CN114883629A - 一种软包电芯电解液浸润方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软包电芯电解液浸润方法及装置，其中所述方法包括：将注入电解液且一端开口的软包电芯放置于密闭箱内；用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体；对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态；对所述软包电芯的气袋边进行热封；将热封后的所述软包电芯放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯。本发明所提供方法能加速电解液对极片固体粉料、极片孔隙，隔膜的浸润，能更快的使电解液浸润极片，将浸润时间由原有的48小时，缩短为12h小时左右，极大的缩短了电池的生产周期，大大降低了电池生产的储存、周转、时间等成本。

Description

一种软包电芯电解液浸润方法及装置

技术领域

本发明涉及电池电芯制备技术领域，更具体地说，涉及一种软包电芯电解液浸润方法及装置。

背景技术

电池在制备过程中，需要进行电池电芯与电解液的浸润。其流程主要为：软包电芯在封口后，在气袋留有一开口用来注电解液，进干燥房去除水气。在干燥房静置若干时间后，就进入了注液与预封工序。在注液完成之后，需要马上进行气袋边的预封。

在注液与预封完成后，首先需要将电芯进行静置，根据工艺的不同会分为高温静置与常温静置，时间长达48h，静置的目的是让注入的电解液充分浸润极片，浸润完成后再将电芯进行化成。

为了保证电解液能够很好的渗透，起到传导电子作用，需在注液后化成前将电池静置48小时，让电解液自然流动尽量渗透在电池内部每一个角落再进入化成工序。

总之，传统电池生产工艺在化成前需将电池电芯静置48小时以上进行浸润，这种传统的浸润工艺生产周期长，增加了储存、周转、时间等成本，制约了电池产业化的进一步推进。

发明内容

为解决上述缺陷，本发明提供一种软包电芯电解液浸润方法，包括：

将注入电解液且一端开口的软包电芯放置于密闭箱内；

用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体；

对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态；

对所述软包电芯的气袋边进行热封；

将热封后的所述软包电芯放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯。

优选地，所述用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体，包括：

利用真空泵对所述密闭箱抽真空至所述负压状态；

关闭真空泵，通入所述惰性气体直至达到所述常压状态。

优选地，在所述软包电芯电解液浸润方法中，所述用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体的步骤重复至少3次。

优选地，所述对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态，包括：

打开惰性气体的出气阀，向所述密闭箱内输送所述惰性气体增压至正压状态；

关闭进气阀，保持气压；

打开出气阀进行排气泄压，达到所述常压状态后关闭所述出气阀；

利用真空泵对所述密闭箱抽气，直至达到真空的所述负压状态；

通入所述惰性气体，直至达到所述常压状态。

优选地，所述关闭进气阀，保持气压中，所达到的相对压强为0.5Mpa；

保持时间为30分钟。

优选地，所述负压状态为达到-0.1Mpa的相对压强；

所述利用真空泵对所述密闭箱抽气，直至达到真空的所述负压状态中，所述真空状态的保持时间为5分钟。

优选地，所述软包电芯电解液浸润方法中，所述对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态的步骤至少重复进行2次。

优选地，所述将热封后的所述软包电芯放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯中，放置恒温箱内静置时的恒温温度为45℃；

静置时间为10-12小时。

此外，为解决上述问题，本发明还提供一种软包电芯电解液浸润装置，包括：

密闭箱，以及均与所述密闭箱连接的真空泵和惰性气体瓶；

其中，所述密闭箱设有排气口。

优选地，所述密闭箱包括箱体，以及设于所述箱体内用于容纳软包电芯的容置腔；

其中，所述箱体内设有用于支撑所述容纳软包且使其开口保持向上的支架；

所述支架包括限位底座，以及设于所述限位底座上方的倚靠部。

本发明提供一种软包电芯电解液浸润方法及装置。其中，所述软包电芯电解液浸润方法，包括：将注入电解液且一端开口的软包电芯放置于密闭箱内；用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体；对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态；对所述软包电芯的气袋边进行热封；将热封后的所述软包电芯放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯。本发明通过在密闭箱内用惰性气体增压成正压状态，以及真空泵抽真空至负压状态，实现密闭箱内的正压和负压之间的来回转换操作，能加速电解液对极片固体粉料、极片孔隙，隔膜的浸润，能更快的使电解液浸润极片，将浸润时间由原有的48小时，缩短为12小时左右，极大的缩短了电池的生产周期，大大降低了电池生产的储存、周转、时间等成本。

