，可调节托板内的冷水对安装槽内的软包锂离子电池进行冷却,即得所需的软包装锂离子电池。
2.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于:步骤1的安装槽的深度与软包锂离子电池的厚度一致。
3.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于:步骤2加热的时间介于1-5min,加热后的温度介于70-90℃。
4.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于:步骤2的加压的压力介于0-15kg/cm2。
5.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于:步骤3的所述电路板上设置有调节固定槽,实现电路板位置的调节。
6.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于:所述预充电的时间介于1-3小时之间。
7.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于:所述冷却时间介于1-5min,冷却后的温度介于20-40℃。
8.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池的化成方法，其特征在于：所示管路一端为进水口，一端为出水口。
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