CN109687036A - 锂电池制造工艺 - Google Patents

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CN109687036A
CN109687036A CN201811602727.1A CN201811602727A CN109687036A CN 109687036 A CN109687036 A CN 109687036A CN 201811602727 A CN201811602727 A CN 201811602727A CN 109687036 A CN109687036 A CN 109687036A
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李亮
黄国文
许博爱
欧瑞先
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Shenzhen Zhuoneng New Energy Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种锂电池制造工艺，包括制备工序、第一烘烤工序、组装工序、第二烘烤工序、注液浸润工序、封口工序、搁置浸润工序以及化成工序。本发明公开的锂电池制造工艺，通过先将极片或者卷芯进行第一烘烤工序以去除极片或者卷芯中部分的水分，再通过第二烘烤工序对制成的半成品电池进行烘烤，可以高效地去除电池内部的水分以提高电池的综合性能，且烘烤的过程中不用大幅度地提高烘干温度和延长烘烤时间，不会对电池的性能产生负面影响，且不会带来更大的能源消耗；此外，通过设置先对半成品电池进行注液浸润，再对成品电池进行搁置浸润，并设置搁置浸润的方式为先倒立浸润，再直立浸润，使得卷芯的浸润效果更好，提高成品电池的综合性能。

Description

锂电池制造工艺
技术领域
本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂电池制造工艺。
背景技术
无机锂盐是离子电池电解液中重要的成分，由于无机锂盐遇水便会产生化成反应，严重影响电池的综合性能。因此在锂离子电池制造过程中，对电池内部水分的去除尤为重要。现有的锂电池制造工艺中有一道烘烤工艺，使用真空烤箱进行烘烤除水。对于电池直径更大、高度更高(例如直径≥18mm，高度≥65mm)的圆柱锂离子电池，一般是采用延长烘烤时间或者提高烘烤温度来降低电池内部的水分。但是，这种方式存在一些缺陷，由于电池装配结束后，电池内部属于半封闭空间，卷芯内部的水分很难完全被去除。同时，烘烤温度过高会使卷芯隔膜收缩，孔隙率降低，对电池的性能产生负面的影响，且烘烤时间太长，会引起极片内部粘结剂老化，极片材料容易脱落，导致电池性能降低。此外，采用延长烘烤时间或者提高烘烤温度的烘烤方式也会带来更多的能源消耗。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明公开一种锂电池制造工艺，用以解决现有的锂电池制造工艺中，锂电池烘干工艺不能完全去除电池卷芯内部的水分或者会导致电池性能降低的问题。
本发明采用如下技术方案实现：
一种锂电池制造工艺，包括：
制备工序，制备极片或者卷芯；
第一烘烤工序，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中进行烘烤；
组装工序，将经过所述第一烘烤工序的所述极片卷绕成卷芯并将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘烤工序的所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池；
第二烘烤工序，将完成所述组装工序的所述半成品电池放进烤箱中进行烘烤；
注液浸润工序，在完成所述第二烘烤工序的所述半成品电池中注入电解液进行所述卷芯的浸润；
封口工序，对完成所述注液浸润工序的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；
搁置浸润工序，将完成所述封口工序的所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润；
化成工序，将完成所述搁置浸润工序的所述成品电池进行充放电。
优选地，所述第一烘烤工序包括：
第一分步，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长10±1min；
第二分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；
第三分步，保持烤箱的真空度将烘烤温度降低为90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长60±1min；
第四分步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长5±1min；
第五分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；
依次循环所述第四分步和所述第五分步，循环时长为17±7周；
且/或，所述第二烘烤工序包括：
第一子步，将所述半成品电池放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长10±1min；
第二子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；
第三子步，保持烤箱的真空度并对所述烤箱内部持续鼓风，将烘烤温度降低为90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长60±1min；
第四子步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长5±1min；
第五子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；
依次循环所述第四子步和所述第五子步，循环时长为44±5周。
