CN111916841A - 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池 - Google Patents

提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111916841A
CN111916841A CN202011017751.6A CN202011017751A CN111916841A CN 111916841 A CN111916841 A CN 111916841A CN 202011017751 A CN202011017751 A CN 202011017751A CN 111916841 A CN111916841 A CN 111916841A
Authority
CN
China
Prior art keywords
product
electrolyte
lithium battery
battery
treatment
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
CN202011017751.6A
Other languages
English (en)
Inventor
史哲忠
齐士博
吕豪杰
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.)
Kunshan Bao Innovative Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Kunshan Bao Innovative Energy Technology 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 Kunshan Bao Innovative Energy Technology Co Ltd filed Critical Kunshan Bao Innovative Energy Technology Co Ltd
Priority to CN202011017751.6A priority Critical patent/CN111916841A/zh
Publication of CN111916841A publication Critical patent/CN111916841A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/446Initial charging measures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池。其中,该方法包括:向锂电池前体中注入第一电解液并进行封口,得到一次封口产品;将一次封口产品在第一温度下进行搁置,得到一次搁置产品;对一次搁置产品进行第一辊压处理,得到一次辊压产品;对一次辊压产品进行加压化成处理,得到加压化成产品;将加压化成产品在第二温度下进行搁置,然后进行封口,得到二次封口产品;对二次封口产品进行多次循环加压充放电,得到循环加压充放电产品;对循环加压充放电产品进行第二辊压处理,得到二次辊压产品;将二次辊压产品在第三温度下进行搁置;向二次搁置产品中注入第二电解液,并充电至截止电压,然后进行第三封口,得到锂电池产品。

Description

提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,具体而言,本发明涉及提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池。
背景技术
在锂电池生产过程中,传统的电解液浸润方法首先从极片四边开始润湿,极片中间最后润湿。极片辊压后,材料颗粒易变形,一些小的空气气泡将会密封于颗粒之间。电解液扩散至颗粒外围后对封于其内的小气泡形成液封作用,导致密封于该处的气体难以脱出,最终影响该处锂离子的正常脱嵌,形成缺陷。随着极片压实密度、厚度、单体电池尺寸的增大,该缺陷对电池的不利影响也会越来越大。相较于正极材料而言,负极材料更易被压缩变形,产生上述缺陷。
此外,在锂离子电池的生产过程中,隔膜褶皱是一种比较常见的不良现象。当电池的尺寸变大时,隔膜的平整性将更难得到保证。电池在卷绕或叠片的过程中,因受到拉力作用,隔膜会发生一定的弹性形变。产生形变的隔膜经电解液浸润后应力松弛,产生褶皱。除此之外,化成和充放电循环过程中产生的气体未被充分排出,夹于隔膜和极片中,也会引起隔膜褶皱。隔膜褶皱的电池在之后的充放电循环中将现析锂现象,影响电池容量的发挥,降低电池的安全性能。
