CN107895815A - 一种软包锂离子电池的电解液浸润方法 - Google Patents

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王攀
赵永锋
孙永明
刘兴丹
赵红娟
高红艳
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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

一种软包锂离子电池的电解液浸润方法
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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