CN112768777B - 电池界面改善方法及电池界面改善系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池界面改善方法及电池界面改善系统，该方法包括：对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；对一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度；在静置时间达到预设总静置时间之后，对一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池。本发明通过改变静置过程中电池的静置姿态，使得电池内部的电解液充分流动，减轻重力作用引起的电解液底部沉积的现象，有利于改善电解液的浸润效果，提高浸润效率，缩短静置时间，提高生产效率，有效改善电池界面析锂以及黑斑现象。

Description

电池界面改善方法及电池界面改善系统

技术领域

本发明涉及电池制备技术领域，尤其涉及一种电池界面改善方法及电池界面改善系统。

背景技术

锂电池是新能源行业中发展最快的一项，锂电池越来越多的应用于日常生活中，在汽车及储能领域得到了广泛使用。

随着各行业对锂电池需求的发展，锂电池的安全性能要求越来越高，电池极片的压实密度和外形尺寸也越来越大，在电池制备工艺中，会产生以下问题：(1)随着极片的压实密度增大，极片中活性物质越来越致密，电解液浸润极片的效果越来越差；(2)随着电池极片尺寸增大，注液后电池极片中间位置电解液很难到达，因此电池中间部位会有部门电解液难以浸润的地方，而且极片越大这种现象越明显；(3)电池预充过程中(首次充放电)会产气，预充每个阶段产气的特点不同需要配合不同的预充流程；(4)现有的电池制成设备及工艺还不够先进，电池制备现场环境湿度也无法完全保证，造成了电池制成过程中存在吸水问题。

由于极片电解液浸润不够充分、预充流程不合理以及电池制成过程中的诸多问题，会导致电池在预充后负极极片界面出现析锂以及黑斑，电池析锂或产生黑斑后严重降低了电池性能，同时还会造成严重的安全隐患。

目前，在电池制备工艺中，主要通过增加电解液注液量及增加注液后静置时间改善电池负极界面的析锂及黑斑现象，其存在以下问题，通过增加注液量改善电池界面，会增大注液难度，造成电解液浪费；通过增加静置时间改善电池界面，会导致电池制程时间较长，且电解液浸润效果较差，影响生产效率。

发明内容

本发明提供一种电池界面改善方法，解决了现有的电池制备工艺时间长、电解液浸润不充分的问题，有效改善电池界面析锂以及黑斑现象。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池界面改善方法，包括以下步骤：对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；对所述一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制所述一次注液电池旋转预设角度；在静置时间达到预设总静置时间之后，对所述一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池。

可选地，所述每隔预设间隔时间控制所述一次注液电池旋转预设角度，包括以下步骤：控制所述一次注液电池保持第一姿态，获取第一姿态的第一持续时间；若第一持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第二姿态；获取所述第二姿态的第二持续时间；若所述第二持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第三姿态；获取所述第三姿态的第三持续时间；若所述第三持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第四姿态；获取所述第四姿态的第四持续时间；若所述第四持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第一姿态，继续循环。

可选地，所述静置处理包括高温静置处理和常温静置处理，在对所述一次注液电池进行静置处理之时，还包括以下步骤：在高温静置处理开始之后，每经过至少两个预设间隔时间，对所述一次注液电池进行辊压处理。

可选地，所述对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，包括以下步骤：采用真空及高压循环注液方式，对所述电池本体内部注入第一预设比例的电解液。

可选地，所述采用真空及高压循环注液方式，包括以下步骤：对所述电池本体内部进行真空处理，使得所述电池本体内部的真空度大小等于第四真空度值；在真空注液持续时间达到第一预设时间之后，对所述电池本体内部进行常压处理，使得所述电池本体内部的压力值等于预设标准大气压值；在常压注液持续时间达到第二预设时间之后，对所述电池本体内部进行高压处理，使得所述电池本体内部的压力值等于预设压力值；在高压注液持续时间达到第三预设时间之后，返回执行真空处理步骤，继续循环，在循环过程中，持续对所述电池本体内部注入电解液，直至注液完成。

可选地，所述对所述一次注液电池进行负压预充电处理，包括以下步骤：根据预充阶段调整所述一次注液电池内部的负压参数，所述负压参数包括真空度大小及负压持续时间；根据电池本体的固有参数调整充电参数，所述充电参数包括充电电流大小及充电持续时间，所述固有参数包括所述电池本体的型号；根据所述负压参数和所述充电参数对所述一次注液电池进行负压预充电处理。