综上所述,现有的锂电池生产工艺仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池。该方法可以有效排除锂电池生产过程中电池内的气泡,并提升电解液的浸润效果,从而制备得到的高性能的锂电池。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)向锂电池前体中注入第一电解液并进行第一封口,得到一次封口产品;(2)将所述一次封口产品在第一温度下进行搁置,得到一次搁置产品;(3)对所述一次搁置产品进行第一辊压处理,得到一次辊压产品;(4)对所述一次辊压产品进行加压化成处理,得到加压化成产品;(5)将所述加压化成产品在第二温度下进行搁置,然后进行第二封口,得到二次封口产品;(6)对所述二次封口产品进行多次循环加压充放电,得到循环加压充放电产品;(7)对所述循环加压充放电产品进行第二辊压处理,得到二次辊压产品;(8)将所述二次辊压产品在第三温度下进行搁置,得到二次搁置产品;(9)向所述二次搁置产品中注入第二电解液,并充电至截止电压,然后进行第三封口,得到锂电池产品。
根据本发明上述实施例的方法,通过第一辊压处理可有效排除因注液后产生的应力松弛所导致的隔膜褶皱,进一步地,通过对电池进行多次循环加压充放电,可使电极材料颗粒在膨胀与收缩打开边界的同时,使气泡从材料颗粒之间逸出并迁移到隔膜处,后续再通过第二辊压处理,进一步加速气泡向隔膜处及气囊处迁移,提升电解液的浸润性。另一方面,发明人发现,常用于锂电池电解液中的添加剂彼此之间会发生副反应,而本发明的方法中两次排气与封口的过程为两阶段注入电解液提供了机会,在本发明的方法中,第一电解液与第二电解液中的添加剂种类不同。加注第一电解液后,通过多次循环加压充放电,可以充分地消耗第一电解液中的添加剂,之后,再加注第二电解液,从而避免了第二电解液中的添加剂发生副反应,保证了电解液性能的发挥及电池的保液量。由此,采用根据本发明上述实施例的方法,可以有效排除锂电池生产过程中电池内的气泡,并提升电解液的浸润效果,从而制备得到的高性能的锂电池。
另外,根据本发明上述实施例的提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述第一电解液包括锂盐、溶剂和成膜添加剂。
在本发明的一些实施例中,所述第一电解液的注液量为锂电池所需总注液量的90%~105%。
在本发明的一些实施例中,所述第一温度为25~55℃,或者行业内通用的任何常规温度。
在本发明的一些实施例中,将一次封口产品搁置的时间为12~24h。
在本发明的一些实施例中,所述第一辊压处理在0.1~1MPa的压力下进行,优选为0.5~0.8MPa;第一辊压处理在0.01~100mm/s的速度下进行。
在本发明的一些实施例中,所述加压化成处理中所采用的电流大小视体系而定。
在本发明的一些实施例中,所述加压化成处理采用的电流为0.05~1C,所选加压化成处理采用充电方式优选为多段、递增恒流充电。
在本发明的一些实施例中,所述加压化成处理所采用的压力为0.2A~1A kgf,其中,A为电池表面积。
在本发明的一些实施例中,所述第二温度为25~55℃,或者行业内通用的任何常规温度。
在本发明的一些实施例中,所述第二辊压处理在0.1~1MPa的压力下进行。
在本发明的一些实施例中,所述第二辊压处理所述采用的压力小于所述第一辊压处理所采用的压力。
在本发明的一些实施例中,所述第三温度为25~55℃,或者行业内通用的任何常规温度。
在本发明的一些实施例中,所述第二电解液包括锂盐、溶剂、防过充添加剂、耐高温添加剂、导电性添加剂和任选的成膜添加剂。
在本发明的一些实施例中,所述第二电解液的注液量为锂电池所需总注液量的15%~30%
在本发明的另一方面,本发明提出了一种锂电池。根据本发明的实施例,该锂电池是由上述实施例的提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法制备得到的。由此,该锂电池具有优秀的电化学性能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是通过循环加压充放电使电极材料颗粒中的气泡逸出的原理示意图;
图2是实施例1和对比例4的电池循环20周后的拆解图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。“多次”的含义是至少两次,例如两次,三次、四次、五次等,除非另有明确具体的限定。
在本发明的一个方面,本发明提出了提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法。下面进一步对根据本发明实施例的提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法进行详细描述。根据本发明的实施例,该方法包括:
