CN113794037A - 一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，所述注液方法包括：在电芯注液口设置注液套杯，注入电解液，将包含电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封腔室，以抽真空、第一加压和泄压静置为1次循环，对电芯进行n次循环处理；而后以抽真空、第二加压和泄压静置为1次循环，对电芯进行n‑2～n次循环处理；第二加压的加压时间为第一加压的加压时间的10～16倍，4≤n≤7。本发明采用抽真空、加压和泄压静置为一个循环处理，进行多次循环，并在后几次循环中延长加压时间为前几次循环的10～16倍，可以有效、快速地使电解液进入到卷芯内部，提升注液效果，卷芯拆解无白条，有助于电芯容量发挥，提高了注液效率和合格率。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法。
背景技术
目前，圆柱电池在自行车市场使用量较多，其中全极耳圆柱电池最多，其具有倍率性能好，成本低，安全性能好等优势。在制作钢壳全极耳圆柱电芯过程中，注液工序是将电解液注入电池壳内的工序，是一道必不可少的工序，注液工艺决定了电芯的容量发挥和电芯性能。
目前行业内通常采用抽真空、加热方法进行注液，但是钢壳全极耳圆柱电芯的中卷芯上端的正极极耳内部空隙很小，电解液短时间内无法进入到卷芯，对注液带来极大难度。采用现有工艺进行注液，部分电芯拆解之后发现有白条，合格率低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，实现钢壳全极耳圆柱电芯良好注液效果和注液效率的兼顾。
本发明提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，包括：
在电芯注液口设置注液套杯，注入电解液，将包含电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封腔室，以抽真空、第一加压和泄压静置为1次循环，对电芯进行n次循环处理；
而后以抽真空、第二加压和泄压静置为1次循环，对电芯进行n-2～n次循环处理；
其中，所述第二加压的加压时间为所述第一加压的加压时间的10～16倍，n为整数，4≤n≤7。
本发明研究发现，常规的抽真空结合加压或加热等方式，虽然能一定程度提升浸润效果，但由于加压压力或加热温度受限，其并不能有效缩短注液时间，即很难做到注液效率和浸润效果的兼顾，而本发明采用抽真空、加压和泄压静置为一个循环处理，进行多次循环，并在后几次循环中延长加压时间为前几次循环的10～16倍，可以有效、快速地使电解液进入到卷芯内部，提升注液效果，卷芯拆解过程中无白条，助于电芯容量发挥，提高了注液效率和合格率。
进一步地，进行所述抽真空时，真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，时间控制在90～100s。
进一步地，进行所述第一加压和第二加压时，压力均大于等于0.8Mpa。
进一步地，所述第一加压的加压时间控制在40～60s。发明人尝试过进行第一加压时就采用较长的加压时间，例如150～200s，但是效果并不理想。
进一步地，所述泄压静置的时间为30～40s。
进一步地，n＝4或5，总循环次数为7～10次。总循环次数在上述范围内，可以实现注液良好效果与效率的兼顾。所谓总循环次数为以抽真空、第一加压和泄压静置循环的次数加上以抽真空、第二加压和泄压静置循环的次数，即n与n-2～n之和。
在本发明的优选实施方式中，所述第一加压的加压时间控制在50～60s，所述第二加压的加压时间控制在600～800s。
进一步地，所述注液套杯的内径大于电芯钢壳的内径。注液套杯连接电芯后，两者之间密封良好。
在本发明一个优选实施方式中，所述钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，具体包括以下步骤：
S1、电芯装在注液套杯工装，将电解液注到注液套杯中，再将注入电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封腔室；
S2、以抽真空90～100s，加压50～60s和泄压静置30～40s为1次循环，对电芯进行5次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S3、以抽真空90～100s，加压600～800s和泄压静置30～40s为1次循环，对电芯进行3次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S4、开启密封腔室，取出电芯。
本发明所述钢壳全极耳圆柱电芯的规格为32140，33140，32135等。
本发明提供了一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，采用抽真空、加压和泄压静置为一个循环处理，进行多次循环，并在后几次循环中延长加压时间为前几次循环的10～16倍，可以有效、快速地使电解液进入到卷芯内部，提升注液效果，卷芯拆解过程中无白条，有助于电芯容量发挥，提高了注液效率和合格率。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的全极耳圆柱电池注液方法的工艺流程图；
图2为本发明实施例1中电芯及注液套杯在密闭腔室中的示意图；
图中：1-电芯；2-注液套杯；3-电解液；4-密封缸。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其工艺流程图如图1所示，具体步骤如下：
S1、如图2所示，电芯1装在注液套杯2工装，将电解液3注到注液套杯2中，再将注入电解液3的注液套杯2和电芯1整体移至注液机的密封缸4；
S2、以抽真空100s，加压50s，泄压静置(大气)30s为1次循环，对电芯进行5次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa，这些参数可事先在注液机监测面板设置，一旦注液过程中真空度或压力不在设定范围内，则立即停止注液，调整后继续；
S3、以抽真空100s，加压600s，泄压静置30s为1次循环，对电芯进行3次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S4、开启缸，取电芯，完成钢壳全极耳圆柱电芯的注液。
实施例2
本实施例提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，具体步骤如下：