优选地，所述注液浸润工序包括：在完成所述第二烘烤工序后，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液，注入的电解液的量为M，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.050)MPa～(-0.075)MPa，t＝60s～80s，M＝6.8±0.1g；且/或，
所述搁置浸润工序包括将所述成品电池在温度为T2的条件下先倒立18-24h，再直立12-24h，T2＝35℃-40℃。
优选地，所述手套箱内部的温度为21±6℃，湿度小于或等于2.0％RH。
优选地，所述组装工序在温度为20±5℃，湿度小于或等于25％RH的条件下进行；且/或，
所述第一烘烤工序结束到进入所述第二烘烤工序的间隔时间小于或等于4小时；且/或，
所述成品电池的高度为73±5mm；且/或，
所述组装工序还包括将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部之后，在所述电池外壳之开设有所述开口的一端的外周压出滚槽。
优选地，所述制备工序具体包括：
切割工序，切割出宽度为65±5mm的正极片和宽度为66.5±5mm的负极片，所述正极片包括正极金属基片和涂覆在所述正极金属基片外的正极涂层；
制片工序，将正极耳焊接在所述正极片上，将第一负极耳焊接在所述负极片的一端，将第二负极耳焊接在负极片的另一端；
卷绕工序，将焊接有正极耳的正极片、焊接有第一负极耳和第二负极耳的负极片以及隔膜由外至里按照“第一隔膜/负极片/第二隔膜/正极片”的顺序叠加并卷绕成卷芯。
优选地，采用第一焊接电流I1将第一负极耳和第二负极耳焊接在所述电池外壳的内底部，焊接持续时间为t1，采用第二焊接电流I2对所述第一负极耳、所述第二负极耳进行补焊，焊接持续时间为t2，其中，I1＝1.03KA-1.15KA，t1＝2.3ms±0.2ms，I2＝0.79KA-0.90KA，t2＝2.3ms±0.2ms。
优选地，所述正极片的压实密度小于或等于4.3g/cm3、负极片的压实密度小于或等于1.8g/cm3；且/或，
所述正极耳的长度为65±5mm，所述正极耳的外露长度为13.5-14.5mm；且/或，
所述正极耳焊接在所述正极片长度方向的2/5-1/2处。
优选地，所述正极涂层包括磷酸铁锂材料，所述化成工序包括：
第一分步，用恒定电流0.2C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，整个充电时长120min；
第二分步，用恒定电流0.3C给完成所述第一分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，限制充电时长230min；
第三分步，将完成所述第二分步后的所述成品电池静置5min；
第四分步，用恒定电流0.5C给完成所述第三分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2000mV，限制放电时长150min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中控制充电电压逐渐上升至3300mV，再保持充电电压3300mV不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，充电结束，整个充电过程时长限制为200min；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
优选地，所述正极涂层包括三元材料，所述化成工序包括：
第一分步，用恒定电流0.2C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，整个充电时长120min；
第二分步，用恒定电流0.3C给完成所述第一分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长300min；
第三分步，将完成所述第二分步后的所述成品电池静置5min；
第四分步，用恒定电流0.5C给完成所述第三分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2500-3000mV，限制放电时长150min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
或，所述化成工序包括：
第一分步，用恒定电流0.02C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长60min；
第二分步，用恒定电流0.1C给完成所述第一分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长120min；
第三分步，用恒定电流0.2C给完成所述第二分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长240min；
第四分步，用恒定电流0.3C给完成所述第三分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长300min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2500-3000mV，限制放电时长200min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的锂电池制造工艺，通过先将极片或者卷芯进行第一烘烤工序以去除极片或者卷芯中部分的水分，再通过第二烘烤工序对制成的半成品电池进行烘烤。该设计方式，通过两段烘烤工序，可以高效地去除电池内部的水分以提高电池的综合性能，且烘烤的过程中不用大幅度地提高烘干温度和延长烘烤时间，不会对电池的性能产生负面影响，且不会带来更大的能源消耗；此外，通过设置先对半成品电池进行注液浸润，再对成品电池进行搁置浸润，并设置搁置浸润的方式为先倒立浸润，再直立浸润，使得卷芯的浸润效果更好，提高成品电池的综合性能。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的锂电池制造工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一：
