CN112736374A - 一种提升软包锂离子电池保液量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种提升软包锂离子电池保液量的方法，包括以下步骤：1)、除气前，将电芯倾斜放置，气袋位置高于电芯主体位置；2)、反复辊压气袋，将气袋内游离的电解液推压至电芯主体；3)、将电芯进行除气封装处理。相比于现有技术，本发明能有效改善软包锂离子电池的保液量差、循环寿命一致性差的问题。

Description

一种提升软包锂离子电池保液量的方法

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种提升软包锂离子电池保液量的方法。

背景技术

随着锂离子电池的大力发展和大量应用，越来越多的大容量锂离子电池被应用到移动电子产品、电动汽车和储能领域。为了满足移动电子产品、电动汽车和储能设备的各种需求，对锂离子电池的能力密度、性能和外观尺寸也有着越来越高的要求。

当前，软包锂离子电池是一种重要的可循环实用、绿色环保的锂离子电池，锂离子电池中电解液的保有量对电池的电性能有着重要的影响，比如电池内阻、高低温放电性能、循环性能等方面。电池在使用的过程中，其保有的电解液会逐渐消耗，而电解液的保有量对电池的循环寿命有着重大影响。因此，在一定的尺寸、一定的空间范围内，如果能增加锂离子电池的保液量，就可以在一定程度上提高锂离子电池的使用寿命，发挥更大的经济价值和环保效益。

但是，由于软包锂离子电池二次封装抽气的工艺限制，除了极片和隔离膜吸收的稳定电解液外，游离状态的电解液容易在除气的同时被抽离出电芯，从而导致软包锂离子电池的保液量低，最终的影响时软包锂离子电池的循环寿命较差。申请号为201511035113.6的专利申请公开了一种控制锂离子电池保液量的有关方法：包括如下步骤：将经过化成且一侧连接有气袋的电池静置0.5h～24h，电池向上倾斜并与水平面形成第一倾斜角度，且气袋位于电池上侧；将静置后的电池放置在真空封装机内进行除气封装，电池向上倾斜并与真空封装机的定位平台构成第二倾斜角度，且气袋位于电池上侧。该发明试图用所述方法使电池气袋内的电解液回流到电池主体内重新浸润，将电池气袋以向上倾斜一定角度的方式在除气封装机内除气封装，从而可以控制电解液被抽出不同的量，达到控制锂离子电池的电解液保液量一致性的效果。但该发明未能很好地解决游离的电解液容易被抽出，其提升保液量的效果差，提升保液的一致性差，因此制造的电池循环寿命一致性存在较大波动。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种提升软包锂离子电池保液量的方法，改善软包锂离子电池的保液量差、循环寿命一致性差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提升软包锂离子电池保液量的方法，包括以下步骤：

1)、除气前，将电芯倾斜放置，气袋位置高于电芯主体位置；

2)、反复辊压气袋，将气袋内游离的电解液推压至电芯主体；

3)、将电芯进行除气封装处理。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，所述电芯倾斜放置后与水平面形成倾斜角α，10°≤α≤30°。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，所述倾斜角α为15°或20°。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，所述气袋未设置冲坑，使用平面压辊反复辊压气袋。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，所述气袋设置有冲坑，使用具有凹槽的压辊反复辊压气袋，所述凹槽的位置与所述冲坑位置相对应。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，步骤2)中，辊压的压力为120～200KPa，反复辊压的次数为2～8次。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，步骤2)中，辊压的压力为150～180KPa，反复辊压的次数为4～6次。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，步骤3)中，除气封装的真空度为负压85～100kPa，抽真空时间为15～60s。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，步骤3)中，除气封装的真空度为负压90～100kPa，抽真空时间为30～40s。

作为本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一种改进，在对所述气袋进行辊压之前，先将倾斜放置的电芯静置10～60s。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：通过本发明所述方法，能够在倾斜重力作用下，使用物理手段辊压气袋，将气袋中残留的游离态电解液推压至电芯主体，从而有效提高电池的保液量，并降低保液的波动，提高保液量的一致性，进而在提高电池的循环寿命的同时，也可以提高电池的循环一致性。

