CN109921095A - 一种阶段式高温真空静置软包电池的方法 - Google Patents

一种阶段式高温真空静置软包电池的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，它包括以下步骤：步骤1）：将注入过量电解液的电池采用气袋真空封口，转移至静置工位，先将电池放入高温腔体A；步骤2）：通过真空过渡腔体B1；步骤3）：将电池转入真空腔体C1，静置t1时间，真空腔体C1的真空度为‑90kPa～‑80kPa；步骤4）：通过真空过渡腔体B2；步骤5）：将电池转入真空腔体C2，静置t2时间,真空腔体C2的真空度为‑35kPa～0kPa；步骤6）：通过真空过渡腔体B3；步骤7）：将电池转入真空腔体C3，静置t3时间，真空腔体C3的真空度为‑90kPa～‑80kPa；步骤8）：通过真空过渡腔体B4；步骤9）：将电池从真空过渡腔体B4取出，结束静置；本发明具有工序合理、电池极片吸液量高、电池容量高的优点。

Description

一种阶段式高温真空静置软包电池的方法
技术领域
本发明属于锂电池制造技术领域，具体涉及一种阶段式高温真空静置软包电池的方法。
背景技术
随着环境污染及能源消耗等问题的日益严重，新能源行业得到越来越多的关注，由于锂离子电池具有环境友好、能量密度高、循环寿命长等优点而成为研究热点，其在储能、通信、电动车等领域得到了广泛的应用，锂离子电池的制作工序分为匀浆、涂布、滚压、制片、叠芯、入壳、干燥、注液、浸润、封口、陈化等，锂离子电池在注液后，有机溶剂及锂盐组成的电解液，对锂离子电池的浸润次序依次为：外壳内自由空隙→电芯阴阳极片及隔离膜层间隙→阴阳极片及隔离膜内孔隙；通常为提高注液效率，注液后经短暂静置即封口，电解液未能完全浸润电极、隔膜的微小孔隙，电池注液后需要较长时间的陈化，使得电解液浸润到电极孔隙中，然而电极中的一些微孔仍无法完全浸润电解液，导致浸润陈化时间增加，极片吸液量降低，最终导致电池容量损失及性能的降低；因此，提供一种工序合理、电池极片吸液量高、电池容量高的阶段式高温真空静置软包电池的方法是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种工序合理、电池极片吸液量高、电池容量高的阶段式高温真空静置软包电池的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，它包括以下步骤：
步骤1）：高温腔体静置：将注入过量电解液的电池采用气袋真空封口，转移至静置工位，先将电池放入高温腔体A，加热至电池温度为35-55℃；
步骤2）：通过真空过渡腔体B1，通过真空过渡腔体B1的时间为1-3min；
步骤3）：将电池转入真空腔体C1，静置t1时间，真空腔体C1的真空度为-90kPa～-80kPa；
步骤4）：通过真空过渡腔体B2，通过真空过渡腔体B2的时间为1-3min；
步骤5）：将电池转入真空腔体C2，静置t2时间,真空腔体C2的真空度为-35kPa～0kPa；
步骤6）：通过真空过渡腔体B3，通过真空过渡腔体B3的时间为1-3min；
步骤7）：将电池转入真空腔体C3，静置t3时间，真空腔体C3的真空度为-90kPa～-80kPa；
步骤8）：通过真空过渡腔体B4，通过真空过渡腔体B4的时间为1-3min；
步骤9）：将电池从真空过渡腔体B4取出，结束静置。
所述的电池是有机溶剂与锂盐组成电解质的软包电池，所述的电池厚度为8-15mm。
所述的有机溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙烯酯的组合物，所述的锂盐为无机锂盐LiPF6、有机锂盐LiCF3SO3的组合物。
所述的t1，t2、t3为2/3-1h。
所述的气袋宽度为电池本体宽度的55%，真空封口后气袋朝上立放。
所述的步骤1）中的将注入过量电解液的电池采用气袋真空封口的真空条件是-100kPa～-92kPa。
本发明的有益效果：本发明采用高温腔体A、真空腔体C1、真空腔体C2、真空腔体C3，其中C1、C3位高真空腔体，C2位低真空或常压腔体，使得电池一次通过高-低-高三种真空腔体进行静置，将电池加热到35-55℃，温度的上升降低了电解液的粘度，通过高-低-高三种三种真空腔体，提高了电解液的流动性，从而缩短了浸润时间，改善了浸润效果，最红提高了生产效率，提高了的电池容量和电池性能；本发明具有工序合理、电池极片吸液量高、电池容量高的优点。
具体实施方式
实施例1
一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，按3.4g/Ah对电池注入过量电解液，采用气袋在-92kPa真空条件下封口，气袋朝上立放，转移至静置工序，静置工艺如表1所示：
表1 实施例1静置过程参数
注：“/”表示不加热或不抽真空
静置结束的电池，室温(25±5℃)放置4h后，在干燥房(露点＜-45℃)沿封口位置剪开气袋并倒立，测试电池失液量并记录；
实施例2
一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，按3.4g/Ah对电池注入过量电解液，采用气袋在-92kPa真空条件下封口，气袋朝上立放，转移至静置工序，静置工艺如表2所示：
表2 实施例2静置过程参数
注：“/”表示不加热或不抽真空
静置结束的电池，室温(25±5℃)放置4h后，在干燥房(露点＜-45℃)沿封口位置剪开气袋并倒立，测试电池失液量并记录；
对比例1
一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，按3.4g/Ah对电池注入过量电解液，采用气袋在-92kPa真空条件下封口，气袋朝上立方，转移至静置工序，室温(25±5℃)放置24h，在干燥房(露点＜-45℃)沿封口位置剪开气袋并倒立，测试电池失液量并记录；
对比例2
一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，按3.4g/Ah对电池注入过量电解液，采用气袋在-92kPa真空条件下封口，气袋朝上立方，转移至静置工序，室温(25±5℃)放置12h，在干燥房(露点＜-45℃)沿封口位置剪开气袋并倒立，测试电池失液量并记录；
实验结果对比如表3所示：
表3 结果对比
注：电池吸液量的计算方法为
从对比例1、2看出，静置时间对保液量的影响不大，温度高时，电池保液量略高；在高温条件下，进行真空—低压(常压)—真空的阶段式静置后，电池保液量明显增大，如实施例1、2结果所示，且实施例2中，真空腔体C2为常压，与C1、C3腔体的真空值相差大，在过渡腔体抽泄真空时，更有利于多余电解液的流动，且可能电池受压力越大，越有利于电解液向微小孔隙中渗透和浸润，从而使电池的吸液量也较高。
本发明采用加热电池和高-低-高三种三种真空腔体阶段式静置电池的方法，不仅明显缩短了电池浸润时间，提高了生产效率，而且提高了吸液量，增大了电池容量，从而提高了电池性能。