附图说明

图1为本发明实施例1中所提供的软包电芯电解液浸润方法的流程示意图；

图2为本发明实施例2中所提供的软包电芯电解液浸润方法的流程示意图；

图3为本发明实施例3中所提供的软包电芯电解液浸润装置的结构连接示意图；

图4为本发明实施例3中所提供的软包电芯电解液浸润装置的支架的结构示意图。

附图标记：

100，软包电芯电解液浸润装置；110，密闭箱；111，排气口；112，箱体；113，容置腔；114，支架；1141，限位底座；1142，倚靠部；120，真空泵；130，惰性气体瓶；200，软包电芯。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

参考图1，本实施例提供一种软包电芯200电解液浸润方法，包括：

步骤S100，将注入电解液且一端开口的软包电芯200放置于密闭箱110内；

上述，软包电芯200中，一端开口，开口处为气袋，即铝塑膜宽度要大于极片宽度，在开口处注入电解液(注液量视工艺文件而定)，，电解液能够对电芯进行浸泡。

步骤S200，用惰性气体置换所述密闭箱110内的原有气体；

步骤S300，对所述密闭箱110用所述惰性气体增压，排气泄压至常压；再抽至真空状态后通入所述惰性气体至常压；

步骤S400，对所述软包电芯200的气袋边进行热封；

步骤S500，将热封后的所述软包电芯200放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯200。

上述，密闭箱110为能够抽真空的箱体112，其中可放置一个或多个软包电芯200进行密封条件下的浸润流程。

上述，惰性气体可以为氩气。

上述，惰性气体置换密闭箱110内原有气体，其目的有二，分别为：

1、排空密闭箱110内的空气和水汽充分排出；

2、让惰性气体充满密闭箱110内，充分保护内部浸润过程中的软包电芯200。

上述，在进行浸润过程中，密闭箱110内经历了正压状态、常压状态、负压状态3个状态之间的转换。包括：

1、对所述密闭箱110用所述惰性气体增压，此为正压状态；

2、排气泄压至常压，此为常压状态；

3、再抽至真空状态，此为负压状态；

4、通入所述惰性气体至常压，此为常压状态。

因此，密闭箱110内的软包电芯200，其所处的压力环境变化为"正压-常压-负压-常压"的循环，通过压力的不断变化，能够加速浸润效果，缩短浸润时间。

本实施例通过在密闭箱110内用惰性气体增压成正压状态，以及真空泵120抽真空至负压状态，实现密闭箱110内的正压和负压之间的来回转换操作，能加速电解液对极片固体粉料、极片孔隙，隔膜的浸润，能更快的使电解液浸润极片，将浸润时间由原有的48小时，缩短为12小时左右，极大的缩短了电池的生产周期，大大降低了电池生产的储存、周转、时间等成本。

实施例2：

参考图2，基于上述实施例1，本申请实施例2提供了一种软包电芯200电解液浸润方法，其中，所述步骤S200，用惰性气体置换所述密闭箱110内的原有气体，包括：

步骤S210，利用真空泵120对所述密闭箱110抽至真空状态；

步骤S220，关闭真空泵120，通入所述惰性气体直至达到常压状态。

上述，真空泵120可以为油泵，也可以为水泵，推荐为油泵进行抽真空，减少水汽流动。

进一步的，在所述软包电芯200电解液浸润方法中，所述步骤S100，用惰性气体置换所述密闭箱110内的原有气体的步骤重复至少3次。

上述，通过反复进行3次置换密闭箱110内气体的流程，能够使密闭箱110内气体更加充分的排出，将其中原有气体和水汽均排空，避免水分对于电池电芯的质量的影响。

进一步的，所述步骤S300，对所述密闭箱110用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态，包括：

步骤S310，打开惰性气体的出气阀，向所述密闭箱110内输送所述惰性气体增压至正压状态；

通过惰性气瓶向密闭箱110内输送惰性气体氩气，增大空间内的气压，使其达到正压状态。

步骤S320，关闭进气阀，保持气压；其中，所述关闭进气阀，保持气压中，所达到的相对压强为0.5Mpa；保持时间为30分钟。

在正压状态下保持30分钟，有助于对极片固体粉料、极片孔隙，隔膜的浸润。

步骤S330，打开出气阀进行排气泄压，达到所述常压状态后关闭所述出气阀；

上述，通过出气阀进行泄压，并不会导致空气中气体和水汽的进入。

上述，通过泄压，使密封箱内的气压状态重新达到常压状态。

步骤S340，利用真空泵120对所述密闭箱110抽气，直至达到真空的负压状态；进一步的，所述负压状态为达到-0.1Mpa的相对压强；所述真空状态的保持时间为5分钟。