请参阅图1，本发明实施例一提供一种锂电池制造工艺S100，包括：
制备工序S10，制备极片或者卷芯；
第一烘烤工序S20，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中进行烘烤；
组装工序S30，将经过所述第一烘烤工序的所述极片卷绕成卷芯，并将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘烤工序的所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池；
第二烘烤工序S40，将完成所述组装工序的所述半成品电池放进烤箱中进行烘烤；
注液浸润工序S50，在完成所述第二烘烤工序的所述半成品电池中注入电解液进行所述卷芯的浸润；
封口工序S60，对完成所述注液浸润工序的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；
搁置浸润工序S70，将完成所述封口工序的所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润；
化成工序S80，将完成所述搁置浸润工序的所述成品电池进行充放电。
以该设计方式，该锂电池制造工艺S100中，通过先将极片或者卷芯进行第一烘烤工序S20以去除极片或者卷芯中部分的水分，再通过第二烘烤工序S40对制成的半成品电池进行烘烤。该设计方式，通过两段烘烤工序，可以高效地去除电池内部的水分以提高电池的综合性能，且烘烤的过程中不用大幅度地提高烘干温度和延长烘烤时间，不会对电池的性能产生负面影响，且不会带来更大的能源消耗；此外，通过设置先对半成品电池进行注液浸润，再对成品电池进行搁置浸润，并设置搁置浸润的方式为先倒立浸润，再直立浸润，使得卷芯的浸润效果更好，提高成品电池的综合性能。
优选地，所述第一烘烤工序S20包括：
第一分步，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长10±1min；
第二分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；
第三分步，保持烤箱的真空度将烘烤温度降低为90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长60±1min；
第四分步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长5±1min；
第五分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；
依次循环所述第四分步和所述第五分步，循环时长为17±7周。
优选地，在所述第二分步和所述五分步中，向所述烤箱内部充入的氮气的浓度大于或等于99.99％。
以该设计方式，在所述第二分步、所述第三分步以及所述第五分步中，通过对所述烤箱内部持续鼓风使得烤箱内部的气体处于流动、循环的状态，烤箱内部的温度提升快且均匀，可以有效促进所述极片或者所述卷芯水分的蒸发。需要说明的是，鼓风的过程中是利用鼓风机在烤箱的内部形成空气流通，烤箱内部的气体并未与外界空气形成气体交换。
优选地，所述第二烘烤工序S40包括：
第一子步，将所述半成品电池放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长10±1min；
第二子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；
第三子步，保持烤箱的真空度并对所述烤箱内部持续鼓风，将烘烤温度降低为90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长60±1min；
第四子步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长5±1min；
第五子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；
依次循环所述第四子步和所述第五子步，循环时长为44±5周。
以该设计方式，同理，在所述第二子步、所述第三子步以及所述第五子步中，通过对所述烤箱内部持续鼓风使得烤箱内部的气体处于流动、循环的状态，烤箱内部的温度提升快且均匀，可以有效促进所述极片或者所述卷芯水分的蒸发。需要说明的是，鼓风的过程中是利用鼓风机在烤箱的内部形成空气流通，烤箱内部的气体并未与外界空气形成气体交换。
优选地，所述注液浸润工序S50包括：在完成所述第二烘烤工序后，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液，注入的电解液的量为M，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.050)MPa～(-0.075)MPa，t＝60s～80s，M＝6.8±0.1g。
具体地，所述注液浸润工序S50在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝60s；或，所述注液浸润工序S50在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝80s；或，所述注液浸润工序S50在T1＝65±5℃，P＝-0.075MPa的条件下进行，保压时长t＝60s。以该设计方式，在注液浸润工序S50中，通过提高半成品电池的温度、增加注液后的真空压力以及延长保压时间，有效提高电解液的浸润效果，极片上不会出现析锂的现象，提高了产品的良品率和综合性能。
优选地，所述搁置浸润工序S70包括将所述成品电池在温度为T2的条件下先倒立18-24h，再直立12-24h，T2＝35±10℃。具体地，所述搁置浸润工序S70在T2的条件下，先倒立24h，再直立12h，T2＝40℃；或，所述搁置浸润工序S70在T2＝的条件下，先倒立24h，再直立24h，T2＝40℃；或，所述搁置浸润工序S70在T2的条件下，先倒立18h，再直立18h，T2＝35℃。以该设计方式，通过提高成品电池所处的环境温度，优化成品电池的放置浸润方式(先倒立，后直立)和延长浸润时间，有效提高电解液的浸润效果，防止在极片上出现析锂的现象，提高了产品的良品率和综合性能。
