CN107741122A - 锂离子电芯烘烤方法和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电芯烘烤方法和制备方法。该锂离子电芯烘烤方法包括如下步骤：将电芯在温度为82‑88℃的条件下进行预热处理；将预热后的所述电芯在真空烘烤箱内进行真空干燥；其中，所述真空干燥包括至少六次如下循环过程：先抽真空；然后将所述电芯在温度为82‑88℃的条件下进行烘烤，当所述烘烤箱内的气体压强达到饱和蒸汽压时停止烘烤，并破真空处理；其中，所述破真空处理过程中向所述烘烤箱内通入干燥的氮气或惰性气体。该锂离子电芯烘烤方法不仅确保烘烤效果的一致性，并能预测烘烤完成时间，减少因烘烤不良影响生产次序，有利于计划生产的安排，提高生产效率。

Description

锂离子电芯烘烤方法和制备方法

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电芯烘烤方法和制备方法。

背景技术

锂离子电池制造过程中，很多企业一般使用真空烘烤箱烘烤电芯，在使用真空烘烤箱时，首先通过实验确认一定真空和一定温度条件下，烘烤一段时间，然后抽放真空，通过干燥的惰性气体将烘烤箱内烘除的水分带走，以实现烘干目的。此烘烤过程一般以时间为基准，设置不同烘烤阶段，通过抽放真空，来实现干燥电芯的目的。

上述抽放真空过程中，很难通过数据准确界定在不同时间段下，烘烤箱是应该烘烤还是继续抽真空，没办法界定烘烤箱内真实情况，因此，只能根据水分测试结果以确定烘烤时间长短，将烘烤时间较为集中、且水分测试合格的烘烤时间作为烘烤程序标准时间，以覆盖大多烘烤情况。这样的烘烤方式缺点是：由于制程环境或材料有波动，造成部分电芯的水分测试不合格，按照工艺要求将增加其烘烤时间，这就可能造成电芯频繁测试水分和增加烘烤时间，不仅不经济，且无法预判完成时间，影响生产有序进行，而且在相同烘烤程序下，不同季节和不同管理环境条件下，烘烤出来的电芯水分含量不一致，最终导致电芯品质不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种锂离子电芯烘烤方法和制备方法，旨在解决现有电芯烘烤方法的效果不理想，以致使电芯品质不稳定的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种锂离子电芯烘烤方法，包括如下步骤：

将电芯在温度为82-88℃的条件下进行预热处理；

将预热后的所述电芯在真空烘烤箱内进行真空干燥；其中，所述真空干燥包括至少六次如下循环过程：

先抽真空；然后将所述电芯在温度为82-88℃的条件下进行烘烤，当所述烘烤箱内的气体压强达到饱和蒸汽压时停止烘烤，并破真空处理；其中，所述破真空处理过程中向所述烘烤箱内通入干燥的氮气或惰性气体。

本发明另一方面提供一种锂离子电芯的制备方法，所述锂离子电芯的制备包括上述锂离子电芯烘烤方法。

本发明提供的锂离子电芯烘烤方法，将电芯放入真空烘烤箱内进行烘烤过程中，当烘烤箱内的气压达到饱和蒸汽压时，启动放真空系统，将干燥的氮气或惰性气体放入烘烤箱内，然后再抽真空，通过该氮气或惰性气体带走水分。本发明就是以饱和蒸汽压值为主线，控制抽放真空的启停功能，通过根据控烘箱内饱和蒸汽压情况，科学合理启停抽放真空系统工作，实现自主烘烤，不仅确保电芯烘烤水分的一致性，而且能通过饱和蒸汽压在不同时间段的变化趋势，可以即时调整烘烤工步，合理且高效进行烘烤，确保烘烤效果的一致性，并能预测烘烤完成时间，减少因烘烤不良影响生产次序，有利于计划生产的安排，提高生产效率。

本发明提供的锂离子电芯的制备方法，因包括本发明特有的锂离子电芯烘烤方法，最终制得的电芯具有品质稳定的优点。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种锂离子电芯烘烤方法，包括如下步骤：

S01：将电芯在温度为82-88℃的条件下进行预热处理；

S02：将预热后的电芯在真空烘烤箱内进行真空干燥；其中，该真空干燥包括至少六次如下循环过程：

先抽真空；然后将该电芯在温度为82-88℃的条件下进行烘烤，当烘烤箱内的气体压强达到饱和蒸汽压时停止烘烤，并破真空处理；其中，该破真空处理过程中向烘烤箱内通入干燥的氮气或惰性气体。

因制程或材料的变化常引起电芯内水分变化，而现有电芯烘烤方式是以烘烤时间为主线，控制抽放真空的启停功能，但在制程或材料异常的情况下，烘烤容易失效且不受控，最终无法确保产品烘烤一致性；而且，当饱和蒸汽压达到极限值情况还在进行烘烤，不仅烘烤不出水分，且浪费时间，浪费资源，而当饱和蒸汽压过低时，若启动抽放真空工步，不仅浪费惰性气体，也浪费真空资源。

