CN109654819A - 一种软包锂离子电芯的烘烤工艺 - Google Patents

一种软包锂离子电芯的烘烤工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN109654819A
CN109654819A CN201811475815.XA CN201811475815A CN109654819A CN 109654819 A CN109654819 A CN 109654819A CN 201811475815 A CN201811475815 A CN 201811475815A CN 109654819 A CN109654819 A CN 109654819A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery core
baking
hopper
baking process
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811475815.XA
Other languages
English (en)
Inventor
滕於江
曹磊
刘念
林黛青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUANGZHOU RONGCHENG LITHIUM BATTERY Co Ltd
Original Assignee
GUANGZHOU RONGCHENG LITHIUM BATTERY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGZHOU RONGCHENG LITHIUM BATTERY Co Ltd filed Critical GUANGZHOU RONGCHENG LITHIUM BATTERY Co Ltd
Priority to CN201811475815.XA priority Critical patent/CN109654819A/zh
Publication of CN109654819A publication Critical patent/CN109654819A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/001—Drying-air generating units, e.g. movable, independent of drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08—Humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/06—Chambers, containers, or receptacles
    • F26B25/14—Chambers, containers, receptacles of simple construction
    • F26B25/18—Chambers, containers, receptacles of simple construction mainly open, e.g. dish, tray, pan, rack
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种软包锂离子电芯的烘烤工艺，属于锂离子电池技术领域，其包括(1)升温：将烘箱升温至设定温度；(2)电芯摆放：先将电芯正面(凸面)朝下放置于烘箱导热料槽中，与料槽完全接触；关上烤箱门，进行恒温烘烤，5min后对烘箱持续进行抽真空，真空度维持在5～200Pa；(3)取件：烘烤后，停止抽真空，往烘箱内注入干燥气使烘箱内压力绝对值变为零，取出电芯，即完成烘烤。本发明空间利用率高，实现电芯大批量快速烘烤。电芯密集置于料槽中，配合高真空的烘烤环境，导热效率高，能使电芯中水分快速气化，逸出，排出烘箱内部，避免了烘箱中水分含量增加造成烘烤效率降低，缩短烘烤时间，提高烘烤效率。

Description

一种软包锂离子电芯的烘烤工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池生产制造领域，特别是指一种软包锂离子电芯的烘烤工艺。
背景技术
作为现代高性能电池的代表，锂离子电池与人民的生活息息相关，影响锂离子电池性能的因素有很多，其中水分对锂离子电池的性能有着至关重要的影响。在生产过程中，电芯烘烤是极为重要的工序，其目的是除去电芯中存在的水分。水分是锂离子电池生产过程中需要严格控制的关键指标，环境湿度，水性粘结剂的使用等因素都会导致极片制备过程中水分含量的增加。烘烤后的电芯如果水分无法达到一定标准，注液就会出现电解液中锂盐分解与产气影响电池制程，电池容量下降，内阻偏高，导致电池的循环性能及安全性能降低。随着电池制造水平的提高，对水分提出了更高的要求，行业内普遍要求100ppm～200ppm水含量。