Claims (6)

1.一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1）：高温腔体静置：将注入过量电解液的电池采用气袋真空封口，转移至静置工位，先将电池放入高温腔体A，加热至电池温度为35-55℃；
步骤2）：通过真空过渡腔体B1，通过真空过渡腔体B1的时间为1-3min；
步骤3）：将电池转入真空腔体C1，静置t1时间，真空腔体C1的真空度为-90kPa～-80kPa；
步骤4）：通过真空过渡腔体B2，通过真空过渡腔体B2的时间为1-3min；
步骤5）：将电池转入真空腔体C2，静置t2时间,真空腔体C2的真空度为-35kPa～0kPa；
步骤6）：通过真空过渡腔体B3，通过真空过渡腔体B3的时间为1-3min；
步骤7）：将电池转入真空腔体C3，静置t3时间，真空腔体C3的真空度为-90kPa～-80kPa；
步骤8）：通过真空过渡腔体B4，通过真空过渡腔体B4的时间为1-3min；
步骤9）：将电池从真空过渡腔体B4取出，结束静置。
2.如权利要求1所述的一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，其特征在于：所述的电池是有机溶剂与锂盐组成电解质的软包电池，所述的电池厚度为8-15mm。
3.如权利要求2所述的一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，其特征在于：所述的有机溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸亚乙烯酯的组合物，所述的锂盐为无机锂盐LiPF6、有机锂盐LiCF3SO3的组合物。
4.如权利要求1所述的一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，其特征在于：所述的t1，t2、t3为2/3-1h。
5.如权利要求1或3所述的一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，其特征在于：所述的气袋宽度为电池本体宽度的55%，真空封口后气袋朝上立放。
6.如权利要求1所述的一种阶段式高温真空静置软包电池的方法，其特征在于：所述的步骤1）中的将注入过量电解液的电池采用气袋真空封口的真空条件是-100kPa～-92kPa。
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