(1)向锂电池前体中注入第一电解液并进行第一封口,得到一次封口产品。
在本发明中,锂电池前体指电池生产中,已完成叠片而等待注液的半成品,其上设置有用于排气的气囊。具体的,注液过程中,可将电池气囊口向上放置,负压下液,然后进行封口,由此可以进一步提高该阶段电解液的浸润效果。在本发明的一些实施例中,负压下液所采用的压力可以为-0.08~-0.01MPa,优选为-0.06~-0.04MPa。
根据本发明的一些实施例,上述第一电解液包括锂盐、溶剂和成膜添加剂。通过在该阶段加入含有成膜添加剂得到第一电解液,在后续加压化成和多次循环加压充放电过程中,随着电极表面固体电解质膜的形成,成膜添加剂被消耗。之后,再加注第二电解液,从而避免了第二电解液中的添加剂发生副反应,保证了电解液性能的发挥及电池的保液量。第一电解液中,锂盐、溶剂和成膜添加剂的具体种类并不受特别限制,可以采用本领域常见的锂盐、溶剂和成膜添加剂。
根据本发明的一些实施例,第一电解液的注液量为锂电池所需总注液量的90%~105%。
(2)将一次封口产品在第一温度下进行搁置,得到一次搁置产品。
根据本发明的一些实施例,上述第一温度为25~55℃,或者行业内通用的任何常规温度,优选为45±3℃。通过对一次封口产品在上述条件下进行搁置,可以进一步有利于电解液进入正负极片和隔膜。
根据本发明的一些实施例,将一次封口产品搁置的时间为12~24h,优选为12~18h。
(3)对一次搁置产品进行第一辊压处理,得到一次辊压产品。
通过第一辊压处理可有效减轻甚至消除隔膜因因注液后产生的应力松弛所导致的隔膜褶皱,提升隔膜的平整度。优选地,第一辊压处理采用间歇式辊压的方式进行,以避免辊压力对电芯和极片造成损伤。
根据本发明的一些实施例,上述第一辊压处理在0.1~1MPa的压力下进行
根据本发明的一些实施例,第一辊压处理在可以0.01~100mm/s的速度下进行,优选为60~80mm/s。
(4)对一次辊压产品进行加压化成处理,得到加压化成产品。
根据本发明的一些实施例,加压化成处理中,优选采用多段式小电流充电的方式将电池递增充电至截止电压。由此,既保证了生成SEI膜的均匀性和完整性,又缩短了化成时间。
根据本发明的一些实施例,上述加压化成处理中所采用的电流可以选自0.05~1C间的任一电流,所选加压化成充电方式优选为多段、递增恒流充电。
根据本发明的一些实施例,上述加压化成处理所采用的压力可以为0.2A~1Akgf,其中,A为电池表面积,优选为0.3A~0.5A kgf。
另外,根据本发明的一些实施例,加压化成处理中所采用的电压可以为3.2~3.8V。
(5)将加压化成产品在第二温度下进行搁置,然后进行第二封口,得到二次封口产品。
该步骤中,将电池抽真空封口后,气囊未被完全剪掉,仍保留一部分,以便于气体溢出和后续进行最终封口操作。
根据本发明的一些实施例,上述第二温度为25~55℃,或者行业内通用的任何常规温度。
(6)对二次封口产品进行多次循环加压充放电,得到循环加压充放电产品。
参考图1,通过对电池进行多次循环加压充放电,可使电极材料颗粒在膨胀与收缩打开边界的同时,使气泡从材料颗粒之间逸出并迁移到隔膜处。由此,经多次循环加压充放电处理后,液封于材料颗粒间的气体得以脱出,并最终溢出在极片与隔膜之间。优选地,在多次循环加压充放电的过程中对电池进行完全充放电,由此,可以进一步有利于材料颗粒见气泡的排出。
根据本发明的一些实施例,多次循环加压充放电的次数不少于2次,优选为2~5次。
(7)对循环加压充放电产品进行第二辊压处理,得到二次辊压产品。
进一步地,通过第二辊压处理,进一步加速气泡向隔膜处及气囊处迁移,进一步消除隔膜这种,并提升电解液的浸润性。
(8)将二次辊压产品在第三温度下进行搁置,得到二次搁置产品;
通过对二次辊压产品进行二次搁置,可以使电芯达到相应的热平衡和电化学平衡。
根据本发明的一些实施例,上述第二温度可以为25~55℃,或者行业内通用的任何常规温度。
(9)向二次搁置产品中注入第二电解液,并充电至截止电压,然后进行第三封口,得到锂电池产品。
如前所述,第一电解液中的成膜添加剂在加压化成和多次循环加压充放电过程中被充分地消耗,此时注入第二电解液,第二电解液中的添加剂不会与成膜添加剂发生副反应,保证了电解液性能的发挥及电池的保液量。该步骤中,注入第二电解液后,将电池充满电,抽真空,去气囊,并进行终封,得到锂电池产品。
根据本发明的一些实施例,上述第二电解液包括锂盐、溶剂、防过充添加剂、耐高温添加剂、导电性添加剂和任选的成膜添加剂。第二电解液中,锂盐、溶剂、防过充添加剂、耐高温添加剂、导电性添加剂的具体种类并不受特别限制,可以采用本领域常见的锂盐、溶剂、防过充添加剂、耐高温添加剂、导电性添加剂;第二电解液中锂盐和溶剂的具体种类优选与第一电解液相同。