可选地，所述根据预充阶段调整所述一次注液电池内部的负压参数，包括以下步骤：在预充初期，设置真空度大小等于第一真空度值，并设置负压持续时间等于第一负压持续时间；在预充中期，设置真空度大小等于第二真空度值，并设置负压持续时间等于第二负压持续时间；在预充末期，设置真空度大小等于第三真空度值，并设置负压持续时间等于第三负压持续时间，所述第一真空度值大于所述第二真空度值，且所述第三真空度值大于所述第二真空度值，所述第一负压持续时间小于所述第二负压持续时间，且所述第三负压持续时间小于所述第二负压持续时间。

可选地，所述根据电池本体的固有参数调整充电参数，包括以下步骤：在预充初期，设置充电电流大小等于第一充电电流值，并设置充电持续时间等于第一充电持续时间；在预充中期，设置充电电流大小等于第二充电电流值，并设置负压持续时间等于第二充电持续时间；在预充末期，设置充电电流大小等于第三充电电流值，并设置负压持续时间等于第三充电持续时间，所述第一充电电流值小于所述第二充电电流值，且所述第二充电电流值小于所述第三充电电流值，所述第一充电持续时间大于等于所述第二充电持续时间，且所述第一充电持续时间大于等于所述第三充电持续时间。

可选地，在所述对所述一次注液电池进行负压预充电处理之后，还包括以下步骤：对经过预充处理的所述一次注液电池内部注入第二预设比例的电解液，得到二次注液电池，所述第二预设比例小于所述第一预设比例。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电池界面改善系统，包括：电池本体、注液装置、预充装置及上述电池静置装置；所述注液装置用于对所述电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；所述电池静置装置用于对所述一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，所述电池静置装置每隔预设间隔时间控制所述一次注液电池旋转预设角度；所述预充装置用于在静置时间达到预设总静置时间之后，对所述一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池。

可选地，所述电池静置装置包括支架、托盘、电机和控制单元，所述托盘与所述电机的联轴器机械连接；所述控制单元用于根据所述电池本体的型号调整运行参数，并根据所述运行参数驱动所述电机运行，所述运行参数包括运行时间及电机旋转角度；所述支架用于支撑所述托盘；所述托盘设有电池卡槽，所述电池卡槽用于放置并固定所述电池本体，所述托盘用于在所述电机驱动下带动所述电池本体发生转动。

本发明实施例提供的电池界面改善系统，可实现电池界面改善方法，该方法通过对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；对一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度；在静置时间达到预设总静置时间之后，对一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池，通过改变静置过程中电池的静置姿态，使得电池内部的电解液充分流动，减轻重力作用引起的电解液底部沉积的现象，解决了现有的电池制备工艺时间长、电解液浸润不充分的问题，有利于改善电解液的浸润效果，提高浸润效率，缩短静置时间，提高生产效率，有效改善电池界面析锂以及黑斑现象，有利于提高电池安全性能及电池容量，延长电池使用寿命，提高产品竞争力。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种电池界面改善方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的另一种电池界面改善方法的流程图；

图3是本发明实施例一提供的又一种电池界面改善方法的流程图；

图4是本发明实施例一提供的又一种电池界面改善方法的流程图；

图5是本发明实施例一提供的又一种电池界面改善方法的流程图

图6是本发明实施例二提供的一种电池界面改善系统的结构示意图；

图7是本发明实施例二提供的一种电池静置装置的立体图；

图8是本发明实施例二提供的一种托盘的立体图；

图9是图8的俯视图；

图10是图9中A-A的剖视图；

图11是图9中B-B的剖视图；

图12是本发明实施例二提供的一种电池卡槽的立体图；

图13是图12的俯视图；

图14是图13中C-C的剖视图；

图15是图13中D-D的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种电池界面改善方法的流程图，本实施例可适用于改善电池制备工艺中锂电池的负极极片析锂或黑斑现象的应用场景，该方法可以由配置有特定算法电池制备软件及硬件来执行，具体包括如下步骤：

如图1所示，该电池界面改善方法，包括以下步骤：

步骤S1：对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池。

步骤S2：对一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度。

其中，预设间隔时间是指的一次注液电池姿态发生变化的时间间隔，在静置时间未达到预设间隔时间时，一次注液电池的姿态保持不变。

步骤S3：在静置时间达到预设总静置时间之后，对一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池。

其中，电池本体是指的正极电极极片、负极电极极片、隔膜及结构件组成的电池模组，该电池本体内部的活性物质处于未激活状态；半成品电池是指的经过注液及预充电处理，但未经过化成等工序处理的半成品，该半成品电池内部的活性物质处于激活状态。

在本实施例中，第一预设比例用于表示一次注液的注液量与电池本体内部的最大电解液注入量的比值，可设置第一预设比例小于等于100％，第一预设比例的具体数值可根据电池本体采用的正极材料体系进行设置。

