CN107895815A - 一种软包锂离子电池的电解液浸润方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软包锂离子电池的电解液浸润方法。该浸润方法包括:1)向包装后的锂离子电池中注入电解液,然后将注液后的锂离子电池置于真空装置内;2)对真空装置进行抽真空、保压;然后通入干燥惰性气体至真空度为0;3)重复步骤2),即完成对电芯的浸润。与传统方法对单体电池的复杂浸润工序相比,该浸润方法非常容易实现批量化、流水线生产,自动化程度高,有助于降低生产成本、提高生产效率;经该方法浸润后的电芯对电极及隔膜孔隙的浸润效果优异,能够满足目前高能量、高容量、高倍率动力电池的性能需求,保证了电芯的各项性能稳定发挥。
Description
技术领域
本发明属于电解液的注液领域,具体涉及一种软包锂离子电池的电解液浸润方法。
背景技术
随着锂离子电池的不断发展,高能量、高倍率、高容量型的电芯研发日趋集中。电解液注入电池后,受电极的孔隙率、压实密度、电极厚度、电解液粘度等因素的影响,电解液需要较长时间的静置陈化,才能浸润到电极孔隙中,在多数情况下,电极中的一些微孔仍无法完全浸润电解液。作为电芯“血液”的电解液,只有与电极、隔膜良好接触、浸润,才能保证电芯的各项性能的发挥。
申请公布号为CN106876792A的专利公开了一种软包锂离子电池电解液浸润方法,该浸润方法是将锂离子电池封装后在0~100℃下真空静置。该浸润方法耗时、耗力,而且对极片的浸润效果有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种软包锂离子电池的电解液浸润方法,从而解决现有浸润方法耗时、耗力,极片的实际浸润效果差的问题。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种软包锂离子电池的电解液浸润方法,包括以下步骤:
1)向包装后的锂离子电池中注入电解液,然后将注液后的锂离子电池置于真空装置内;
2)对真空装置进行抽真空、保压;然后通入干燥惰性气体至真空度为0;
3)重复步骤2),即完成对电芯的浸润。
本发明的软包锂离子电池的电解液浸润方法,通过对置于真空装置内的锂离子电池重复进行抽真空、保压及泄压操作,使电解液能够充分浸润电芯;与传统方法对单体电池的复杂浸润工序相比,该浸润方法非常容易实现批量化、流水线生产,自动化程度高,有助于降低生产成本、提高生产效率;经该方法浸润后的电芯对电极及隔膜孔隙的浸润效果优异,能够满足目前高能量、高容量、高倍率动力电池的性能需求,保证了电芯的各项性能稳定发挥。
步骤2)中,抽真空至真空度为-20~-100KPa,保压时间为0.5~3h。该浸润方法可在较低真空度下和较短保压时间下进行,从而可以降低对真空装置的要求,有效减少对抽真空设备的损耗。
步骤1)中,注入电解液前,将包装后的锂离子电池烘烤除水。所述包装后的锂离子电池为将电芯置于包装壳中,顶侧封装后,留有一侧未封(即气袋),此口用于注液。
步骤1)中,在露点温度为-70℃~-40℃、温度为20℃~30℃的条件下注入电解液。注入电解液过程在满足上述条件的干燥房内进行,可有效避免注液过程中水分的引入。
步骤1)中,电解液的注入量=K×C,其中C为以Ah计的电池容量数值;K为注液量系数,K在2~6之间取值;注入量的单位为g。
步骤3)中,重复的次数为1~8次。该浸润方法通过较短的重复次数,即可实现良好的浸润效果。
本发明的软包锂离子电池的电解液浸润方法,尤其适用于软包锂离子电池的浸润,具有浸润时间短、浸润效果好、浸润效率高的特点。
附图说明
图1为采用本发明实施例5所得锂离子电池的图片;
图2为采用对比例的方法在浸润24h后的锂离子电池图片;
图3为采用对比例的方法在浸润48h后的锂离子电池图片;
图4为实施例和对比例所得锂离子电池的循环数据对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。
实施例1
本实施例的软包锂离子电池的电解液浸润方法,包括以下步骤:
1)包装后的软包锂离子电池经烘烤除水后,进入注液干燥房内,干燥房的露点为-60℃、温度为25℃,然后向电池中注入电解液,电解液的注入量(g)为2C,C为电池容量(5Ah);注液后的锂离子电池经流水线进入真空装置内;
2)对真空装置抽真空至真空度为-20KPa,保压3h;然后通入干燥氮气至真空度为0;
