CN109818081A - 锂电池浸润工艺以及锂电池浸润化成方法 - Google Patents

锂电池浸润工艺以及锂电池浸润化成方法 Download PDF

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CN109818081A CN201811602735.6A CN201811602735A CN109818081A CN 109818081 A CN109818081 A CN 109818081A CN 201811602735 A CN201811602735 A CN 201811602735A CN 109818081 A CN109818081 A CN 109818081A
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欧瑞先
黄国文
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Abstract

本发明公开了锂电池浸润工艺和锂电池浸润化成方法，其中，锂电池浸润工艺包括将极片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的半成品电池中注入电解液，在半成品电池中注入电解液之后，将电池转移到手套箱内部的真空室内、进行抽真空，直至真空室内部的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(‑0.075)MPa～(‑0.065)MPa，t＝60s～80s；将完成注液浸润步骤之后的半成品电池进行封口以制成成品电池；将成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润。本发明公开的锂电池浸润化成工艺具有提高了电解液的浸润效果，极片上不会出现析锂的现象，提高了产品的良品率的优点。

Description

锂电池浸润工艺以及锂电池浸润化成方法
技术领域
本发明涉及锂电池制造领域，尤其涉及一种锂电池浸润工艺以及一种采用该锂电池浸润工艺的锂电池浸润化成方法。
背景技术
圆柱锂离子电池生产过程中，电池内部材料必须被电解液浸润后才能进行化成充电，浸润的目的是让电解液充分填充到电池内部极片材料颗粒之间、隔膜材料的孔隙中，进而保障电池的安全性能和电性能的发挥；如果电解液浸润不好，会引起负极片的“析锂”现象(即正极脱出的锂离子到达负极后以锂单质的状态出现在负极上，呈现银白色状态)，进而降低电池的综合性能，严重会引起安全事故。电解液浸润过程中，电池所处的条件和浸润方式对浸润效果有重大影响。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一公开一种锂电池浸润工艺，用以解决现有的锂电池电解液浸润效果不好，引起负极片出现析锂现象，导致电池综合性能降低的问题。本发明的目的之二公开了一种锂电池浸润化成方法，该锂电池浸润化成方法采用了如上所述的锂电池浸润工艺。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种锂电池浸润工艺，其特征在于，包括：
第一组装步骤，将经过烘烤工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；
注液浸润步骤，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液之后，将所述半成品电池转移到手套箱内部的真空室内，对所述真空室进行抽真空，直至所述真空室内部的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.075)MPa～(-0.065)MPa，t＝60s～80s；
第二组装步骤，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；
搁置浸润步骤，将所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润。
优选地，所述注液浸润步骤在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝60s；或，
所述注液浸润步骤在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝80s；或，
所述注液浸润步骤在T1＝65±5℃，P＝-0.075MPa的条件下进行，保压时长t＝60s。
优选地，所述注液浸润步骤在手套箱中进行，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，所述搁置浸润步骤具体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℃。
优选地，所述搁置浸润步骤在T2的条件下，先倒立24h，再直立12h，T2＝40℃；或，
所述搁置浸润步骤在T2的条件下，先倒立24h，再直立24h，T2＝40℃；或，
所述搁置浸润步骤在T2的条件下，先倒立18h，再直立18h，T2＝35℃。
优选地，在所述第一组装步骤中，所述极片卷芯按照“隔膜/负极片/隔膜/正极片”层叠卷绕形成，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。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种锂电池浸润化成方法，包括如上所述的锂电池浸润工艺和设置于所述锂电池浸润工艺之后的锂电池化成工艺，在所述第一组装步骤中，所述极片卷芯按照“隔膜/负极片/隔膜/正极片”层叠卷绕形成，所述正极片包括正极金属基片和涂抹在所述正极金属基片外的正极涂层，所述锂电池化成工艺包括对完成所述搁置浸润步骤的所述成品电池进行充电、放电和再充电。
优选地，所述正极涂层包括磷酸铁锂材料，所述锂电池化成工艺包括：
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，所述锂电池化成工艺包括：
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；
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，所述锂电池化成工艺包括：
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浸润工艺，在注液浸润步骤中，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。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的锂电池浸润工艺的流程示意图；