示例性地，在硬壳电池的制备工艺中，可设置第一预设比例等于90％至98％中的任一值，在一次注液过程中，对电池本体内部注入的电解液小于最大电解液注入量，在后续工艺中，可采用二次注液对电池本体内部的电解液进行补充；在软包电池的制备工艺中，可设置第一预设比例等于100％，即在一次注液过程中，对电池本体内部注入的电解液等于最大电解液注入量。

在本实施例中，静置处理包括高温静置处理和常温静置处理，在一次注液完成后，先将一次注液电池放置在高温静置环境中，高温静置环境中的温度可设置为40℃至50℃中的任一温度值，在完成高温静置处理之后，再将一次注液电池放置在常温静置环境中，常温静置环境中的温度可设置为20℃至25℃中的任一温度值。在高温静置及常温静置过程中，均可设置每隔预设间隔时间控制所述一次注液电池旋转预设角度。

具体地，在完成一次注液之后，将一次注液电池以初始姿态放置在静置环境，设置静置环境温度，在初始姿态静置时间达到预设间隔时间时，控制一次注液电池旋转预设角度，改变一次注液电池的姿态，以新的姿态保持静置，若静置时间达到预设间隔时间，则再次控制一次注液电池旋转预设角度，改变一次注液电池的姿态，如此循环，直至静置时间达到预设总静置时间，结束静置工序。

在静置工序结束后，在负压(即真空)环境下，采用恒流充电方式对静置处理后的一次注液电池进行预充电处理，直至形成钝化膜(solid electrolyte interphase，SEI)，得到半成品电池。

由此，本发明实施例提供的电池界面改善方法，通过对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；再对一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度；在静置时间达到预设总静置时间之后，对一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池，通过改变静置过程中电池的静置姿态，使得电池内部的电解液充分流动，减轻重力作用引起的电解液底部沉积的现象，解决了现有的电池制备工艺时间长、电解液浸润不充分的问题，有利于改善电解液的浸润效果，提高浸润效率，缩短静置时间，提高生产效率，有效改善电池界面析锂以及黑斑现象，有利于提高电池安全性能及电池容量，延长电池使用寿命，提高产品竞争力。

图2是本发明实施例一提供的另一种电池界面改善方法的流程图，本实施例适用于预设角度等于90度的应用场景。

可选地，如图2所示，每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度，包括以下步骤：

步骤S201：控制一次注液电池旋转至第一姿态，并保持该第一姿态。

步骤S202：获取第一姿态的第一持续时间。

在本实施例中，可采用计时器对电池姿态的保持时间进行计时，并将计时结果发送至控制单元作为后续控制的依据。

步骤S203：判断第一持续时间是否达到预设间隔时间。

若第一持续时间达到预设间隔时间，则执行步骤S204；否则，返回执行步骤S202。

步骤S204：控制一次注液电池旋转预设角度，使得一次注液电池旋转至第二姿态，并保持该第二姿态。

步骤S205：获取第二姿态的第二持续时间。

步骤S206：判断第二持续时间是否达到预设间隔时间。

若第二持续时间达到预设间隔时间，则执行步骤S207；否则，返回执行步骤S205。

步骤S207：控制一次注液电池旋转预设角度，使得一次注液电池旋转至第三姿态，并保持该第三姿态。

步骤S208：获取第三姿态的第三持续时间。

步骤S209：判断第三持续时间是否达到预设间隔时间。

若第三持续时间达到预设间隔时间，则执行步骤S210；否则，返回执行步骤S208。

步骤S210：控制一次注液电池旋转预设角度，使得一次注液电池旋转至第四姿态，并保持该第四姿态。

步骤S211：获取第四姿态的第四持续时间。

步骤S212：判断第四持续时间是否达到预设间隔时间。

若第四持续时间达到预设间隔时间，则执行步骤S213；否则，返回执行步骤S211。

步骤S213：控制一次注液电池旋转预设角度，使得一次注液电池旋转至第一姿态，并保持该第一姿态，并执行步骤S202，继续循环，直至静置时间达到预设静置时间。

其中，预设静置时间包括预设高温静置时间和预设常温静置时间，预设高温静置时间与预设常温静置时间之和等于预设总静置时间。典型地，可设置预设高温静置时间为24小时至36小时中的任一值，设置预设常温静置时间为12小时至24小时中的任一值。