S1、电芯装在注液套杯工装，将电解液注到注液套杯中，再将注入电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封缸；
S2、以抽真空100s，加压50s，泄压静置30s为1次循环，对电芯进行5次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S3、以抽真空100s，加压800s，泄压静置30s为1次循环，对电芯进行3次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S4、开启缸，取电芯，完成钢壳全极耳圆柱电芯的注液。
对比例1
本对比例提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，具体步骤如下：
S1、电芯装在注液套杯工装，将电解液注到注液套杯中，再将注入电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封缸；
S2、对缸内部的电芯进行抽真空200s，然后充氮气(压力≥0.8Mpa)，35℃加热(充氮气和加热一直持续至注液结束)，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa；
S3、开启缸，取电芯，完成钢壳全极耳圆柱电芯的注液。
对比例2
本对比例提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，具体步骤如下：
S1、电芯装在注液套杯工装，将电解液注到注液套杯中，再将注入电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封缸；
S2、以抽真空100s，加压300s，泄压静置30s为1次循环，对电芯进行8次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S3、开启缸，取电芯，完成钢壳全极耳圆柱电芯的注液。
对比例3
本对比例提供一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，具体步骤如下：
S1、电芯装在注液套杯工装，将电解液注到电芯中，再将注入电解液的电芯移至注液机的缸，密封缸；
S2、以抽真空100s，加压600s，泄压静置30s为1次循环，对电芯进行5次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S3、开启缸，取电芯，完成钢壳全极耳圆柱电芯的注液。
结果比较
以相同的钢壳全极耳圆柱电芯为实验对象，分别采用实施例1-2和对比例1-3的方法进行注液。完成注液后对电芯进行1C/1C常温循环，然后拆解观察内部，结果如表1所示。
表1各组实验注液结果
| 注液时间 | 最终结果 | |
| 实施例1 | 51.5min | 无白条，循环未析锂 |
| 实施例2 | 61.5min | 无白条，循环未析锂 |
| 对比例1 | 60min | 有白条，循环析锂 |
| 对比例2 | 57.3min | 有白条，循环析锂 |
| 对比例3 | 60.8min | 有白条，循环析锂 |
由上表可以看出，采用本发明的注液方法，注液效果最佳，卷芯拆解过程中无白条，有助于电芯容量发挥，提高了注液效率和合格率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，包括：
在电芯注液口设置注液套杯，注入电解液，将包含电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封腔室，以抽真空、第一加压和泄压静置为1次循环，对电芯进行n次循环处理；
而后以抽真空、第二加压和泄压静置为1次循环，对电芯进行n-2～n次循环处理；
其中，所述第二加压的加压时间为所述第一加压的加压时间的10～16倍，4≤n≤7。
2.根据权利要求1所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，进行所述抽真空时，真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，时间控制在90～100s。
3.根据权利要求1或2所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，进行所述第一加压和第二加压时，压力均大于等于0.8Mpa。
4.根据权利要求3所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，所述第一加压的加压时间控制在40～60s。
5.根据权利要求1～4任一项所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，所述泄压静置的时间为30～40s。
6.根据权利要求1～5任一项所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，n＝4或5，总循环次数为7～10次。
7.根据权利要求6所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，所述第一加压的加压时间控制在50～60s，所述第二加压的加压时间控制在600～800s。
8.根据权利要求1～7任一项所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，所述注液套杯的内径大于电芯钢壳的内径。
9.根据权利要求8所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，所述注液方法具体包括以下步骤：
S1、电芯装在注液套杯工装，将电解液注到注液套杯中，再将注入电解液的注液套杯和电芯整体移至注液机的密封腔室；
S2、以抽真空90～100s，加压50～60s和泄压静置30～40s为1次循环，对电芯进行5次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S3、以抽真空90～100s，加压600～800s和泄压静置30～40s为1次循环，对电芯进行3次循环，其中，抽真空时真空度控制在-0.09Mpa至-0.1Mpa，加压压力大于等于0.8Mpa；
S4、开启密封腔室，取出电芯。
10.根据权利要求1～9任一项所述的钢壳全极耳圆柱电芯的注液方法，其特征在于，所述钢壳全极耳圆柱电芯的规格为32140，33140或32135。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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