CN108199087A - 一种增加电池保液量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增加电池保液量的方法，包括以下步骤：a)将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理，得到待封装电芯；若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行；b)将步骤a)得到的待封装电芯进行封装，得到电池。与现有技术相比，本发明对化成/二次封装过程进行创新性的改进，得到了一种增加电池保液量的方法，本发明提供的方法简单、高效，且对电池保液量的提高效果好；同时，本发明提供的方法能够使SEI膜重整成高低温都适合的膜，实现SEI膜的优化。实验结果表明，本发明提供的方法对电池保液量的提高效果好，得到的产品性能稳定、封装可靠。

Description

一种增加电池保液量的方法

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，更具体地说，是涉及一种增加电池保液量的方法。

背景技术

现有的电池主要有一次电池和二次电池两大类。其中，一次电池，即无法反复充电的电池，主要包括碳锌电池、碱性电池、糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式电池、锌空气电池、一次锂锰电池等、水银电池；二次电池，即可充电电池，主要包括二次碱性锌锰电池、镍镉充电电池、镍氢充电电池、锂充电电池、铅酸电池、太阳能电池。而从外包装角度分析，现有电池主要分为软包装电池及硬壳包装电池，由于软包装电池包装膜本身厚度小，可塑性大，被广泛的运用于各类高档一次电池和二次电池中。

电池的循环寿命等性能跟电解液的保有量有直接的相关性。电池的电解液保有量越大，循环性能等越优秀，电池的性价比就越高。目前，常见的提高电池的保液量的方法主要有降低电极的压实密度、采用高孔隙率隔离膜、采用PVDF隔离膜、采用吸液性高的电极添加剂、采用二次注液或补液。

但是，降低电极的压实密度对目前日益增长的能量密度要求而言已是南辕北辙；采用高孔隙率隔离膜会带来安全隐患，得不偿失；采用PVDF隔离膜和采用吸液性高的电极添加剂对成本增加很多；而采用二次注液或补液，工序增多，物料、设备和作业时间都要增加很多，增大管理复杂性。更重要的是，上述方法对电池保液量的提高效果一般。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种增加电池保液量的方法，本发明提供的方法简单、高效，且对电池保液量的提高效果好。

本发明提供了一种增加电池保液量的方法，包括以下步骤：

a)将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理，得到待封装电芯；若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行；

b)将步骤a)得到的待封装电芯进行封装，得到电池。

优选的，步骤a)中所述化成后的电芯选自聚合物锂离子电池电芯、铝壳锂离子电池电芯或钢壳锂离子电池电芯。

优选的，步骤a)中所述热处理的温度为40℃～100℃，时间为1h～10h。

优选的，步骤a)中所述冷处理的温度为-20℃～20℃，时间为2h～12h。

优选的，所述步骤a)具体为：

将化成后的电芯依次进行热处理和冷处理，得到待封装电芯。

优选的，所述步骤a)具体为：

将化成后的电芯依次进行第一次冷处理、热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

优选的，所述步骤a)具体为：

将化成后的电芯依次进行第一次热处理、第一次冷处理、第二次热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

优选的，还包括：

将化成后的电芯进行第一次热处理后，进行二次注液，再依次进行第一次冷处理、第二次热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

优选的，步骤b)中所述封装的温度为205℃～215℃，压力为0.5MPa～0.6MPa，时间为5s～10s。

本发明提供了一种增加电池保液量的方法，包括以下步骤：a)将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理，得到待封装电芯；若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行；b)将步骤a)得到的待封装电芯进行封装，得到电池。与现有技术相比，本发明对化成/二次封装过程进行创新性的改进，得到了一种增加电池保液量的方法，本发明提供的方法简单、高效，且对电池保液量的提高效果好；同时，本发明提供的方法能够使SEI膜重整成高低温都适合的膜，实现SEI膜的优化。实验结果表明，本发明提供的方法对电池保液量的提高效果好，得到的产品性能稳定、封装可靠。

附图说明

图1为10个批次实施例7～8及对比例提供的方法得到的型号1的电池产品的液失量比较图；

图2为10个批次实施例7～8及对比例提供的方法得到的型号2的电池产品的液失量比较图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种增加电池保液量的方法，包括以下步骤：

a)将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理，得到待封装电芯；若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行；

b)将步骤a)得到的待封装电芯进行封装，得到电池。

本发明首先将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理，得到待封装电芯。在本发明中，所述化成后的电芯优选选自聚合物锂离子电池电芯、铝壳锂电池电芯或钢壳锂电池电芯，更优选为聚合物锂离子电池电芯。本发明对所述化成后的电芯的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的化成的技术方案制备得到。