在本实施例中，可采用特定的电池静置装置对电池执行静置处理，该电池静置装置可通过电控系统带动一次注液电池姿态变化，可根据电池的型号，调整预设间隔时间及预设角度。

可选地，该电池静置装置包括支架、托盘、电机和控制单元，托盘与电机的联轴器机械连接；控制单元用于根据电池本体的型号调整运行参数，并根据运行参数驱动电机运行，运行参数包括运行时间及电机旋转角度；支架用于支撑托盘；托盘设有电池卡槽，电池卡槽用于放置并固定电池本体，托盘用于在电机驱动下带动电池本体发生转动。其中，支架可采用304不锈钢材料制成，支架的最大承重量可达到5000千克，托盘可采用赛钢或者其他具有相同特性的非金属材料制成，托盘上设置多个阵列排布的电池卡槽，电池卡槽的四个侧壁设置弹性压片，弹性压片用于固定不同型号的电池本体，确保在托盘的旋转过程中，电池本体不会跌落，电池卡槽及弹性压片可采用非金属材料制成。

示例性地，可设置预设间隔时间等于2小时，即言，可设置每隔2小时控制一次注液电池沿逆时针方向旋转90度，如此循环，直至静置时间达到预设静置时间，典型地，第一姿态可为一次注液电池竖直放置姿态，第二姿态可为左侧面在下横向放置姿态，第三姿态可为竖直放置姿态，第四姿态可为右侧面在下横向放置姿态。

具体地，在高温静置过程中，在当前姿态的静置时间达到预设间隔时间(例如预设间隔时间为2小时)之后，电池静置装置带动一次注液电池沿逆时针方向旋转90度，切换至下一个姿态，一次注液电池的姿态依次按照竖直放置姿态、左侧面在下横向放置姿态、竖直放置姿态及右侧面在下横向放置姿态循环切换。在高温静置时间达到预设高温静置时间(例如预设高温静置时间可为24小时至36小时)之后，结束高温静置工序，对电池执行常温静置处理。

在常温静置过程中，与高温静置过程相同，一次注液电池的姿态依次按照竖直放置姿态、左侧面在下横向放置姿态、竖直放置姿态及右侧面在下横向放置姿态循环切换，直至常温静置时间达到预设常温静置时间(例如预设常温静置时间可为12小时至24小时)，静置处理工序结束。

需要说明的是，上述步骤S201至步骤S213既适用于硬壳电池的制备过程，也适用于软包电池的制备过程，在硬壳电池及软包电池的制备过程中，均采用高温静置与常温静置相结合的处理工艺，有利于电解液的充分浸润。

应当理解的是，电池越大，电池的厚度越厚，通过改变静置过程中电池的静置姿态改善电解液的浸润效果越好。

由此，本发明实施例通过改变静置过程中电池的静置姿态，使得电池内部的电解液充分流动，减轻重力作用引起的电解液底部沉积的现象，有利于改善电解液的浸润效果，提高浸润效率，缩短静置时间，提高生产效率，有效改善电池界面析锂以及黑斑现象。

可选地，静置处理包括高温静置处理和常温静置处理，在对一次注液电池进行静置处理之时，还包括以下步骤：在高温静置处理开始之后，每经过至少两个预设间隔时间，对一次注液电池进行辊压处理。本实施例适用于软包电池的制备工艺。

其中，辊压处理是指的在软包电池的制备过程中，采用压辊对电池主体施加压力，进行反复辊压，挤出电池极片与极片、极片与隔膜中间的气泡，在辊压处理时，可根据电池的型号规格调整辊压参数，辊压参数包括辊压压力、辊压速度及辊压次数。

示例性地，可设置辊压压力大小为20N至50N之间的任一值，辊压速度为0.1m/s至0.2m/s之间的任一值，辊压次数为5次至10次中的任一值。

具体地，在软包电池的高温静置过程中，按照步骤S201及步骤S213记载的方式，执行高温静置处理，每经过两个预设间隔时间(例如预设间隔时间可为2小时)，中止高温静置处理工序，将一次注液电池取出放置在辊压操作台上，采用压辊按照设定好的辊压参数对电池本体进行反复辊压，在辊压完成后，再将一次注液电池放置在高温静置环境中，继续执行高温静置处理步骤，有利于排除电池内部的气泡，有利于电解液的充分浸润。

可选地，对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，包括以下步骤：采用真空及高压循环注液方式，对电池本体内部注入第一预设比例的电解液。本实施例主要适用于硬壳电池的注液工序。