目前大部分锂离子电池生产厂家是通过烘烤工序去除水分，通用电芯烘烤工艺为真空烤箱或隧道炉内在80℃～85℃烘烤24h～36h，接触式烤箱内在80℃～85℃烘烤3h～6h甚至更长。但长时间高温烘烤会导致极片掉粉、隔膜收缩，孔隙率降低等问题，导致电池的内阻、容量、倍率性能以及安全性能均有影响。现有工艺生产效率低，耗能高，生产成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种软包锂离子电芯的烘烤工艺，解决常规烘烤不能除尽水分，长时间高温烘烤会对极片以及隔膜造成损伤，导致电池性能下降，同时提高烘烤效率，减少烘烤时间，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种软包锂离子电芯的烘烤工艺，具体包括如下步骤：
(1)电芯摆放
在软包电芯快速干燥机的料槽内摆放电芯，电芯采用正面朝下与料槽完全接触的方式排布；
电芯在料槽中的摆放有两种方式：
竖向密集摆放方式，电芯正凸面朝下与料槽壁完全接触，电芯的气袋压在相邻的电芯上，极耳朝外，相邻电芯的间距为5mm±2mm；
横向密集摆放方式，电芯正凸面朝下与料槽壁完全接触，电芯的气袋朝外，极耳与相邻电芯的间距为5mm±2mm。
(2)烘烤
将电芯放入已提前升温至70℃～90℃的快速干燥机的料槽中，关闭干燥机门，保持该温度并抽真空，真空度在0Pa～200Pa，60min～80min后(过程中持续抽真空)，充入干燥气体后取出电芯。
作为优选地，所述的干燥气体为干燥空气。干燥空气由干燥空气系统制取，并通过管道连接烤箱。
作为优选地，所述的干燥气体露点为-40％RH及以下，水分含量在100-150ppm之间。
作为优选地，整个烘烤过程在露点为-20％RH的烘烤车间内进行。
作为优选地，所述的电芯长度大于90mm时采用横向密集摆放，电芯长度小于等于90mm时的采用竖向密集摆放。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、在真空度小于200Pa的条件下，水的沸点小于25℃，本发明的方法可以有效除水，且不会造成极片掉粉，隔膜严重收缩的问题，不会对电池性能造成影响；
2、烘烤过程中持续抽真空，能带出烤箱内水分，有效除去水分；
3、整个烘烤过程只需60min～80min，有效缩短了烘烤时间，提高生产效率以及设备的利用率，降低了能耗；
4、缩短了烘烤时间，避免因极片含水破坏SEI膜，避免因长时间高温烘烤，造成隔膜收缩、极片掉粉等问题，提升电池安全性能。
5、在烘箱内部有限的空间中，在电芯与料槽有充分接触的前提下，电芯采用本发明所述的放置方式，使空间利用率提高，单个电芯的烘烤能耗减少。
附图说明
图1为本发明的烘烤工艺流程图；
图2为电芯在干燥剂料槽中的竖向摆放示意图；
图3为电芯在干燥剂料槽中的横向摆放示意图；
图4为实施例与对比例的电池内阻对比示意图；
图5为实施例与对比例的电池0.5C充放循环容量保持率趋势图。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将结合附图，对本发明作进一步的说明。
实施例
取产线上50只电芯样品进行快速烘烤，整个操作步骤均在露点为-20％RH的烘烤车间内进行，如图1所示，烘烤工艺包括如下步骤：
1.将封装后电芯放入干燥机的料槽中，然后将料槽放入干燥机干燥，本实施例用的是东莞市冠峰科技生产的软包电芯快速干燥机，因机器料槽1的深度限制采用两种电芯2摆放方式：如图2所示，电芯2的正面(凸面)朝下与料槽1壁完全接触，气袋压在相邻的电芯2上，极耳朝外，相邻电芯2的间距在5mm±2mm；如图3所示，电芯2正面(凸面)朝下与料槽1壁完全接触，气袋朝外，极耳与相邻电芯2间间距为5mm±2mm；具体选择根据电芯2的长度的实际情况选用摆放方式，长度大于90mm的采用横向密集摆放，长度小于等于90mm的采用竖向密集摆放；
2.将电芯2放入已提前升温至70℃～90℃的快速干燥机的料槽1中，关闭干燥机门，保持该温度并抽真空，真空度在0Pa～200Pa，烘烤60min～80min(过程中持续抽真空)；
3.向干燥机中注入干燥空气(干燥空气露点为-40％RH以下)至干燥机为常压状态，取出，即完成烘烤；
4.将完成烘烤的电芯进行注液、封口、化成、分容完成锂离子电池的制作，此步骤为常规步骤。
对比例
取产线上50只样品进行普通烘烤。
1.将封装后电芯放入真空烤箱；
2.在温度为85±5℃，真空度为-95kpa的条件下烘烤24h；
3.向真空烤箱中注入干燥空气至真空烤箱为常压状态，取出，即完成烘烤；
4.将完成烘烤的电芯进行注液、封口、化成、分容完成锂离子电池的制作，此步骤为常规步骤。
为详细阐明本发明的有效性，随机抽取实施例与对比例样品电池进行性能测试，具体测试如下：
1、水分测试
电芯完成烘烤后，测试电芯极片的水分，结果如表1所示。
表1完成烘烤电芯极片水分测试结果
2、内阻测试
测试步骤：25℃条件下，用电压内阻测试仪测量实施例与对比例电池内阻，并记录。数据如图4所示。
3、循环测试
测试步骤：25℃条件下，用0.5C电流对实施例与对比例样品进行恒流恒压充电至4.35V，并以0.5C电流恒流放电至3.4V，重复以上充放电步骤循环250次，计算得出容量保持率，数据如图5所示。
由表1可以看出，实施例提供的样品电芯极片的水分均低于对比例提供的样品电芯。
由图4箱式图可以看出实施例提供的样品电池内阻与对比例提供的样品电池相比，两者差距不大。
由图5循环图可以看出实施例提供的样品电池容量保持率与对比例提供的样品电池接近。