优选地，所述手套箱内部的温度为21±6℃，湿度小于或等于2.0％RH。以该设计方式，可以减少干燥的半成品电池大量吸收周围环境的水分影响电池的综合性能。
优选地，所述组装工序S30在温度为20±5℃，湿度小于或等于25％RH的条件下进行。以该设计方式，在温度为20±5℃，湿度小于或等于25％RH的条件下将极片或者极片卷芯组装成半成品电池，可以减少经过第一烘烤工序S20烘烤的极片或者极片卷形重新吸收较多周围环境的水分，影响去除水分的效果。
优选地，所述第一烘烤工序S20结束到进入所述第二烘烤工序S30的间隔时间小于或等于4小时。以该设计方式，可以减少经过第一烘烤工序S20烘烤的极片或者极片卷形重新吸收较多周围环境的水分，影响除水效果。
优选地，所述成品电池的高度为73±5mm。
优选地，所述组装工序S30还包括将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部之后，在所述电池外壳之开设有所述开口的一端的外周压出滚槽。
优选地，所述制备工序S10具体包括：
切割工序，切割出宽度为65±5mm的正极片和宽度为66.5±5mm的负极片，所述正极片包括正极金属基片和涂覆在所述正极金属基片外的正极涂层；
制片工序，将正极耳焊接在所述正极片上，将第一负极耳焊接在所述负极片的一端，将第二负极耳焊接在负极片的另一端；
卷绕工序，将焊接有正极耳的正极片、焊接有第一负极耳和第二负极耳的负极片以及隔膜由外至里按照“第一隔膜/负极片/第二隔膜/正极片”的顺序叠加并卷绕成卷芯。
以该设计方式，相对于现有的正极片和负极片的宽度，本实施例中通过设置正极片的宽度为65±5mm，负极片的宽度为66.5±5mm，增加正极片的宽度，从而提高了正极涂层的敷料量，也即增加了正极活性物质的辅料量，进而提高了电池正极片的容量，利于提升锂电池的能量密度；进一步地，通过设置负极片的宽度大于正极片的宽度，使得卷绕后负极片可以完全包住正极片，利于保障锂电池的安全性能；进一步，通过在负极片上焊接有第一负极耳和第二负极耳，两个负极耳可以减小电池的电阻，提高电池的大电流放电能力，使得该锂电池可以适用于动力电池领域。
优选地，采用第一焊接电流I1将第一负极耳和第二负极耳焊接在所述电池外壳的内底部，焊接持续时间为t1，采用第二焊接电流I2对所述第一负极耳、所述第二负极耳进行补焊，焊接持续时间为t2，其中，I1＝1.03KA-1.15KA，t1＝2.3ms±0.2ms，I2＝0.79KA-0.90KA，t2＝2.3ms±0.2ms。以该设计方式，通过采用双段焊接的方式，即采用第一焊接电流将第一负极耳和第二负极耳焊接在所述电池外壳的内底部之后，再采用第二焊接电流对所述第一负极耳、所述第二负极耳进行补焊，该设计方式可以使得第一负极耳和第二负极耳和电池外壳的内底部连接牢固，防止发生接触不良，提高产品的良品率和综合性能。
优选地，所述正极片的压实密度小于或等于4.3g/cm3、负极片的压实密度小于或等于1.8g/cm3。以该设计方式，通过设置正极片的压实密度小于或等于4.3g/cm3、负极片的压实密度小于或等于1.8g/cm3，有利于电解液的浸润，提升浸润效果，提高产品的良品率和综合性能。
优选地，所述正极耳的长度为65±5mm，所述正极耳的外露长度为13.5-14.5mm。以该设计方式，可以增加正极耳和正极片的接触面积，可以减小电池的内阻，提高电池的大电流放电能力。
优选地，所述正极耳焊接在所述正极片长度方向的2/5-1/2处。以该设计方式，可以减小电池的内阻，提高电池的大电流放电能力。
优选地，所述卷绕工序包括先对所述第一隔膜和所述第二隔膜进行预卷1.0-2.0圈后，放入所述负极片，对所述负极片预卷1.5-2.7圈后，放入所述正极片，对所述正极片预卷1.0-2.0圈后，整体卷绕成圆柱状并固定住以形成所述卷芯。以该设计方式，使得卷绕后的卷形横截面圆形度更高，卷芯直径符合设计要求。
优选地，所述正极涂层包括磷酸铁锂材料，所述化成工序S80包括：
第一分步，用恒定电流0.2C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，整个充电时长120min；
第二分步，用恒定电流0.3C给完成所述第一分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，限制充电时长230min；
第三分步，将完成所述第二分步后的所述成品电池静置5min；
第四分步，用恒定电流0.5C给完成所述第三分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2000mV，限制放电时长150min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中控制充电电压逐渐上升至3300mV，再保持充电电压3300mV不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，充电结束，整个充电过程时长限制为200min；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
以该设计方式，通过在不同的阶段选用不同的电流进行充电，不但提高电池充放电效率，在负极片和电解液界面形成性能优异的固体电解质薄膜(即SEI膜)而且有效防止充放电过程中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电池的循环性能和使用寿命。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别主要在于，正极涂层的材料不同，具体化成步骤也不同，具体体现在：本实施例中，所述正极涂层包括三元材料(镍钴锰酸锂)，所述化成工序S80包括：