其中，真空及高压循环注液方式是指的在注液过程中，通过循环抽真空及加压的方式改变电池内部的压力值，使得电解液快速进入电池内部，有利于促进电解液的均匀分布。

图3是本发明实施例一提供的又一种电池界面改善方法的流程图，本实施例适用于通过真空及高压循环注液方式实现一次注液的应用场景。

可选地，如图3所示，对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，包括以下步骤：

步骤S101：对电池本体内部进行真空处理，使得电池本体内部的真空度大小等于第四真空度值。

步骤S102：判断真空注液持续时间是否达到第一预设时间。

在本实施例中，可采用计时器对各阶段的注液持续时间进行计时。

若真空注液持续时间达到第一预设时间，则执行步骤S103；否则，返回执行步骤S102。

步骤S103：对电池本体内部进行常压处理，使得电池本体内部的压力值等于预设标准大气压值。

步骤S104：判断常压注液持续时间是否达到第二预设时间。

若常压注液持续时间达到第二预设时间，则执行步骤S105；否则，返回执行步骤S104。

步骤S105：对电池本体内部进行高压处理，使得电池本体内部的压力值等于预设压力值。

步骤S106：判断高压注液持续时间是否达到第三预设时间。

若高压注液持续时间达到第三预设时间，则返回执行真空处理步骤，继续循环，在循环过程中，持续对电池本体内部注入电解液，直至注液完成。

在本实施例中，可设置首次真空注液过程中电池内部的真空度值小于其余真空注液过程中电池内部的真空度值，并设置首次真空注液的持续时间大于其余真空注液的持续时间。

示例性地，在首次真空处理步骤中，电池本体内部的第四真空度值可设置为小于负95kPa的任一数值，第一预设时间可设置为10秒至40秒内的任一值；在除首次真空处理之外的真空处理步骤中，电池本体内部的第四真空度值设置为负85kPa至负50kPa范围内的任一数值，第一预设时间可设置为5秒至30秒内的任一值；在常压处理步骤中，预设标准大气压值可设置为0.1MPa，第二预设时间可设置为5秒至15秒内的任一值；在高压处理步骤中，预设压力值可设置为0.7至0.9MPa，第三预设时间可设置为30秒至90秒内的任一值。

具体地，真空及高压循环注液方式依次执行下述步骤：首次低真空注液、常压注液、高压注液、真空注液、常压注液、高压注液、真空注液……，以此类推进行循环注液，在循环过程中，持续对电池本体内部注入电解液，直至电解液注入量达到最大电解液注入量的第一预设比例，一次注液结束。

需要说明的是，在本实施例中，“真空注液-常压注液-高压注液”为一个循环周期，可根据电池的型号规格设置循环次数，典型地，循环次数可设置为3次至10次中的任一值。

图4是本发明实施例一提供的又一种电池界面改善方法的流程图，本实施例适用于通过阶梯负压预充的方式实现电池预充电的应用场景。

其中，预充是指对电池进行首次充放电处理，在预充过程中，电池内部会发生化学反应产生气体，形成SEI(solid electrolyte interphase)膜，SEI膜形成的致密程度直接影响电池界面、性能及安全性。

可选地，对一次注液电池进行负压预充电处理，包括以下步骤：

步骤S301：根据预充阶段调整一次注液电池内部的负压参数，负压参数包括真空度大小及负压持续时间。

步骤S302：根据电池本体的固有参数调整充电参数，充电参数包括充电电流大小及充电持续时间，固有参数包括电池本体的型号。

步骤S303：根据负压参数和充电参数对一次注液电池进行负压预充电处理。

在本实施例中，在预充过程中，采用恒流充电的方式进行预充，预充电的充电参数及负压参数根据预充阶段进行调整，其中，可根据预充过程中产生气体的多少及失液量将预充阶段划分为预充初期、预充中期及预充末期。

具体地，电池在预充过程中，产生的气体量符合n型曲线，即预充初期产生气体较少、预充中期产生气体较多、预充末期产生气体较少，在产生气体较少时，设定一次注液电池内部的真空度值较大；在产生气体较多时，设定一次注液电池内部的真空度值较小，增大电池内部的压力值。在预充过程中，采用静置及恒流充电交叉设置的方式，对一次注液电池进行预充电，在不同的预充阶段，调整电池内部的真空度值，并对一次注液电池施加不同的充电电流，直至预充电结束，在负极极片形成SEI膜。

可选地，根据预充阶段调整一次注液电池内部的负压参数，包括以下步骤：在预充初期，设置真空度大小等于第一真空度值，并设置负压持续时间等于第一负压持续时间；在预充中期，设置真空度大小等于第二真空度值，并设置负压持续时间等于第二负压持续时间；在预充末期，设置真空度大小等于第三真空度值，并设置负压持续时间等于第三负压持续时间，第一真空度值大于第二真空度值，且第三真空度值大于第二真空度值，第一负压持续时间小于第二负压持续时间，且第三负压持续时间小于第二负压持续时间。