综上，实施例提供的样品电池的电性能与对比例提供的样品电池相接近，这也说明本发明提供的软包锂离子电池极片干燥方法能够有效的除水。所提供的制造流程缩短了烘烤时间，提高生产效率的同时节省了生产成本。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种软包锂离子电芯的烘烤工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)电芯摆放
在软包电芯快速干燥机的料槽内摆放电芯，电芯采用正面朝下与料槽完全接触的方式排布；
(2)烘烤
将电芯放入已提前升温至70℃～90℃的快速干燥机的料槽中，关闭干燥机门，保持该温度并抽真空，真空度在0Pa～200Pa，60min～80min后充入干燥气体后取出电芯。
2.根据权利要求1所述的软包锂离子电芯的烘烤工艺，其特征在于，所述的干燥气体为干燥空气。
3.根据权利要求1所述的软包锂离子电芯的烘烤工艺，其特征在于，所述的干燥气体露点为-40％RH及以下，水分含量在100-150ppm之间。
4.根据权利要求1所述的软包锂离子电芯的烘烤工艺，其特征在于，整个烘烤过程在露点为-20％RH的烘烤车间内进行。
5.根据权利要求1所述的软包锂离子电芯的烘烤工艺，其特征在于，所述的电芯长度大于90mm时采用横向密集摆放，电芯长度小于等于90mm时的采用竖向密集摆放。
6.根据权利要求1所述的软包锂离子电芯的烘烤工艺，其特征在于，电芯在料槽中的摆放有两种方式：
①竖向密集摆放方式，电芯正凸面朝下与料槽壁完全接触，电芯的气袋压在相邻的电芯上，极耳朝外，相邻电芯的间距为5mm±2mm；
②横向密集摆放方式，电芯正凸面朝下与料槽壁完全接触，电芯的气袋朝外，极耳与相邻电芯的间距为5mm±2mm。
CN201811475815.XA 2018-12-04 2018-12-04 一种软包锂离子电芯的烘烤工艺 Pending CN109654819A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811475815.XA CN109654819A (zh) 2018-12-04 2018-12-04 一种软包锂离子电芯的烘烤工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811475815.XA CN109654819A (zh) 2018-12-04 2018-12-04 一种软包锂离子电芯的烘烤工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109654819A true CN109654819A (zh) 2019-04-19

Family

ID=66112373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811475815.XA Pending CN109654819A (zh) 2018-12-04 2018-12-04 一种软包锂离子电芯的烘烤工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109654819A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448041A (zh) * 2020-11-30 2021-03-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种软包锂离子电池的生产方法
CN112556400A (zh) * 2020-12-04 2021-03-26 湖北亿纬动力有限公司 一种方形电池的烘烤夹具和烘烤方法
CN113488701A (zh) * 2021-07-07 2021-10-08 湖北亿纬动力有限公司 一种铝壳锂离子电池烘烤方法
CN115642283A (zh) * 2021-07-20 2023-01-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯出炉时刻的确定方法、装置及计算机存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203536532U (zh) * 2013-11-25 2014-04-09 贵州航天电源科技有限公司 快速高效提升锂离子电池搁置的装置
CN204461031U (zh) * 2015-01-16 2015-07-08 厦门华锂能源有限公司 一种锂离子电池极片烘烤盘
CN105655628A (zh) * 2016-03-22 2016-06-08 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种电芯快速干燥方法
CN106299480A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 浙江超威创元实业有限公司 一种聚合物电芯烘烤工艺
WO2017162308A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 Toyota Motor Europe Lithium-ion battery formation process
