CN106643003A - 一种锂电池电芯真空干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂电池电芯的真空干燥方法，包括以下步骤：S1：将锂电芯放入真空烘烤箱内，关闭真空烘烤箱门；S2：打开真空烘烤箱的加热开关，升温至85℃；打开真空泵，对真空烘烤箱抽进行真空至0.5Kpa以下；S3：保持真空烘烤箱恒定真空度、温度，烘烤1至3小时；S4：向真空烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，保持通氮气时间2min～3min；S5：再次对真空烧烤箱进行抽真空至0.5Kpa以下，烘烤1至3小时；S6：向烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，冷却降温。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池电芯真空干燥方法。
背景技术
锂电池制程三大关键因素，水分、粉尘、时效；其中锂电池制程中的水分控制尤为重要，水分容易导致电池内阻增大、容量低、循环变差、电性能变差，直接影响电池性能发挥。电芯注液前的烘烤工序是控制电池水分的关键过程，研究如何提高烘烤效率，降低电芯水分，成为锂电生产厂家密切关注的问题。
目前锂电池生产厂家一般采用真空烤箱对电芯进行烘烤，锂电芯烘烤效率受温度、真空度、时间影响较大。温度越高，水分蒸发速率越快，烘烤效率越高，但温度过高会导致锂电池中隔膜受热收缩，造成电池短路不良，因此常规真空烘烤必须控制烘烤温度在85℃以下，烘烤效果不理想。提高真空度可以降低水分沸点，提高水分汽化速率，提高烘烤效率，但常规烘烤真空度只控制在-85Kpa以下，改善烘烤效率作用有限。在烘烤温度、真空度没有改变时，常规烘烤方法只能延长烘烤时间控制水分，通常烘烤完成时间在24-48小时，效率较低，长时间烘烤造成能耗消耗大，增加成本。
发明内容
本发明的目的在于针对以上存在的技术问题，提供一种锂电池电芯真空干燥方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池电芯的真空干燥方法，包括以下步骤：S1：将锂电芯放入真空烘烤箱内，关闭真空烘烤箱门；S2：打开真空烘烤箱的加热开关，升温至85℃；打开真空泵，对真空烘烤箱抽进行真空至0.5Kpa以下；S3：保持真空烘烤箱恒定真空度、温度，烘烤1至3小时；S4：向真空烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，保持通氮气时间2min～3min；S5：再次对真空烧烤箱进行抽真空至0.5Kpa以下，烘烤1至3小时；S6：向烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，冷却降温。
本发明的有益效果是：本发明的一种锂电池电芯的真空干燥方法，利用真空状态下水的沸点与真空度反比关系，最大限度提高电芯烘烤真空度，从而降低真空环境下水分沸点，提高水分汽化速率，在不提高烘烤温度时，能快速将电芯内部水分蒸发排出，提高烘烤效率。
附图说明
图1水的沸点与真空度成反比关系曲线。
图2为本发明提供的一种锂电池电芯的真空干燥方法的流程框图。
具体实施方式
如图1所示，为水的沸点与真空度成反比关系，真空度越高，即大气压越低时，水的沸点越低；大气压在1.23Kpa时，水的沸点在10℃；因此通过提高真空度，能够降低水的沸点。
如图2所示，为本发明优选实施方式提供的一种锂电池电芯的真空干燥方法，本发明基于图1所示的水的沸点与真空度成反比关系，在真空度较低的环境内，在较低干燥温度下，锂电池电芯内部水分就能沸腾汽化；缩短烘烤时间，提高烘烤效率，具体的，所述锂电池电芯的真空干燥方法，包括以下步骤：
S1：将锂电芯放入真空烘烤箱内，关闭烤箱门；
S2：打开真空烘烤箱加热开关，升温至85℃；打开真空泵，对真空烘烤箱进行抽真空至0.5Kpa以下；本步骤中抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa；
S3：保持恒定真空度，温度(即保持0.5Kpa以下，85℃)，烘烤1至3小时；优先地，本步骤中，烘烤时间为2小时。
S4：向真空烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，保持通氮气时间2min～3min；本步骤中常压是指气压为101.325Kpa。
S5：再次对真空烧烤箱进行抽真空至0.5Kpa以下，烘烤1至3小时；优先地，本步骤中，进行抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa烘烤时间为2小时。