附图说明

图1是本发明的操作示意图之一。

图2是本发明的操作示意图之二。

图3是本发明的操作示意图之三。

其中：1-电芯，2-压辊，11-电芯主体，12-气袋，21-凹槽，121-冲坑。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。

如图1～3所示，一种提升软包锂离子电池保液量的方法，包括以下步骤：

1)、除气前，将电芯1倾斜放置，气袋12位置高于电芯主体11位置；

2)、反复辊压气袋12，将气袋12内游离的电解液推压至电芯主体11；

3)、将电芯1进行除气封装处理。

在本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一些实施方式中，电芯1倾斜放置后与水平面形成倾斜角α，10°≤α≤30°。优选的，倾斜角α为15°或20°。当倾斜角度过小时，气袋12中残留的游离态电解液未能很好地在重力作用下流向电芯主体11；当倾斜角度过大时，不便于对气袋12进行反复辊压。

在本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一些实施方式中，气袋12未设置冲坑121，使用平面压辊2反复辊压气袋12。在本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的另一些实施方式中，气袋12设置有冲坑121，使用具有凹槽21的压辊2反复辊压气袋12，凹槽21的位置与冲坑121位置相对应。

在本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一些实施方式中，步骤2)中，辊压的压力为120～200KPa，反复辊压的次数为2～8次。优选的，辊压的压力为150～180KPa，反复辊压的次数为4～6次。具体的，辊压的压力可以为120KPa、130KPa、140KPa、150KPa、160KPa、170KPa、180KPa、190KPa、200KPa等；辊压次数可以为2次、3次、4次、5次、6次、7次或8次等。当辊压压力过小时，不能有效地将气袋12中的游离电解液推至电芯主体11内；当辊压压力过大时，可能会对气袋12甚至电芯主体11造成损坏。同样的，当辊压次数过少时，则未能将气袋12中的游离电解液完全推至电芯主体11内，而当辊压次数过多时，也可能对气袋12甚至电芯主体11造成损坏。

在本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一些实施方式中，步骤3)中，除气封装的真空度为负压85～100kPa，抽真空时间为15～60s。优选的，除气封装的真空度为负压90～100kPa，抽真空时间为30～40s。具体的，真空度为-85kPa、-90kPa、-95kPa或-100kPa等，抽真空时间为15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s等。除气封装的真空度和抽真空时间等关键参数达到最优化的生产工艺，提高了良品率和生产效率。

在本发明所述的提升软包锂离子电池保液量的方法的一些实施方式中，在对气袋12进行辊压之前，先将倾斜放置的电芯1静置10～60s。将倾斜放置的电芯1静置一会后再进行辊压，确保气袋12内的大部分游离态电解液在重力的作用下已流入电芯主体11，在后续的辊压过程中，不会出现因气袋12中游离态电解液量多而造成电解液流出电芯1的现象，避免对电芯1和操作环境造成污染。

实施例1

一种提升软包锂离子电池保液量的方法，包括以下步骤：

1)、除气前，将电芯倾斜放置，使之与水平面形成倾斜角α，α为15°，且气袋位置高于电芯主体位置；

2)、使用平面压辊反复辊压气袋，辊压的压力为150KPa，反复辊压的次数为6次，将气袋内游离的电解液推压至电芯主体；

3)、将电芯进行除气封装处理，除气封装的真空度为负压90kPa，抽真空时间为30s。

实施例2

与实施例1不同的是：

本实施例中气袋设置有冲坑，使用具有凹槽的压辊反复辊压气袋，凹槽的位置与冲坑位置相对应。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例3

与实施例1不同的是：

倾斜角α为10°。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例4

与实施例1不同的是：

倾斜角α为20°。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例5

与实施例1不同的是：

倾斜角α为25°。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例6

与实施例1不同的是：

倾斜角α为30°。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例7

与实施例1不同的是：

步骤2)中，辊压的压力为120KPa，反复辊压的次数为8次。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例8