第一分步，用恒定电流0.2C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，整个充电时长120min；
第二分步，用恒定电流0.3C给完成所述第一分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长300min；
第三分步，将完成所述第二分步后的所述成品电池静置5min；
第四分步，用恒定电流0.5CA给完成所述第三分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2500-3000mV，限制放电时长150min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
以该设计方式，通过在不同的阶段选用不同的电流进行充电，不但提高电池充放电效率，在负极片和电解液界面形成性能优异的固体电解质薄膜(即SEI膜)而且有效防止充放电过程中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电池的循环性能和使用寿命。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别主要在于，正极涂层的材料不同，具体化成步骤也不同，具体体现在：本实施例中，所述正极涂层包括三元材料(镍钴锰酸锂)，所述化成工序S80包括：
第一分步，用恒定电流0.02C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长60min；
第二分步，用恒定电流0.1C给完成所述第一分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长120min；
第三分步，用恒定电流0.2C给完成所述第二分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长240min；
第四分步，用恒定电流0.3C给完成所述第三分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长300min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2500-3000mV，限制放电时长200min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
以该设计方式，通过在不同的阶段选用不同的电流进行充电，不但提高电池充放电效率，在负极片和电解液界面形成性能优异的固体电解质薄膜(即SEI膜)而且有效防止充放电过程中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电池的循环性能和使用寿命。
为了检验本发明实施例提供的锂电池制造工艺S100的浸润效果，申请人进行了以下五组实验(其中实验例一至实验例四为本发明实施例的具体实施方案，实验例五为现有工艺的具体实施方案)：
实验例一：
将经过第一烘干工序S20的极片卷绕成卷芯，并将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘干工序S20的卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；在温度为T1＝65±5℃的所述半成品电池中注入电解液，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P＝-0.065MPa，保压时长t＝60s；将完成所述注液浸润步骤之后的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；将所述成品电池在温度T2＝40℃的条件下先倒立24h，再直立12h。随后，取出电池充满电，拆解观察负极电解液的浸润情况，发现电解液浸润完全，未出现“析锂”现象。
实验例二：
将经过第一烘干工序S20的极片卷绕成卷芯，并将所述极片卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘干工序S20的卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；在温度为T1＝65±5℃的所述半成品电池中注入电解液，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P＝-0.065MPa，保压时长t＝80s；将完成所述注液浸润步骤之后的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；将所述成品电池在温度T2＝40℃的条件下先倒立24h，再直立24h。随后，取出电池充满电，拆解观察负极电解液的浸润情况，发现电解液浸润完全，未出现“析锂”现象。
实验例三：
将经过第一烘干工序S20的极片卷绕成卷芯，并将所述极片卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘干工序S20的卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；在温度为T1＝65±5℃的所述半成品电池中注入电解液，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P＝-0.065MPa，保压时长t＝40s；将完成所述注液浸润步骤之后的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；将所述成品电池在温度T2＝35℃的条件下先倒立18h，再直立18h。随后，取出电池充满电，拆解观察负极电解液的浸润情况，发现电解液浸润完全，未出现“析锂”现象。
实验例四：