本发明实施例提供的锂离子电芯烘烤方法，将电芯放入真空烘烤箱内进行烘烤过程中，当烘烤箱内的气压达到饱和蒸汽压时，启动放真空系统，将干燥的氮气或惰性气体放入烘烤箱内，然后再抽真空，通过该氮气或惰性气体带走水分。本发明就是以饱和蒸汽压值为主线，控制抽放真空的启停功能，通过根据控烘箱内饱和蒸汽压情况，科学合理启停抽放真空系统工作，实现自主烘烤，不仅确保电芯烘烤水分的一致性，而且能通过饱和蒸汽压在不同时间段的变化趋势，可以即时调整烘烤工步，合理且高效进行烘烤，确保烘烤效果的一致性，并能预测烘烤完成时间，减少因烘烤不良影响生产次序，有利于计划生产的安排，提高生产效率。

进一步地，在上述步骤S01中，预热处理的时间为2-6h。预热处理可以事先将电芯的大量水分去除，使电芯更好地进入后续真空烘烤状态，提供烘烤效率，而预热处理2-6h，可以更好去除水分，对后续真空烘烤效果更佳。最优选地，预热处理6h的效果最佳。

进一步地，在上述步骤S01中，预热处理在真空烘烤箱中进行。事先在真空烘烤箱内进行预热处理，再进行真空干燥的循环过程，这样不需要移动电芯，使电芯更好地适应真空干燥环境，烘烤效果更好。

进一步地，在上述步骤S02中，真空烘烤箱中安装有饱和蒸气压测试仪，该饱和蒸气压测试仪用于监控电芯烘烤时真空烘烤箱内的气体压强。通过在真空烘箱内加装饱和蒸汽压测试仪，这样在烘烤过程中，通过准确监控饱和蒸汽压，提高烘烤时间的准确度。进一步优选地，饱和蒸气压检测仪为全自动饱和蒸汽压检测仪，这样可以在线监控、智能控制，可实现电芯烘烤的自动化，提高效率。

进一步地，在上述步骤S02中，真空干燥的循环过程中，抽真空得到的真空度≤-90KPa。该真空度为相对真空度，抽真空得到的真空度越低，越有利于电芯的水分除去，当然理想的最低真空度是不可能达到的，因此当真空度≤-90KPa时，水分去除效果最好。本发明一实施例中，优选-97KPa。

进一步地，在上述步骤S02中，惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的至少一种。

另一方面，本发明实施例还提供了一种锂离子电芯的制备方法，该锂离子电芯的制备包括上述本发明实施例的锂离子电芯烘烤方法。因此，最终制得的电芯具有品质稳定的优点。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种锂离子电芯烘烤方法，包括如下步骤：

将电芯置于真空烘烤箱内进行如下表1的烘烤程序(其中表1中，饱和蒸汽压为绝压)：

表1

对比例1

一种锂离子电芯烘烤方法，包括如下步骤：

将电芯置于真空烘烤箱内进行如下表2的烘烤程序。

表2

对比分析

将实施例1和对比例1的烘烤工艺进行对比分析可得：

相对于对比例1，本实施例1的锂离子电芯烘烤方法的总共工艺过程：

可节省时间约：20-30％；

可节省抽真空和放真空(氮气或氩气)次数：50-70％；

可节省电能：30-50％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂离子电芯烘烤方法，其特征在于，包括如下步骤：

将电芯在温度为82-88℃的条件下进行预热处理；

将预热后的所述电芯在真空烘烤箱内进行真空干燥；其中，所述真空干燥包括至少六次如下循环过程：

先抽真空；然后将所述电芯在温度为82-88℃的条件下进行烘烤，当所述烘烤箱内的气体压强达到饱和蒸汽压时停止烘烤，并破真空处理；其中，所述破真空处理过程中向所述烘烤箱内通入干燥的氮气或惰性气体。

2.如权利要求1所述的锂离子电芯烘烤方法，其特征在于，所述预热处理的时间为2-6h。

3.如权利要求1所述的锂离子电芯烘烤方法，其特征在于，所述预热处理在所述真空烘烤箱中进行。

4.如权利要求1所述的锂离子电芯烘烤方法，其特征在于，所述真空烘烤箱中安装有饱和蒸气压测试仪，所述饱和蒸气压测试仪用于监控所述电芯烘烤时，所述真空烘烤箱内的气体压强。

5.如权利要求4所述的锂离子电芯烘烤方法，其特征在于，所述饱和蒸气压检测仪为全自动饱和蒸汽压检测仪。

6.如权利要求1-5任一项所述的锂离子电芯烘烤方法，其特征在于，所述真空干燥的循环过程中，抽真空得到的真空度≤-90KPa。

7.如权利要求1-5任一项所述的锂离子电芯烘烤方法，其特征在于，所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的至少一种。

8.一种锂离子电芯的制备方法，其特征在于，所述锂离子电芯的制备方法包括权利要求1-7任一相所述的锂离子电芯烘烤方法。