CN108091937A (zh) * 2017-12-04 2018-05-29 广州市融成锂能锂电池有限公司 一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法及高倍率锂离子电池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203536532U (zh) * 2013-11-25 2014-04-09 贵州航天电源科技有限公司 快速高效提升锂离子电池搁置的装置
CN204461031U (zh) * 2015-01-16 2015-07-08 厦门华锂能源有限公司 一种锂离子电池极片烘烤盘
CN105655628A (zh) * 2016-03-22 2016-06-08 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种电芯快速干燥方法
WO2017162308A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 Toyota Motor Europe Lithium-ion battery formation process
CN106299480A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 浙江超威创元实业有限公司 一种聚合物电芯烘烤工艺
CN108091937A (zh) * 2017-12-04 2018-05-29 广州市融成锂能锂电池有限公司 一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法及高倍率锂离子电池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112448041A (zh) * 2020-11-30 2021-03-05 珠海冠宇电池股份有限公司 一种软包锂离子电池的生产方法
CN112556400A (zh) * 2020-12-04 2021-03-26 湖北亿纬动力有限公司 一种方形电池的烘烤夹具和烘烤方法
CN113488701A (zh) * 2021-07-07 2021-10-08 湖北亿纬动力有限公司 一种铝壳锂离子电池烘烤方法
CN115642283A (zh) * 2021-07-20 2023-01-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯出炉时刻的确定方法、装置及计算机存储介质
CN115642283B (zh) * 2021-07-20 2023-09-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯出炉时刻的确定方法、装置及计算机存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109654819A (zh) 一种软包锂离子电芯的烘烤工艺
CN104142045B (zh) 一种大容量锂离子动力电池电芯的干燥方法
JP7076495B2 (ja) 使用済み電池の迅速なグループ化と修復方法
CN108091937B (zh) 一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法及高倍率锂离子电池
CN104577211B (zh) 一种提高锂离子电池循环性能的电池制备方法
CN107994261B (zh) 一种软包锂离子电池制作方法
CN103322776A (zh) 一种锂离子电池极片的干燥方法
CN108054337A (zh) 锂离子电池注液方法
CN103344097A (zh) 一种锂离子电池的电芯的干燥方法及锂离子电池
CN105322232B (zh) 一种电化学电池的制备方法
CN106848187A (zh) 一种提高锂离子电池极片吸液速度及吸液量的方法
CN112072186A (zh) 一种提高软包电池化成浸润性及sei膜稳定性的方法
CN110718669A (zh) 一种软包锂离子电池制作工艺
CN101685883A (zh) 一种聚合物锂离子电池的制备方法及电池
CN109216809A (zh) 一种聚合物锂离子电池压力化成工艺
CN109489346A (zh) 一种锂离子电池电芯的烘烤方法
CN104953181A (zh) 一种抑制以钛酸锂为负极的锂离子电池胀气的工艺
CN109494413A (zh) 一种软包锂离子电池及其制备方法
CN204461031U (zh) 一种锂离子电池极片烘烤盘
CN101662040A (zh) 锂电池首次库伦效率的测量方法及材料体系优选方法
CN105977439B (zh) 一种锂离子电池及其制备方法
CN209783131U (zh) 一种锂离子电池电芯干燥装置
CN101673848A (zh) 一种锂离子电池的制造方法
CN111129627A (zh) 改善软包锂离子电池循环厚度膨胀的化成工艺
CN207925631U (zh) 一种铅酸阀控蓄电池的自动维护装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190419