在本发明优选的实施例中，所述化成后的电芯为聚合物锂离子电池电芯；本发明将正极片、隔离膜、负极片卷绕得到裸电芯，之后选择铝塑膜为外封装材料进行一次封装，得到干燥电芯，再一次注液，得到聚合物锂离子电池电芯。本发明对所述正极片、隔离膜、负极片和电解液没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的用于制备聚合物锂离子电池电芯的正极片、隔离膜、负极片和电解液即可。

在本发明中，所述热处理的过程一方面能够使化成产生的气体受热排出电池本体，进入到电池的气囊、电池的上部空间等空余部位；另一方面能够改善电解液的浸润效果，同时使电池界面受热重整，形成高质量的SEI膜。本发明对所述热处理的方式没有特殊限制，优选采用在烤箱中静置的技术方案。在本发明中，所述热处理的温度优选为40℃～100℃，更优选为45℃～70℃；所述热处理的时间优选为1h～10h，更优选为2h～6h。

在本发明中，所述冷处理的过程一方面能够使电解液粘度增加，降低电解液在电池内部各个界面的流动性，有利于在后续封装过程中提高电解液的保有量；另一方面，使SEI膜重整成更适合低温下工作的SEI膜。本发明对所述冷处理的方式没有特殊限制，优选采用冷却静置的技术方案。在本发明中，所述冷处理的温度优选为-20℃～20℃，更优选为5℃～18℃；所述冷处理的时间优选为2h～12h，更优选为4h～10h。

本发明将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理；若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行，即每一次热处理的过程和每一次冷处理的过程交替进行。在本发明一个优选的实施例中，进行了一次热处理和一次冷处理；所述步骤a)优选具体为：

将化成后的电芯依次进行热处理和冷处理，得到待封装电芯。

在本发明另一个优选的实施例中，进行了一次热处理和两次冷处理；所述步骤a)优选具体为：

将化成后的电芯依次进行第一次冷处理、热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

在本发明另一个优选的实施例中，进行了两次热处理和两次冷处理；所述步骤a)优选具体为：

将化成后的电芯依次进行第一次热处理、第一次冷处理、第二次热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

完成所述第一次热处理后，本发明优选还包括：

将化成后的电芯进行第一次热处理后，进行二次注液，再依次进行第一次冷处理、第二次热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

以此类推，对于所述热处理的过程和冷处理的过程均进行两次以上的情况，在此不再赘述。本发明采用若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行，既能够减少电解液在铝塑膜表面的吸附，减少封装工序封装区域的电解液滞留量，提升后续封装工序的可靠性，又能够让电解液更好渗透和填满电极与隔离膜的内部空隙，减少电解液因多添加或者吸收不好被挤出，对电池保液量的提高效果好；同时，能够使SEI膜重整成高低温都适合的膜，实现SEI膜的优化。

得到待封装电芯后，本发明将得到的待封装电芯进行封装，得到电池。在本发明中，所述封装的过程即为本领域技术人员熟知的化成/二次封装过程中的二次封装过程；本发明对所述封装的方式没有特殊限制，优选采用本领域技术人员熟知的铜模硬封的技术方案。

在本发明中，所述封装的温度优选为205℃～215℃，更优选为207℃～210℃；所述封装的压力优选为0.5MPa～0.6MPa，更优选为0.58MPa；所述封装的时间优选为5s～10s，更优选为6s～7.5s。

本发明提供了一种增加电池保液量的方法，包括以下步骤：a)将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理，得到待封装电芯；若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行；b)将步骤a)得到的待封装电芯进行封装，得到电池。与现有技术相比，本发明对化成/二次封装过程进行创新性的改进，得到了一种增加电池保液量的方法，本发明提供的方法简单、高效，且对电池保液量的提高效果好；同时，本发明提供的方法能够使SEI膜重整成高低温都适合的膜，实现SEI膜的优化。实验结果表明，本发明提供的方法对电池保液量的提高效果好，得到的产品性能稳定、封装可靠。

另外，本发明提供的方法能够减少电解液因多添加被挤出，从而减少电解液污染。

为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的化成后的电芯为聚合物锂离子电池电芯，其材料及结构具体参数如表1所示。