在本实施例中，随着预充时间推移，预充过程中的真空度值呈U型规律变化，即预充初期电池内部的第一真空度值大于预充中期电池内部的第二真空度值，且预充末期电池内部的第一真空度值大于预充中期电池内部的第二真空度值，在第一真空度值环境下预充电的时间小于在第二真空度值环境下预充电的时间，且在第三真空度值环境下预充电的时间小于在第二真空度值环境下预充电的时间，使得低真空度恒流充电的持续时间最长，有利于避免真空过大导致的电解液流失，改善保液效果。

可选地，根据电池本体的固有参数调整充电参数，包括以下步骤：在预充初期，设置充电电流大小等于第一充电电流值，并设置充电持续时间等于第一充电持续时间；在预充中期，设置充电电流大小等于第二充电电流值，并设置负压持续时间等于第二充电持续时间；在预充末期，设置充电电流大小等于第三充电电流值，并设置负压持续时间等于第三充电持续时间，第一充电电流值小于第二充电电流值，第二充电电流值小于第三充电电流值，第一充电持续时间大于等于第二充电持续时间，第一充电持续时间大于等于第三充电持续时间。

具体地，随着预充时间推移，可分阶段进行恒流充电，逐步增加各个预充阶段的充电电流，并设置预充初期的第一充电持续时间大于等于预充中期的第二充电持续时间，且预充初期的第一充电持续时间大于等于预充末期的第三充电持续时间。

示例性地，预充初期的第一充电电流值可设置为0.03C至0.05C范围内的任一值，预充中期的第二充电电流值可设置为0.1C至0.2C范围内的任一值，预充末期的第三充电电流值可设置为0.3C至0.4C范围内的任一值。第一充电持续时间可设置为20分钟至40分钟内的任一值，第二充电持续时间可设置为20分钟至30分钟内的任一值，第三充电持续时间可设置为20分钟至30分钟内的任一值。在相邻两个恒流充电步骤之间，设置预充静置时间，例如，该预充静置时间可为1分钟至3分钟之间的任一值，基于此，建立如下表一所示的预充工作表：

注：表一记载的C代表了电池容量数值等同的电流数值，例如一款电池容量为100Ah,0.1C充电是指10安培电流充电。

由此，本发明实施例通过设置阶梯负压预充方式，可避免真空过大导致的电解液流失，改善保液效果。

图5是本发明实施例一提供的又一种电池界面改善方法的流程图，本实施例适用于通过二次注液的方式对电池内部注入电解液的应用场景。

可选地，如图5所示，在对一次注液电池进行负压预充电处理之后，还包括步骤S4：对经过预充处理的一次注液电池内部注入第二预设比例的电解液，得到二次注液电池，第二预设比例小于第一预设比例。

其中，第二预设比例用于表示二次注液的注液量与电池本体内部的最大电解液注入量的比值。

在本实施例中，可设置第二预设比例与第一预设比例之和等于100％。

具体地，可设置第一预设比例等于90％至98％中的任一值，对应地，第二预设比例等于2％至10％中的数值，即言，在一次注液过程中，注入的电解液量为最大电解液注入量的90％至98％，对应地，在二次注液过程中，注入的电解液量为最大电解液注入量的2％至10％。

在本实施例中，在二次注液过程中，同样可以采用上述步骤S101至步骤S106中提到的真空及高压循环注液方式，可根据不同电池的型号调整循环次数。在二次注液过程中，可设置首次真空度的真空度值低于其余真空度值。

示例性地，在二次注液过程中，在首次真空注液步骤中，真空度值可设置小于等于负90kP的任一值，首次真空注液持续时间可设置为10秒至30秒中的任一值；在除首次真空处理之外的真空处理步骤中，真空注液的真空度值可设置为负80kPa至负50kPa范围内的任一数值，真空注液持续时间可设置为5秒至20秒中的任一值；在常压二次注液步骤中，预设标准大气压值可设置为0.1MPa，常压二次注液时间可设置为5秒至15秒内的任一值；在高压二次注液步骤中，预设压力值可设置为0.1至0.8MPa，高压二次注液时间可设置为15秒至60秒内的任一值。

具体地，二次注液过程采用真空及高压循环注液方式，依次执行下述步骤：首次低真空注液，常压注液，高压注液，真空注液，常压注液，高压注液，真空注液……，以此类推进行循环注液，在循环过程中，持续对电池本体内部注入电解液，直至电解液注入量达到最大电解液注入量的第二预设比例，二次注液结束。

由此，本实施例通过二次注液对电池本体内部的电解液进行补充，避免预充导致的电解液不足，避免电解液不足引起的电池寿命降低。

实施例二

基于上述实施例，本发明实施例二提供了一种电池界面改善系统，本实施例可适用于改善电池制备工艺中锂电池的负极极片析锂或黑斑现象的应用场景，图6是本发明实施例二提供的一种电池界面改善系统的结构示意图。