将经过第一烘干工序S20的极片卷绕成卷芯，并将所述极片卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘干工序S20的卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；在温度为T1＝65±5℃的所述半成品电池中注入电解液，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P＝-0.075MPa，保压时长t＝60s；将完成所述注液浸润步骤之后的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；将所述成品电池在温度T2＝35℃的条件下先倒立18h，再直立18h。随后，取出电池充满电，拆解观察负极电解液的浸润情况，发现电解液浸润不完全，出现“析锂”现象。
实验例五：
将经过第一烘干工序S20的极片卷绕成卷芯，并将所述极片卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘干工序S20的卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；在温度为T1＝35±5℃的所述半成品电池中注入电解液，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P＝-0.065MPa，保压时长t＝40s；将完成所述注液浸润步骤之后的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；将所述成品电池在温度T2＝20℃的条件下先倒立24h，再直立12h。随后，取出电池充满电，拆解观察负极电解液的浸润情况，发现电解液浸润不完全，出现“析锂”现象。
综合实验例一至实验例五的实验结果可知：通过提高半成品电池的温度、增加注液后的真空压力以及延长保压时间，有效提高电解液的浸润效果，防止在极片上出现析锂的现象，提高了产品的良品率；通过提高电池所处的环境温度，优化电池的放置浸润方式(先倒立，后直立)和延长浸润时间，有效提高电解液的浸润效果，防止在极片上出现析锂的现象，提高了产品的良品率。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种锂电池制造工艺，其特征在于，包括：
制备工序，制备极片或者卷芯；
第一烘烤工序，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中进行烘烤；
组装工序，将经过所述第一烘烤工序的所述极片卷绕成卷芯并将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘烤工序的所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池；
第二烘烤工序，将完成所述组装工序的所述半成品电池放进烤箱中进行烘烤；
注液浸润工序，在完成所述第二烘烤工序的所述半成品电池中注入电解液进行所述卷芯的浸润；
封口工序，对完成所述注液浸润工序的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；
搁置浸润工序，将完成所述封口工序的所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润；
化成工序，将完成所述搁置浸润工序的所述成品电池进行充放电。
2.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述第一烘烤工序包括：
第一分步，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长10±1min；
第二分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；
第三分步，保持烤箱的真空度将烘烤温度降低为90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长60±1min；
第四分步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长5±1min；
第五分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；
依次循环所述第四分步和所述第五分步，循环时长为17±7周；
且/或，所述第二烘烤工序包括：
第一子步，将所述半成品电池放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长10±1min；
第二子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；
第三子步，保持烤箱的真空度并对所述烤箱内部持续鼓风，将烘烤温度降低为90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长60±1min；
第四子步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长5±1min；
第五子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；
依次循环所述第四子步和所述第五子步，循环时长为44±5周。
3.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述注液浸润工序包括：在完成所述第二烘烤工序后，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液，注入的电解液的量为M，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.050)MPa～(-0.075)MPa，t＝60s～80s，M＝6.8±0.1g；且/或，
所述搁置浸润工序包括将所述成品电池在温度为T2的条件下先倒立18-24h，再直立12-24h，T2＝35℃-40℃。
4.根据权利要求3所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述手套箱内部的温度为21±6℃，湿度小于或等于2.0％RH。
5.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述组装工序在温度为20±5℃，湿度小于或等于25％RH的条件下进行；且/或，