图2为本发明实施例一提供的锂电池浸润化成方法的流程示意图。
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浸润工艺S10，包括：
第一组装步骤S11，将经过烘烤工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；
注液浸润步骤S12，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液之后，将半成品电池转移到手套箱内部的真空室内，对真空室进行抽真空，直至真空室内部的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.075)MPa～(-0.065)MPa，t＝60s～80s；
第二组装步骤S13，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；
搁置浸润步骤S14，将所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润。
以该设计方式，在注液浸润步骤S12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。
具体地，所述注液浸润步骤S12在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝60s；或，所述注液浸润步骤S12在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝80s；或，所述注液浸润步骤S12在T1＝65±5℃，P＝-0.075MPa的条件下进行，保压时长t＝60s。
优选地，所述注液浸润步骤S12在手套箱中进行，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，所述搁置浸润步骤S14具体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℃。此处的倒立指的是将成品电池的正极朝下，负极朝上。反过来，直立指的是将成品电池的正极朝上，负极朝下。
以该设计方式，在搁置浸润步骤S14，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。
具体地，所述搁置浸润步骤S14在T2的条件下，先倒立24h，再直立12h，T2＝40℃；或，所述搁置浸润步骤S14在T2＝的条件下，先倒立24h，再直立24h，T2＝40℃；或，所述搁置浸润步骤S14在T2的条件下，先倒立18h，再直立18h，T2＝35℃。
优选地，在所述第一组装步骤S11中，所述极片卷芯按照“隔膜/负极片/隔膜/正极片”层叠卷绕形成，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。
请参阅图2，本发明实施例一提供一种锂电池浸润化成方法S100，包括如上所述的锂电池浸润工艺S10和设置于所述锂电池浸润工艺S10之后的锂电池化成工艺S20，在所述第一组装步骤S11中，所述极片卷芯按照“隔膜/负极片/隔膜/正极片”层叠卷绕形成，所述正极片包括正极金属基片和涂抹在所述正极金属基片外的正极涂层，所述锂电池化成工艺S20包括对完成所述搁置浸润步骤的所述成品电池进行充电、放电和再充电。
优选地，所述正极涂层包括磷酸铁锂材料，所述锂电池化成工艺S20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，在负极片石墨与电解液界面形成了性能优异的固体电解质薄膜(即SEI膜)，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综合性能和使用寿命。
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)，所述锂电池化成工艺S20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；
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，在负极片石墨与电解液界面形成了性能优异的固体电解质薄膜(即SEI膜)，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综合性能和使用寿命。
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)，所述锂电池化成工艺S20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，在负极片石墨与电解液界面形成了性能优异的固体电解质薄膜(即SEI膜)，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综合性能和使用寿命。
为了检验本发明实施例提供的锂电池浸润工艺S10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：
将经过烘干工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片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：
将经过烘干工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片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：
将经过烘干工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片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：
将经过烘干工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片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：
将经过烘干工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片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：在注液浸润步骤S12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，防止在极片上出现析锂的现象，提高了产品的良品率；在搁置浸润步骤S14，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)