根据本发明的一些实施例,上述第二电解液的注液量为锂电池所需总注液量的15%~30%。总得来说,第一电解液和第二电解液的注液总量以锂电池所需总注液量的110%~120%为宜。
综上可知,本发明提出的提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法可以具有选自下列优点的至少之一:
1.首次注液后软包电池在反复受到垂直于辊压面的力和辊压方向的力的作用以后,电解液在电池内部和中部的扩散速度加快,浸润时间缩短,隔膜平整性得到提升,避免了应力松弛后褶皱区的出现;
2.经多次的充放电循环,活性材料颗粒反复的发生膨胀和收缩现象。材料膨胀时可以挤压空隙中的空气,收缩时可以在颗粒间打开一个边界,因此密封于颗粒间的空气可以从边界逃离密闭空间。由于压力差(即顶部压力较高,底部压力较低)的存在,逸出的空气将流向隔膜,并在隔膜处积聚形成气泡。通过二次辊压的方式既可以加速该气泡向隔膜处的溢出,亦可促进隔膜处形成的气泡向气囊处的转移。
3.该方法通过两次注液的方式在提升保液量的前提下,避免了电解液的浪费。
4.该方法通过两次注液的方式可注入不同种类的电解液,在确定保液量满足要求的前提下,即保证了不同种类添加剂作用的发挥,又避免了副反应的发生。
在本发明的另一方面,本发明提出了一种锂电池。根据本发明的实施例,该锂电池是由上述实施例的提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法制备得到的。由此,该锂电池具有优秀的电化学性能。
另外,需要说明的是,前文针对提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法所描述的全部特征和优点,同样适用于该锂电池,在此不再一一赘述。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
1.按试验计划调节设备,向软包锂离子电池中注入110g的第一电解液(第一电解液中含1%的VC)。
2.将电池气囊向上放置,-0.06MPa真空环境中真空下液,封口,并于45±5℃的环境中搁置12h。
3.在辊压装置上对软包电池进行间歇式辊压操作。辊压力0.5MPa,辊压速度60mm/s,间歇时间30s,从电芯底部开始,沿垂直于电芯底部的方向重复如上辊压操作5次。
4.用0.05C、0.1C、0.2C的电流对电池进行多段式阶梯化成处理,对应的截止电压分别为2.8V、3.3V、3.85V。其中化成采用加压化成,压力为0.3乘以电池表面积kgf。
5.将电池在25±3℃的环境中老化24h,抽真空(真空度-0.075MPa),封口(气囊未完全去除,仍留有一部分)。
6.用0.1C的电流对电池进行充放电测试,电压区间3~4.25V,循环次数5次,放电截止后将电芯在25±5℃的环境中搁置6h。
7.将电池进行二次辊压,辊压力为0.4MPa,其余辊压参数同步骤3,辊压后常温搁置6h。
8.将电池开口并注入10g第二电解液(第二电解液中添加1.2%的TFEP,其他成分与第一电解液相同)。
9.用0.33C倍率充电至4.25V,抽真空(真空度-0.085MPa),去气囊,终封,对电池进行常规的后续测试。
对比例1
1.按试验计划调节设备,向软包锂离子电池中注入120g的第一电解液(第一电解液中含1%的VC)。
2.将电池气囊向上放置,-0.06MPa真空环境中真空下液,封口,并于45±5℃的环境中搁置12h。
3.在辊压装置上对软包电池进行间歇式辊压操作。辊压力0.5MPa,辊压速度80mm/s,间歇时间30s,从电芯底部开始,沿垂直于电芯底部的方向重复如上辊压操作3次。
4.用0.05C、0.1C、0.2C的电流对电池进行多段式阶梯化成处理,对应的截止电压分别为2.8V、3.3V、3.85V。其中化成采用加压化成,压力为0.3乘以电池表面积kgf。
5.将电池在25±3℃的环境中老化24h,抽真空(真空度-0.075MPa),封口(气囊未完全去除,仍留有一部分)。
6.用0.1C的电流对电池进行充放电测试,电压区间3~4.25V,循环次数5次,放电截止后将电芯在25±5℃的环境中搁置6h。
7.用0.33C倍率充电至4.25V,抽真空(真空度-0.085MPa),去气囊,终封,对电池进行常规的后续测试。
对比例2
1.按试验计划调节设备,向软包锂离子电池中注入110g的第一电解液(第一电解液中含1%的VC)。
2.将电池气囊向上放置,-0.06MPa真空环境中真空下液,封口,并于45±5℃的环境中搁置12h。
3.在辊压装置上对软包电池进行间歇式辊压操作。辊压力0.5MPa,辊压速度60mm/s,间歇时间30s,从电芯底部开始,沿垂直于电芯底部的方向重复如上辊压操作3次。