3)步骤2)重复3次后,即完成对电芯的浸润。
实施例2
本实施例的软包锂离子电池的电解液浸润方法,包括以下步骤:
1)包装后的软包锂离子电池经烘烤除水后,进入注液干燥房内,干燥房的露点为-50℃、温度为20℃,然后向电池中注入电解液,电解液的注入量(g)为3C,C为电池容量(10Ah);注液后的锂离子电池经流水线进入真空装置内;
2)对真空装置抽真空至真空度为-40KPa,保压2h;然后通入干燥氮气至真空度为0;
3)步骤2)重复4次后,即完成对电芯的浸润。
实施例3
本实施例的软包锂离子电池的电解液浸润方法,包括以下步骤:
1)包装后的软包锂离子电池经烘烤除水后,进入注液干燥房内,干燥房的露点为-40℃、温度为30℃,然后向电池中注入电解液,电解液的注入量(g)为4C,C为电池容量(20Ah);注液后的锂离子电池经流水线进入真空装置内;
2)对真空装置抽真空至真空度为-60KPa,保压1h;然后通入干燥氮气至真空度为0;
3)步骤2)重复5次后,即完成对电芯的浸润。
实施例4
本实施例的软包锂离子电池的电解液浸润方法,包括以下步骤:
1)包装后的软包锂离子电池经烘烤除水后,进入注液干燥房内,干燥房的露点为-45℃、温度为25℃,然后向电池中注入电解液,电解液的注入量(g)为5C,C为电池容量(10Ah);注液后的锂离子电池经流水线进入真空装置内;
2)对真空装置抽真空至真空度为-80KPa,保压1h;然后通入干燥氮气至真空度为0;
3)步骤2)重复6次后,即完成对电芯的浸润。
实施例5
本实施例的软包锂离子电池的电解液浸润方法,包括以下步骤:
1)包装后的软包锂离子电池经烘烤除水后,进入注液干燥房内,干燥房的露点为-65℃、温度为25℃,然后向电池中注入电解液,电解液的注入量(g)为6C,C为电池容量(10Ah);注液后的锂离子电池经流水线进入真空装置内;
2)对真空装置抽真空至真空度为-100KPa,保压0.5h;然后通入干燥氮气至真空度为0;
3)步骤2)重复7次后,即完成对电芯的浸润。
对比例
对比例的锂离子电池(10Ah)的电解液的浸润方法是将注液后的锂离子电池在常温常压下静置24~48h。
试验例
按实施例1~5及对比例的方法完成电解液浸润后,按常规操作完成后续封装、化成操作,检测实施例1~5及对比例对应的锂离子电池的浸润性能和电化学性能。
图1为采用本发明的方法完成电解液浸润后的锂离子电池图片,图2、图3为采用对比例的方法在浸润24h、48h后的锂离子电池图片,可以看出,本发明的方法所得锂离子电池的界面正常,而对比例的方法在浸润24h后出现析锂现象,浸润48h后出现轻微黑斑。
图4为实施例和对比例所得锂离子电池在常温1C的容量循环数据对比图,结果表明,实施例2、实施例4、实施例5的锂离子电池循环1000周次容量保持率优于对比例,容量衰减小,循环寿命长,表现出更好的电化学性能。
实施例和对比例的电解液浸润方法的对比结果如表1所示。
表1不同浸润方式的锂离子电池的性能比较
由以上检测结果可知,本发明的浸润方法对电极及隔膜的浸润效果好,浸润时间短,所得锂离子电池具有良好的电化学性能。
Claims (6)
1.一种软包锂离子电池的电解液浸润方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)向包装后的锂离子电池中注入电解液,然后将注液后的锂离子电池置于真空装置内;
2)对真空装置进行抽真空、保压;然后通入干燥惰性气体至真空度为0;
3)重复步骤2),即完成对电芯的浸润。
2.如权利要求1所述的软包锂离子电池的电解液浸润方法,其特征在于,步骤2)中,抽真空至真空度为-20~-100KPa,保压时间为0.5~3h。
3.如权利要求1所述的软包锂离子电池的电解液浸润方法,其特征在于,步骤1)中,注入电解液前,将包装后的锂离子电池烘烤除水。
4.如权利要求1所述的软包锂离子电池的电解液浸润方法,其特征在于,步骤1)中,在露点温度为-70℃~-40℃、温度为20℃~30℃的条件下注入电解液。
5.如权利要求1所述的软包锂离子电池的电解液浸润方法,其特征在于,步骤1)中,电解液的注入量=K×C,其中C为以Ah计的电池容量数值;K为注液量系数,K在2~6之间取值;注入量的单位为g。
6.如权利要求1所述的软包锂离子电池的电解液浸润方法,其特征在于,步骤3)中,重复的次数为1~8次。
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