1.一种锂电池浸润工艺，其特征在于，包括：
第一组装步骤，将经过烘烤工序的极片卷绕成极片卷芯，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，将经过烘烤工序的极片卷芯安装于具有一端开口的外壳内部以制成半成品电池；
注液浸润步骤，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液之后，将所述半成品电池转移到手套箱内部的真空室内，对所述真空室进行抽真空，直至所述真空室内部的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.075)MPa～(-0.065)MPa，t＝60s～80s；
第二组装步骤，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；
搁置浸润步骤，将所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润。
2.根据权利要求1所述的锂电池浸润工艺，其特征在于，所述注液浸润步骤在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝60s；或，
所述注液浸润步骤在T1＝65±5℃，P＝-0.065MPa的条件下进行，保压时长t＝80s；或，
所述注液浸润步骤在T1＝65±5℃，P＝-0.075MPa的条件下进行，保压时长t＝60s。
3.根据权利要求1所述的锂电池浸润工艺，其特征在于，所述注液浸润步骤在手套箱中进行，所述手套箱内部的温度为21±6℃，湿度小于或等于2.0％RH。
4.根据权利要求1至3任一项所述的锂电池浸润工艺，其特征在于，所述搁置浸润步骤具体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℃。
5.根据权利要求4所述的锂电池浸润工艺，其特征在于，所述搁置浸润步骤在T2的条件下，先倒立24h，再直立12h，T2＝40℃；或，
所述搁置浸润步骤在T2的条件下，先倒立24h，再直立24h，T2＝40℃；或，
所述搁置浸润步骤在T2的条件下，先倒立18h，再直立18h，T2＝35℃。
6.根据权利要求1至3任一项所述的锂电池浸润工艺，其特征在于，在所述第一组装步骤中，所述极片卷芯按照“隔膜/负极片/隔膜/正极片”层叠卷绕形成，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。
7.一种锂电池浸润化成方法，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的锂电池浸润工艺和设置于所述锂电池浸润工艺之后的锂电池化成工艺，在所述第一组装步骤中，所述极片卷芯按照“隔膜/负极片/隔膜/正极片”层叠卷绕形成，所述正极片包括正极金属基片和涂抹在所述正极金属基片外的正极涂层，所述锂电池化成工艺包括对完成所述搁置浸润步骤的所述成品电池进行充电、放电和再充电。
8.根据权利要求7所述的锂电池浸润化成方法，其特征在于，所述正极涂层包括磷酸铁锂材料，所述锂电池化成工艺包括：
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。
9.根据权利要求7所述的锂电池浸润化成方法，其特征在于，所述正极涂层包括三元材料，所述锂电池化成工艺包括：
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；
其中，C为所述锂电池的额定容量。
10.根据权利要求7所述的锂电池浸润化成工艺方法，其特征在于，所述正极涂层包括三元材料，所述锂电池化成工艺包括：
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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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103378372A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 深圳拓邦股份有限公司 锂离子电池搁置与老化的方法
WO2014153570A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Transtar Group, Ltd New and improved system for processing various chemicals and materials
CN105226330A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 毛铁军 一种软包电池的制造方法
WO2016143955A1 (ko) * 2015-03-09 2016-09-15 주식회사 이아이지 이차 전지 및 원통형 리튬 이차 전지
CN106252569A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 天津市捷威动力工业有限公司 一种高电压高体积能量密度长寿命锂离子电池及其制备方法
CN106374091A (zh) * 2016-11-04 2017-02-01 深圳市卓能新能源股份有限公司 一种锂离子动力电池及其制备方法
CN106602161A (zh) * 2016-12-29 2017-04-26 惠州Tcl金能电池有限公司 锂离子电池的化成方法及锂离子电池
CN206194882U (zh) * 2016-11-29 2017-05-24 江苏恒驰动力科技有限公司 电池浸润放置盒
CN106784843A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 中天储能科技有限公司 一种大于300wh/kg高比能量、高安全性电池的制作方法
CN108847473A (zh) * 2018-06-26 2018-11-20 桑顿新能源科技有限公司 一种锂电池电解液加热注液装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103378372A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 深圳拓邦股份有限公司 锂离子电池搁置与老化的方法
WO2014153570A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Transtar Group, Ltd New and improved system for processing various chemicals and materials
WO2016143955A1 (ko) * 2015-03-09 2016-09-15 주식회사 이아이지 이차 전지 및 원통형 리튬 이차 전지
CN105226330A (zh) * 2015-11-02 2016-01-06 毛铁军 一种软包电池的制造方法
CN106252569A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 天津市捷威动力工业有限公司 一种高电压高体积能量密度长寿命锂离子电池及其制备方法
CN106374091A (zh) * 2016-11-04 2017-02-01 深圳市卓能新能源股份有限公司 一种锂离子动力电池及其制备方法
CN206194882U (zh) * 2016-11-29 2017-05-24 江苏恒驰动力科技有限公司 电池浸润放置盒
CN106784843A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 中天储能科技有限公司 一种大于300wh/kg高比能量、高安全性电池的制作方法
CN106602161A (zh) * 2016-12-29 2017-04-26 惠州Tcl金能电池有限公司 锂离子电池的化成方法及锂离子电池
CN108847473A (zh) * 2018-06-26 2018-11-20 桑顿新能源科技有限公司 一种锂电池电解液加热注液装置

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