4.用0.05C、0.1C、0.2C的电流对电池进行多段式阶梯化成处理,对应的截止电压分别为2.8V、3.3V、3.85V。其中化成采用加压化成,压力为0.3乘以电池表面积kgf。
5.将电池在25±3℃的环境中老化24h,抽真空(真空度-0.075MPa),封口(气囊未完全去除,仍留有一部分)。
6.将电池进行二次辊压,辊压参数同步骤3,辊压后常温搁置6h。
7.用0.33C倍率充电至4.25V,抽真空(真空度-0.085MPa),去气囊,终封,对电池进行常规的后续测试。
对比例3
1.按试验计划调节设备,向软包锂离子电池中注入120g的第一电解液(第一电解液中含1%的VC)。
2.将电池气囊向上放置,-0.06MPa真空环境中真空下液,封口,并于45±5℃的环境中搁置12h。
3.用0.05C、0.1C、0.2C的电流对电池进行多段式阶梯化成处理,对应的截止电压分别为2.8V、3.3V、3.85V。其中化成采用加压化成,压力为0.3乘以电池表面积kgf。
4.将电池在25±3℃的环境中老化24h,抽真空(真空度-0.075MPa),封口(气囊未完全去除,仍留有一部分)。
5.用0.1C的电流对电池进行充放电测试,电压区间3~4.25V,循环次数5次,放电截止后将电芯在25±5℃的环境中搁置6h。
6.用0.33C倍率充电至4.25V,抽真空(真空度-0.085MPa),去气囊,终封,对电池进行常规的后续测试。
对比例4
1.按试验计划调节设备,向软包锂离子电池中注入120g的第一电解液(第一电解液中含1%的VC)。
2.将电池气囊向上放置,-0.06MPa真空环境中真空下液,封口,并于45±5℃的环境中搁置12h。
3.用0.05C、0.1C、0.2C的电流对电池进行多段式阶梯化成处理,对应的截止电压分别为2.8V、3.3V、3.85V。其中化成采用加压化成,压力为0.3乘以电池表面积kgf。
4.将电池在25±3℃的环境中老化24h,抽真空(真空度-0.075MPa),封口(气囊未完全去除,仍留有一部分)。
5.将电芯在25±5℃的环境中搁置12h。
6.用0.33C倍率充电至4.25V,抽真空(真空度-0.085MPa),去气囊,终封,对电池进行常规的后续测试。
测试例
取实施例1、对比例1~4制备得到的电池进行测试,电池内阻测试结果如表1所示。
表1内阻测试结果
名称 内阻(mΩ)
实施例1 0.72
对比例1 0.76
对比例2 0.89
对比例3 1.01
对比例4 1.22
由表1可知,实施例1、对比例1和2的电池的内阻相对于对比例3和4的电池的内阻发生了明显的降低。电池中电解液的浸润性越好,相同条件下所测电池内阻就越小;以上数据说明采用本发明的方法处理电池后,电池内部的正负极与隔膜之间接触良好,没有发生不浸润的情况,且辊压和预充放电循环均有降低电池内阻的作用。
另外,图2所示结果为循环20周后对比例4与实施例1的电池满充后负极极片的拆解图,由于专利撰写对图片颜色的要求,图片的色度调整为黑灰色,未能呈现满电时的金黄色。由图2的拆解结果可知,采用常规方法处理后的电池极片中一些小的气泡不易排出,电解液浸润性差,满充后负极析锂。而实施例1所拆解电池,负极嵌锂均匀,极片表面光滑。可见,本发明可很好的排出极片中的气泡,提升电解液浸润的均匀性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法,其特征在于,包括:
(1)向锂电池前体中注入第一电解液并进行第一封口,得到一次封口产品;
(2)将所述一次封口产品在第一温度下进行搁置,得到一次搁置产品;
(3)对所述一次搁置产品进行第一辊压处理,得到一次辊压产品;
(4)对所述一次辊压产品进行加压化成处理,得到加压化成产品;
(5)将所述加压化成产品在第二温度下进行搁置,然后进行第二封口,得到二次封口产品;
(6)对所述二次封口产品进行多次循环加压充放电,得到循环加压充放电产品;
(7)对所述循环加压充放电产品进行第二辊压处理,得到二次辊压产品;
(8)将所述二次辊压产品在第三温度下进行搁置,得到二次搁置产品;
(9)向所述二次搁置产品中注入第二电解液,并充电至截止电压,然后进行第三封口,得到锂电池产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一电解液包括锂盐、溶剂和成膜添加剂;
任选地,所述第一电解液的注液量为锂电池所需总注液量的90%~105%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一温度为25~55℃;