与实施例1不同的是：

步骤2)中，辊压的压力为180KPa，反复辊压的次数为4次。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例9

与实施例1不同的是：

步骤2)中，辊压的压力为200KPa，反复辊压的次数为2次。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例10

与实施例1不同的是：

在对气袋进行辊压之前，先将倾斜放置的电芯静置30s。

其余同实施例1，这里不再赘述。

对比例1

一种提升软包锂离子电池保液量的方法，包括以下步骤：

1)、除气前，将电芯倾斜放置，使之与水平面形成倾斜角α，α为15°，且气袋位置高于电芯主体位置；

2)、将电芯进行除气封装处理，除气封装的真空度为负压90kPa，抽真空时间为30s。

性能测试

以416386-001型号锂离子电池为例，分别采用实施例和对比例的方法进行试验，测得每一组的Cpk值、Ppk值、Sigma值和Mean值(保液平均值)等。具体结果如表1所示。

表1测试结果

编号	Cpk	Ppk	Sigma	Mean	正态性检验	样本量
							实施例1	2.11	2.41	0.096	6.43345	P＝0.373	55
实施例2	2.09	2.38	0.092	6.43277	P＝0.369	55
							实施例3	2.07	2.35	0.091	6.43226	P＝0.363	55
实施例4	2.11	2.42	0.095	6.43362	P＝0.374	55
							实施例5	2.08	2.39	0.093	6.43296	P＝0.372	55
实施例6	2.05	2.33	0.092	6.43284	P＝0.366	55
							实施例7	2.04	2.33	0.090	6.43237	P＝0.364	55
实施例8	2.09	2.40	0.095	6.43325	P＝0.371	55
							实施例9	2.07	2.37	0.093	6.43281	P＝0.367	55
实施例10	2.14	2.44	0.097	6.43364	P＝0.375	55
							对比例1	1.00	0.99	0.182	6.34407	P＝0.196	54

由表1的数据可以看出，与对比例1相比，实施例其保液平均值提升约0.09g，保液西格玛降低约0.09g，由此可见，实施例的保液提升效果较明显，保液一致性有效提升，也就是说，在将电芯倾斜放置且对气袋进行反复辊压，能有效使得气袋内的电解液流回电芯主体内，而且确保每个电芯主体的保液一致性优异。

具体的，由实施例1、3～6对比可知，当倾斜角α为15°或20°时，效果更优；由实施例1、7～9对比可知，当辊压压力为120～180KPa且辊压次数为4～6次时，效果更优；由实施例1和10对比可知，在辊压前先倾斜静置一定时间，效果更优。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、除气前，将电芯倾斜放置，气袋位置高于电芯主体位置；

2)、反复辊压气袋，将气袋内游离的电解液推压至电芯主体；

3)、将电芯进行除气封装处理。

2.根据权利要求1所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，所述电芯倾斜放置后与水平面形成倾斜角α，10°≤α≤30°。

3.根据权利要求2所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，所述倾斜角α为15°或20°。

4.根据权利要求1所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，所述气袋未设置冲坑，使用平面压辊反复辊压气袋。

5.根据权利要求1所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，所述气袋设置有冲坑，使用具有凹槽的压辊反复辊压气袋，所述凹槽的位置与所述冲坑位置相对应。

6.根据权利要求1所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，步骤2)中，辊压的压力为120～200KPa，反复辊压的次数为2～8次。

7.根据权利要求6所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，步骤2)中，辊压的压力为150～180KPa，反复辊压的次数为4～6次。

8.根据权利要求1所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，步骤3)中，除气封装的真空度为负压85～100kPa，抽真空时间为15～60s。

9.根据权利要求8所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，步骤3)中，除气封装的真空度为负压90～100kPa，抽真空时间为30～40s。

10.根据权利要求1所述的提升软包锂离子电池保液量的方法，其特征在于，在对所述气袋进行辊压之前，先将倾斜放置的电芯静置10～60s。

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