所述第一烘烤工序结束到进入所述第二烘烤工序的间隔时间小于或等于4小时；且/或，
所述成品电池的高度为73±5mm；且/或，
所述组装工序还包括将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部之后，在所述电池外壳之开设有所述开口的一端的外周压出滚槽。
6.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述制备工序具体包括：
切割工序，切割出宽度为65±5mm的正极片和宽度为66.5±5mm的负极片，所述正极片包括正极金属基片和涂覆在所述正极金属基片外的正极涂层；
制片工序，将正极耳焊接在所述正极片上，将第一负极耳焊接在所述负极片的一端，将第二负极耳焊接在负极片的另一端；
卷绕工序，将焊接有正极耳的正极片、焊接有第一负极耳和第二负极耳的负极片以及隔膜由外至里按照“第一隔膜/负极片/第二隔膜/正极片”的顺序叠加并卷绕成卷芯。
7.根据权利要求6所述的锂电池制造工艺，其特征在于，采用第一焊接电流I1将第一负极耳和第二负极耳焊接在所述电池外壳的内底部，焊接持续时间为t1，采用第二焊接电流I2对所述第一负极耳、所述第二负极耳进行补焊，焊接持续时间为t2，其中，I1＝1.03KA-1.15KA，t1＝2.3ms±0.2ms，I2＝0.79KA-0.90KA，t2＝2.3ms±0.2ms。
8.根据权利要求6所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述正极片的压实密度小于或等于4.3g/cm3、负极片的压实密度小于或等于1.8g/cm3；且/或，
所述正极耳的长度为65±5mm，所述正极耳的外露长度为13.5-14.5mm；且/或，
所述正极耳焊接在所述正极片长度方向的2/5-1/2处。
9.根据权利要求6所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述正极涂层包括磷酸铁锂材料，所述化成工序包括：
第一分步，用恒定电流0.2C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，整个充电时长120min；
第二分步，用恒定电流0.3C给完成所述第一分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，限制充电时长230min；
第三分步，将完成所述第二分步后的所述成品电池静置5min；
第四分步，用恒定电流0.5C给完成所述第三分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2000mV，限制放电时长150min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中控制充电电压逐渐上升至3300mV，再保持充电电压3300mV不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，充电结束，整个充电过程时长限制为200min；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
10.根据权利要求6所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述正极涂层包括三元材料，所述化成工序包括：
第一分步，用恒定电流0.2C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，整个充电时长120min；
第二分步，用恒定电流0.3C给完成所述第一分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长300min；
第三分步，将完成所述第二分步后的所述成品电池静置5min；
第四分步，用恒定电流0.5C给完成所述第三分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电电压上限为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2500-3000mV，限制放电时长150min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
或，所述化成工序包括：
第一分步，用恒定电流0.02C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长60min；
第二分步，用恒定电流0.1C给完成所述第一分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长120min；
第三分步，用恒定电流0.2C给完成所述第二分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，整个充电时长240min；
第四分步，用恒定电流0.3C给完成所述第三分步的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为4200-4400mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长300min；
第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；
第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2500-3000mV，限制放电时长200min；
第七分步，将完成所述第六分步后的所述成品电池静置5min；
第八分步，用恒定电流0.5C给完成所述第七分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3850mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
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