任选地,将一次封口产品搁置的时间为12~24h。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一辊压处理在0.1~1MPa的压力下进行;
任选地,所述第一辊压处理在0.01~100mm/s的速度下进行。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加压化成处理采用的电流为0.05~1C,所选加压化成处理采用充电方式优选为多段、递增恒流充电;
任选地,所述加压化成处理所采用的压力为0.2A~1A kgf,其中,A为电池表面积。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二温度为25~55℃。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二辊压处理在0.1~1MPa的压力下进行;
任选地,所述第二辊压处理所述采用的压力小于所述第一辊压处理所采用的压力。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第三温度为25~55℃。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二电解液包括锂盐、溶剂、防过充添加剂、耐高温添加剂、导电性添加剂和任选的成膜添加剂;
任选地,所述第二电解液的注液量为锂电池所需总注液量的15%~30%。
10.一种锂电池,其特征在于,是由权利要求1~9任一项所述的方法制备得到的。
CN202011017751.6A 2020-09-24 2020-09-24 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池 Pending CN111916841A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011017751.6A CN111916841A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011017751.6A CN111916841A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111916841A true CN111916841A (zh) 2020-11-10

Family

ID=73265357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011017751.6A Pending CN111916841A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111916841A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112768777A (zh) * 2020-12-28 2021-05-07 蜂巢能源科技有限公司 电池界面改善方法及电池界面改善系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030003367A1 (en) * 2001-06-30 2003-01-02 Roh Kwon-Sun Lithium battery and method for the preparation thereof
CN103633284A (zh) * 2013-12-10 2014-03-12 鲍添增 锂离子电池注液方法
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
CN109216642A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 青岛恒金源电子科技有限公司 一种锂离子电池的注液方法
CN109687049A (zh) * 2018-12-19 2019-04-26 江苏卡耐新能源有限公司 一种改善软包装锂离子电池隔膜褶皱的方法
CN110416626A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 李锐 一种锂离子电池化成方法
CN110676425A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 苏州力韬集成电路设计有限公司 一种锂二次电池的变压注液化成工艺
CN111682272A (zh) * 2020-05-07 2020-09-18 惠州亿纬创能电池有限公司 锂离子电池化成方法及锂离子电池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030003367A1 (en) * 2001-06-30 2003-01-02 Roh Kwon-Sun Lithium battery and method for the preparation thereof