如图6所示，该电池界面改善系统200包括：电池本体210、注液装置220、预充装置230及电池静置装置100；注液装置220用于对电池本体210内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；电池静置装置100用于对一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，电池静置装置100每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度；预充装置230用于在静置时间达到预设总静置时间之后，对一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池。

本发明实施例提供的电池界面改善系统，可实现电池界面改善方法，该方法通过对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；对一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度；在静置时间达到预设总静置时间之后，对一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池，通过改变静置过程中电池的静置姿态，使得电池内部的电解液充分流动，减轻重力作用引起的电解液底部沉积的现象，解决了现有的电池制备工艺时间长、电解液浸润不充分的问题，有利于改善电解液的浸润效果，提高浸润效率，缩短静置时间，提高生产效率，有效改善电池界面析锂以及黑斑现象，有利于提高电池安全性能及电池容量，延长电池使用寿命，提高产品竞争力。

基于上述实施例，本发明实施例二提供了一种电池静置装置，本实施例适用于于对电池本体进行静置处理的应用场景。

图7是本发明实施例二提供的一种电池静置装置的立体图。

如图7所示，该电池静置装置100包括支架101、托盘102、电机103和控制单元(图中未示出)，托盘102与电机103的联轴器机械连接；控制单元用于根据电池本体的型号调整运行参数，并根据运行参数驱动电机103运行，运行参数包括运行时间及电机103旋转角度；支架101用于支撑托盘102；托盘102设有电池卡槽104，电池卡槽104用于放置并固定电池本体，托盘102用于在电机103驱动下带动电池本体发生转动。

在本实施例中，支架101可采用304不锈钢材料制成，支架101的最大承重量可达到5000千克，托盘102可采用赛钢或者其他具有相同特性的非金属材料制成，托盘102的最大承重量不低于1000千克。

图8是本发明实施例二提供的一种托盘102的立体图；图9是图8的俯视图；图10是图9中A-A的剖视图；图11是图9中B-B的剖视图。

结合参考图8至图11所示，托盘102上设置多个阵列排布的电池卡槽104，电池卡槽104用于放置电池。

图12是本发明实施例二提供的一种电池卡槽的立体图；图13是图12的俯视图；图14是图13中C-C的剖视图；图15是图13中D-D的剖视图。

结合参考图12至图15所示，电池卡槽104的四个侧壁设置弹性压片，弹性压片用于固定不同型号的电池本体，确保在托盘102的旋转过程中，电池本体不会跌落。

在本实施例中，电池卡槽104及弹性压片可采用非金属材料制成。

本发明实施例提供的电池静置装置，对电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制一次注液电池旋转预设角度，通过改变静置过程中电池的静置姿态，使得电池内部的电解液充分流动，减轻重力作用引起的电解液底部沉积的现象，解决了现有的电池制备工艺时间长、电解液浸润不充分的问题，有利于改善电解液的浸润效果，提高浸润效率，缩短静置时间，提高生产效率，有效改善电池界面析锂以及黑斑现象，有利于提高电池安全性能及电池容量，延长电池使用寿命，提高产品竞争力。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电池界面改善方法，其特征在于，包括以下步骤：

对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；

对所述一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，每隔预设间隔时间控制所述一次注液电池旋转预设角度；

在静置时间达到预设总静置时间之后，对所述一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池；

所述对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，包括以下步骤：

采用真空及高压循环注液方式，对所述电池本体内部注入第一预设比例的电解液；

所述采用真空及高压循环注液方式，包括以下步骤：

对所述电池本体内部进行真空处理，使得所述电池本体内部的真空度大小等于第四真空度值；

在真空注液持续时间达到第一预设时间之后，对所述电池本体内部进行常压处理，使得所述电池本体内部的压力值等于预设标准大气压值；

在常压注液持续时间达到第二预设时间之后，对所述电池本体内部进行高压处理，使得所述电池本体内部的压力值等于预设压力值；

在高压注液持续时间达到第三预设时间之后，返回执行真空处理步骤，继续循环，在循环过程中，持续对所述电池本体内部注入电解液，直至注液完成。

2.根据权利要求1所述的电池界面改善方法，其特征在于，所述每隔预设间隔时间控制所述一次注液电池旋转预设角度，包括以下步骤：

控制所述一次注液电池保持第一姿态，获取第一姿态的第一持续时间；

若第一持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第二姿态；

获取所述第二姿态的第二持续时间；

若所述第二持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第三姿态；

获取所述第三姿态的第三持续时间；

若所述第三持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第四姿态；

获取所述第四姿态的第四持续时间；

若所述第四持续时间达到所述预设间隔时间，则控制所述一次注液电池旋转所述预设角度，使得所述一次注液电池保持第一姿态，继续循环。

3.根据权利要求1或2所述的电池界面改善方法，其特征在于，所述静置处理包括高温静置处理和常温静置处理，在对所述一次注液电池进行静置处理之时，还包括以下步骤：

在高温静置处理开始之后，每经过至少两个预设间隔时间，对所述一次注液电池进行辊压处理。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的电池界面改善方法，其特征在于，所述对所述一次注液电池进行负压预充电处理，包括以下步骤：