S6：向真烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，冷却降温。本步骤中冷却至60℃以下再停止向烘烤箱通入干燥氮气。
进一步的，锂电池电芯的真空干燥方法可以在完成步骤S4及S5后再重复一次步骤S4及S5，然后再进入步骤S6；即上述锂电池电芯的真空干燥方法在进入步骤S5后可以返回至步骤S4，再次经过步骤S5然后再进入步骤S6。
本发明的一种锂电池电芯真空干燥方法，通过提高烘烤真空度至0.5Kpa以下，大大降低水分真空状态下的沸点，提高水分汽化速率，在较低烘烤温度下，就能快速将电芯内部水分蒸发排出，烧烤总时间在10小时左右，远远小于现有技术的24至48小时，提高烘烤效率。同时在烘烤过程中，采取间隙通用氮气方式，将烘箱内的水蒸气排出，使烘箱内水蒸气浓度降低，烘箱内环境与电芯形成气体浓度差，有利于锂电池电芯内部水分汽化逃逸，加快水分蒸发效率。
为了进一步具体说明本发明锂电池电芯的真空干燥方法，以下通过两个具体实施例作进一步说明：
实施例一：
(1)、将锂电芯放入真空烘烤箱内，关闭烤箱门；
(2)、打开加热开关，升温至85℃；打开真空泵，抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa；
(3)、保持恒定真空度，温度，烘烤2小时；
(4)、通入干燥氮气，卸真空至常压101.325Kpa，保持通氮气时间2min～3min；
(5)、抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa，烘烤2小时；
(6)、通入干燥氮气，卸真空至常压；冷却降温到60℃以下，得到烧烤完成的锂电池电芯。烘烤完成后，取出电芯测极片水分含量。
实施例二：
(1)、将锂电芯放入真空烘烤箱内，关闭烤箱门；
(2)、打开加热开关，升温至85℃；打开真空泵，抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa；
(3)、保持恒定真空度，温度，烘烤2小时；
(4)、通入干燥氮气，卸真空至常压101.325Kpa，保持通氮气时间2min～3min；
(5)、抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa，烘烤2小时；
(6)、通入干燥氮气，卸真空至常压101.325Kpa，保持通氮气时间2min～3min；
(7)、抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa，烘烤2小时；
(8)、通入干燥氮气，卸真空至常压；冷却降温到60℃以下，到烧烤完成的锂电池电芯。烘烤完成后，取出电芯测极片水分含量。
实施例一、实施例二实施数据：
1、电芯水分含量
上述实施例一、及烧烤总时间在10小时左右，远远小于常规烘烤的36小时，提高烘烤效率，并且能够达到相近或更好的干燥效果。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种锂电池电芯的真空干燥方法，包括以下步骤：
S1：将锂电芯放入真空烘烤箱内，关闭真空烘烤箱门；
S2：打开真空烘烤箱的加热开关，升温至85℃；打开真空泵，对真空烘烤箱抽进行真空至0.5Kpa以下；
S3：保持真空烘烤箱恒定真空度、温度，烘烤1至3小时；
S4：向真空烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，保持通氮气时间2min～3min；
S5：再次对真空烧烤箱进行抽真空至0.5Kpa以下，烘烤1至3小时；
S6：向烘烤箱通入干燥氮气，使真空烘烤箱卸真空至常压，冷却降温。
2.如权利要求1所述的锂电池电芯的真空干燥方法，其特征在于：在完成步骤S4及S5后再重复一次步骤S4及S5，然后再进入步骤S6。
3.如权利要求1所述的锂电池电芯的真空干燥方法，其特征在于：步骤S3中烘烤时间为2小时。
4.如权利要求1所述的锂电池电芯的真空干燥方法，其特征在于：步骤S5中烘烤时间为2小时。
5.如权利要求1所述的锂电池电芯的真空干燥方法，其特征在于：步骤S2及步骤S5抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa。
6.如权利要求1所述的锂电池电芯的真空干燥方法，其特征在于：步骤S4及步骤S6常压为101.325Kpa。
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