CN103633284A (zh) * 2013-12-10 2014-03-12 鲍添增 锂离子电池注液方法
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
CN109216642A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 青岛恒金源电子科技有限公司 一种锂离子电池的注液方法
CN109687049A (zh) * 2018-12-19 2019-04-26 江苏卡耐新能源有限公司 一种改善软包装锂离子电池隔膜褶皱的方法
CN110416626A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 李锐 一种锂离子电池化成方法
CN110676425A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 苏州力韬集成电路设计有限公司 一种锂二次电池的变压注液化成工艺
CN111682272A (zh) * 2020-05-07 2020-09-18 惠州亿纬创能电池有限公司 锂离子电池化成方法及锂离子电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112768777A (zh) * 2020-12-28 2021-05-07 蜂巢能源科技有限公司 电池界面改善方法及电池界面改善系统
CN112768777B (zh) * 2020-12-28 2022-03-22 蜂巢能源科技有限公司 电池界面改善方法及电池界面改善系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103872381B (zh) 一种动力电池的注液静置方法
KR101082496B1 (ko) 리튬 이온 폴리머 전지의 제조방법, 전지셀 및 이를 포함하는 리튬 이온 폴리머 전지
CN107579282B (zh) 一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺
CN107403945A (zh) 一种软包装锂离子动力电池化成碾压方法
CN108767319A (zh) 一种锂离子电池化成方法
CN112038562A (zh) 一种端面焊圆柱型锂离子电池的注液工艺
CN108321436A (zh) 一种负极采用硅碳的锂离子电池化成分容方法
CN111934039B (zh) 一种锂离子电池的化成工艺
CN109687049A (zh) 一种改善软包装锂离子电池隔膜褶皱的方法
CN111916841A (zh) 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池
CN106876813A (zh) 一种锂离子电池预充方法
CN110544800A (zh) 电芯化成方法以及用于电芯化成的夹紧装置
CN110247121B (zh) 锂离子电池的电解液浸润方法及其制备得到的锂离子电池和电子装置
JP2010272210A (ja) 全固体二次電池の製造方法
KR20170094669A (ko) 각형 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치
CN101673848A (zh) 一种锂离子电池的制造方法
US11949062B2 (en) Pressing jig for removing gas trap and method for manufacturing secondary battery using same
CN113451673A (zh) 锂电池的化成方法、锂电池及其制备方法
CN211789117U (zh) 电池排气装置及电池封装系统
CN115046705A (zh) 氢燃料单电池漏气测试设备
KR100555034B1 (ko) 리튬 이차 전지의 후처리 방법
CN112366357A (zh) 一种软包锂电池的辊压除气方法
CN111653722A (zh) 一种高效软包电池注液方法及装置
JP5034543B2 (ja) 鉛蓄電池
CN115295977B (zh) 一种起停用agm电池灌酸方法

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20201110