表1实施例1～6所用的化成后的电芯材料及结构具体参数

实施例1

(1)将化成后的电芯置于烤箱中，在45℃下热静置2h，从而使化成产生的气体受热排出电池本体，进入到电池的气囊等空余部位，得到热静置后的电芯；所述热静置能够改善电解液的浸润效果，同时使电池界面受热重整，形成高质量的SEI膜。

(2)将步骤(1)得到的热静置后的电芯在10℃下冷静置4h，从而使电解液粘度增加，有利于在后续封装过程中提高电解液的保有量，得到待封装电芯；所述冷静置能够降低电解液在电池内部各个界面的流动性，同时使SEI膜重整成更适合低温下工作的SEI膜。

(3)将步骤(2)得到的待封装电芯进行封装，得到电池产品；所述封装过程的参数如表2所示。

表2实施例1中所述封装过程的参数

实施例2

采用实施例1提供的方法得到电池产品，区别在于：步骤(1)中热静置的时间为4h。

实施例3

采用实施例1提供的方法得到电池产品，区别在于：步骤(1)中热静置的时间为4h；步骤(2)中所述冷静置的时间为6h。

实施例4

采用实施例1提供的方法得到电池产品，区别在于：步骤(1)中热静置的时间为4h；步骤(2)中所述冷静置的时间为8h。

实施例5

采用实施例1提供的方法得到电池产品，区别在于：步骤(1)中热静置的时间为6h；步骤(2)中所述冷静置的时间为10h。

实施例6

采用实施例1提供的方法得到电池产品，区别在于：步骤(1)中热静置的时间为6h；步骤(2)中所述冷静置的时间为12h。

实施例7

实施例7所用的化成后的电芯材料及结构与实施例2相同。

采用实施例1提供的方法得到电池产品，区别在于：步骤(1)中热静置的时间为6h。

对10个编号电芯实施例7提供的方法得到的电池产品的液失量进行测试，结果参见表3～4所示。

表3实施例7提供的方法得到的型号1的电池产品的液失量数据

表4实施例7提供的方法得到的型号2的电池产品的液失量数据

实施例8

实施例8所用的化成后的电芯材料及结构与实施例2相同。

采用实施例1提供的方法得到电池产品，区别在于：步骤(1)中热静置的温度为60℃，时间为6h。

对10个编号电芯实施例8提供的方法得到的电池产品的液失量进行测试，结果参见表5所示。

表5实施例8提供的方法得到的型号1的电池产品的液失量数据

表6实施例8提供的方法得到的型号2的电池产品的液失量数据

对比例

对比例所用的化成后的电芯材料及结构与实施例2相同。

采用现有技术提供的方法将化成后的电芯常温静置10h，再按照实施例1步骤(3)进行封装，得到电池产品。

对10个批次对比例提供的方法得到的电池产品的液失量进行测试，结果参见表7所示。

表7对比例提供的方法得到的型号1的电池产品的液失量数据

表8对比例提供的方法得到的型号2的电池产品的液失量数据

对10个批次实施例7～8及对比例提供的方法得到的电池产品的液失量进行比较，结果参见图1～2。通过比较可知，本发明提供的方法对电池保液量的提高效果好，得到的产品性能稳定、封装可靠。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种增加电池保液量的方法，包括以下步骤：

a)将化成后的电芯进行若干次热处理和若干次冷处理，得到待封装电芯；若干次所述热处理和若干次所述冷处理交替进行；

b)将步骤a)得到的待封装电芯进行封装，得到电池。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述化成后的电芯选自聚合物锂离子电池电芯、铝壳锂离子电池电芯或钢壳锂离子电池电芯。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述热处理的温度为40℃～100℃，时间为1h～10h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述冷处理的温度为-20℃～20℃，时间为2h～12h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)具体为：

将化成后的电芯依次进行热处理和冷处理，得到待封装电芯。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)具体为：

将化成后的电芯依次进行第一次冷处理、热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)具体为：

将化成后的电芯依次进行第一次热处理、第一次冷处理、第二次热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

将化成后的电芯进行第一次热处理后，进行二次注液，再依次进行第一次冷处理、第二次热处理和第二次冷处理，得到待封装电芯。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述封装的温度为205℃～215℃，压力为0.5MPa～0.6MPa，时间为5s～10s。