CN110896155A - 一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺 - Google Patents

一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺，是通过电池注液后通过施加正压‑负压‑正压交替循环加快电解液与正负极材料及隔膜中的浸润速度，提升电解液流动性并降低其表面张力，显著加速浸润效果，提升生产效率；同时封口后45℃振动高温静置加速电解液在电池内部的浸润一致性，确保电池良好的电化学性能和稳定性。

Description

一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺
技术领域
本发明属于锂离子电池制备技术领域，尤其涉及一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺。
背景技术
电解液是锂离子电池四大关键材料之一，被称为锂离子电池的“血液”，它的作用是在电池中正负极之间传导电子，也是锂离子电池获得高电压，高比能量等优点的重要保证。同时电解液也是锂离子通道，从而实现可逆循环充电。锂锂离子电池注液工序的目的：将一定量的电解液在一定的露点环境与时间内从电芯注液口注入电芯内部，此时部分电解液开始浸润电芯内部正负极材料和隔膜。为了使电芯内部完全浸润，通常还会搁置一定时间，即行业所称注液后静置工序。为了提升浸润效果，厂家普遍会对注液工序进行真空注液或者高压注液方式进行，注液后进行常温或者高温搁置，让电解液比较迅速的浸润电芯内部正负极材料和隔膜。但在生产过程中，还是难以保证电芯内部正负极材料及隔膜完全浸润，因此需要注液完成后静置18-24小时，静置时间长，从而极大地影响了电池生产的效率和产能。
发明内容
有鉴于此，本发明一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺，可以在注液工序大幅度促进正负极片及隔膜的浸润及缩短注液后静置工序的时间，从而使电解液浸润达到品质要求并提升生产产能。
一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）先将未注电芯放在自动注液机的真空仓进行抽真空至真空度-90KPa，并持续30~60秒，把电芯内部气体排出，为电解液的注入留出空间并可减少后面注电解液与正负极材料跟隔膜浸润时的阻力；
（2）将缓冲杯内的电解液注入电芯内部并施加一定的正压50KPa，施压时间为10~30秒；
（3）注液完成后重新抽真空至真空度-45KPa，并持续10~30秒；
（4）重新施加一定的正压25KPa，施加时间为5~15秒；
（5）按照抽真空-加正压循环上述（3）、（4）步骤，根据电芯容量设置1-3次，把电芯中浸润排出的剩余气体抽出，加速浸润；
（6）完成注液后对电芯进行封口封装，转移到45℃高温静置房中，在低频率40Hz振动台上进行振动高温静置，静置时间为8~16小时，静置完成后进行化成。
本发明的有益效果在于，电池注液后通过施加正压-负压-正压交替循环能快速加速电解液与正负极材料及隔膜中的浸润速度，提升电解液流动性并降低其表面张力，显著加速浸润效果，提升生产效率；同时封口后45℃振动高温静置加速电解液在电池内部的浸润一致性。
具体实施方式
实施例1：
取公司生产的镍钴锰酸锂体系锂离子电池，型号906090，编号为1#-5#。
（1）先将未注电芯放在自动注液机的真空仓进行抽真空至真空度-90KPa，并持续30秒，把电芯内部气体排出，为电解液的注入留出空间并可减少后面注电解液与正负极材料跟隔膜浸润时的阻力；
（2）将缓冲杯内的电解液注入电芯内部并施加一定的正压50KPa，施压时间为10秒；
（3）注液完成后重新抽真空至真空度-45KPa，并持续10秒；
（4）重新施加一定的正压25KPa，施加时间为5秒；
（5）按照抽真空-加正压循环上述（3）、（4）步骤，根据电芯容量设置1次，把电芯中浸润排出的剩余气体抽出，加速浸润；
（6）完成注液后对电芯进行封口封装，转移到45℃高温静置房中，在低频率40Hz振动台上进行振动高温静置，静置时间为8小时，静置完成后进行化成。
实施例2：
取公司生产的镍钴锰酸锂体系锂离子电池，型号906090，编号为6#-10#。
（1）先将未注电芯放在自动注液机的真空仓进行抽真空至真空度-90KPa，并持续60秒，把电芯内部气体排出，为电解液的注入留出空间并可减少后面注电解液与正负极材料跟隔膜浸润时的阻力；
（2）将缓冲杯内的电解液注入电芯内部并施加一定的正压50KPa，施压时间为30秒；
（3）注液完成后重新抽真空至真空度-45KPa，并持续30秒；
（4）重新施加一定的正压25KPa，施加时间为15秒；
（5）按照抽真空-加正压循环上述（3）、（4）步骤，根据电芯容量设置3次，把电芯中浸润排出的剩余气体抽出，加速浸润；
（6）完成注液后对电芯进行封口封装，转移到45℃高温静置房中，在低频率40Hz振动台上进行振动高温静置，静置时间为16小时，静置完成后进行化成。
比较例：
取公司生产的镍钴锰酸锂体系锂离子电池，型号906090，编号为11#-15#；
（1）将未注电芯放在自动注液机的真空仓进行抽真空至真空度-90KPa，并持续60秒，把电芯内部气体排出，为电解液的注入留出空间并可减少后面注电解液与正负极材料跟隔膜浸润时的阻力；
（2）真空状态下注液，由于“负压差”电解液自动流入电芯内部；
（3）注液完成后就行封口封装；
（4）封口封装完成后在常温静置房静置24小时。
按照实施例1、实施例2中跟比较例的步骤生产的电池抽气封装后的电解液保液量、电池循环对比如下：
Figure 464988DEST_PATH_IMAGE002
从上表可看出，实施例1和2与比较例的电池电解液保液量、电池循环寿命是相当的。本发明的有益效果在于，电池注液后通过施加正压-负压-正压交替循环能快速加速电解液与正负极材料及隔膜中的浸润速度，提升电解液流动性并降低其表面张力，显著加速浸润效果，提升生产效率；同时封口后45℃振动高温静置加速电解液在电池内部的浸润一致性。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然， 根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领 域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
（1）先将未注电芯放在自动注液机的真空仓进行抽真空至真空度-90KPa，并持续30~60秒，把电芯内部气体排出，为电解液的注入留出空间并可减少后面注电解液与正负极材料跟隔膜浸润时的阻力；
（2）将缓冲杯内的电解液注入电芯内部并施加一定的正压50KPa，施压时间为10~30秒；
（3）注液完成后重新抽真空至真空度-45KPa，并持续10~30秒；
（4）重新施加一定的正压25KPa，施加时间为5~15秒；
（5）按照抽真空-加正压循环上述（3）、（4）步骤，根据电芯容量设置1-3次，把电芯中浸润排出的剩余气体抽出，加速浸润；
（6）完成注液后对电芯进行封口封装，转移到45℃高温静置房中，在低频率40Hz振动台上进行振动高温静置，静置时间为8~16小时，静置完成后进行化成。
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