根据预充阶段调整所述一次注液电池内部的负压参数，所述负压参数包括真空度大小及负压持续时间；

根据电池本体的固有参数调整充电参数，所述充电参数包括充电电流大小及充电持续时间，所述固有参数包括所述电池本体的型号；

根据所述负压参数和所述充电参数对一次注液电池进行负压预充电处理。

5.根据权利要求4所述的电池界面改善方法，其特征在于，所述根据预充阶段调整所述一次注液电池内部的负压参数，包括以下步骤：

在预充初期，设置真空度大小等于第一真空度值，并设置负压持续时间等于第一负压持续时间；

在预充中期，设置真空度大小等于第二真空度值，并设置负压持续时间等于第二负压持续时间；

在预充末期，设置真空度大小等于第三真空度值，并设置负压持续时间等于第三负压持续时间，所述第一真空度值大于所述第二真空度值，且所述第三真空度值大于所述第二真空度值，所述第一负压持续时间小于所述第二负压持续时间，且所述第三负压持续时间小于所述第二负压持续时间。

6.根据权利要求4所述的电池界面改善方法，其特征在于，所述根据电池本体的固有参数调整充电参数，包括以下步骤：

在预充初期，设置充电电流大小等于第一充电电流值，并设置充电持续时间等于第一充电持续时间；

在预充中期，设置充电电流大小等于第二充电电流值，并设置负压持续时间等于第二充电持续时间；

在预充末期，设置充电电流大小等于第三充电电流值，并设置负压持续时间等于第三充电持续时间，所述第一充电电流值小于所述第二充电电流值，且所述第二充电电流值小于所述第三充电电流值，所述第一充电持续时间大于等于所述第二充电持续时间，且所述第一充电持续时间大于等于所述第三充电持续时间。

7.根据权利要求1或2或5或6中任一项所述的电池界面改善方法，其特征在于，在所述对所述一次注液电池进行负压预充电处理之后，还包括以下步骤：

对经过预充处理的所述一次注液电池内部注入第二预设比例的电解液，得到二次注液电池，所述第二预设比例小于所述第一预设比例。

8.一种电池界面改善系统，其特征在于，包括：电池本体、注液装置、预充装置及电池静置装置；

所述注液装置用于对所述电池本体内部注入第一预设比例的电解液，得到一次注液电池；

所述电池静置装置用于对所述一次注液电池进行静置处理，在静置过程中，所述电池静置装置每隔预设间隔时间控制所述一次注液电池旋转预设角度；

所述预充装置用于在静置时间达到预设总静置时间之后，对所述一次注液电池进行负压预充电处理，得到半成品电池；

所述对电池本体内部注入第一预设比例的电解液，包括以下步骤：

采用真空及高压循环注液方式，对所述电池本体内部注入第一预设比例的电解液；

所述采用真空及高压循环注液方式，包括以下步骤：

对所述电池本体内部进行真空处理，使得所述电池本体内部的真空度大小等于第四真空度值；

在真空注液持续时间达到第一预设时间之后，对所述电池本体内部进行常压处理，使得所述电池本体内部的压力值等于预设标准大气压值；

在常压注液持续时间达到第二预设时间之后，对所述电池本体内部进行高压处理，使得所述电池本体内部的压力值等于预设压力值；

在高压注液持续时间达到第三预设时间之后，返回执行真空处理步骤，继续循环，在循环过程中，持续对所述电池本体内部注入电解液，直至注液完成。

9.根据权利要求8所述的电池界面改善系统，其特征在于，所述电池静置装置包括支架、托盘、电机和控制单元，所述托盘与所述电机的联轴器机械连接；

所述控制单元用于根据所述电池本体的型号调整运行参数，并根据所述运行参数驱动所述电机运行，所述运行参数包括运行时间及电机旋转角度；

所述支架用于支撑所述托盘；

所述托盘设有电池卡槽，所述电池卡槽用于放置并固定所述电池本体，所述托盘用于在所述电机驱动下带动所述电池本体发生转动。

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