上述，利用真空泵120进行抽真空操作，以达到负压状态。

步骤S350，通入所述惰性气体，直至达到所述常压状态。

上述，通入惰性气体后，内部的负压状态逐渐转变为常压状态。

因此，在气压状态的变化过程中，电池电芯的极片固体粉料和极片孔隙，在不同的气压状态中，由大变小，再由小变大，短时间内快速进行隔膜的浸润，达到更快使电解液浸润极片的效果。

进一步的，所述软包电芯200电解液浸润方法中，所述对所述密闭箱110用所述惰性气体增压，排气泄压至常压；再抽至真空状态后通入所述惰性气体至常压的步骤至少重复进行2次。

上述，重复进行2次以上的气压状态的转换，能够进一步的加快浸润效果，使电池电芯的极片固体粉料和极片孔隙，在不同的气压状态中反复变化，提高浸润效率。

进一步的，所述将热封后的所述软包电芯200放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯200中，放置恒温箱内静置时的恒温温度为45℃；

静置时间为10-12小时。

上述，把电芯从密闭箱110取出，电芯在45℃恒温箱中放置10h-12h，对电解液浸润效果进行检验，检验合格后，就可以进行下一步化成工艺。

实施例3：

参考图3，本实施例提供一种软包电芯电解液浸润装置100，包括：

密闭箱110，以及均与所述密闭箱110连接的真空泵120和惰性气体瓶130；

其中，所述密闭箱110设有排气口111。

上述，密闭箱110用于容纳内部的一个或多个需要进行浸润流程的软包电芯200。

上述，密闭箱110通过管路连接真空泵120和惰性气体瓶130。

上述惰性气体瓶130中设有惰性气体，可以为氩气。

密闭箱110设有排气口111，用于排气。

进一步的，所述密闭箱110包括箱体112，以及设于所述箱体112内用于容纳软包电芯200的容置腔113；其中，参考图4，所述箱体112内设有用于支撑所述容纳软包且使其开口保持向上的支架114；所述支架114包括限位底座1141，以及设于所述限位底座1141上方的倚靠部1142。

上述，为了使密闭箱110内的一个或多个加入电解液后的软包电芯200，能够平稳放置，在密闭箱110内设置有支架114，支架114可以包括多组用于支撑软包电芯200，保持其开口向上不至于溢出电解液的单元。

每个单元中可以包括一限位底座1141，可以对软包电芯200的外袋进行限位。

上述，倚靠部1142，用于软包电芯200侧面的倚靠，用于从侧方位对软包电芯200提供支撑力，提高其浸润过程中的稳定性。

对比实验：

为了更清楚地说明本实施例中所提供的方法与常规浸润方法的区别及优势，提供如下对比实验。

一、实验分组：

(1)A组，即实验组1：按下述方法进行实验。

(2)B组，即实验组2：按下述方法进行实验。

(3)C组，对比例：采用下述中常规浸润方法进行实验。

二、实验方法：

1、A组和B组的实验方法(同实施例)：

1)将注入电解液且一端开口的软包电芯放置于密闭箱内；

2)用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体；(共执行3次)；

a利用真空泵对所述密闭箱抽真空至所述负压状态；

b关闭真空泵，通入所述惰性气体直至达到所述常压状态。

3)对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态(共执行2次)；

a打开惰性气体的出气阀，向所述密闭箱内输送所述惰性气体增压至正压状态；

b关闭进气阀，保持气压；正压状态达到的相对压强为0.5Mpa；保持时间为30分钟；

d打开出气阀进行排气泄压，达到所述常压状态后关闭所述出气阀；

e利用真空泵对所述密闭箱抽气，直至达到真空的所述负压状态；所述负压状态为达到-0.1Mpa的相对压强，保持时间为5分钟；

f通入所述惰性气体，直至达到所述常压状态；

4)对所述软包电芯的气袋边进行热封；

5)将热封后的所述软包电芯放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯。恒温温度为45℃；静置时间为10-12小时。(A为10小时，B为12小时)。

2、C组的实验方法(常规浸润方法)：

在注液完成、且气袋边的预封完成后，将电芯在常压下进行静置48小时。

三、检测方法：

1、总方案：取高温静置后的电芯，在手套箱中，进行正负极片的称重；

2、具体称重时间：

(1)A、B组静置的称重时间为：6h、12h。

(2)C组静置的称重时间为：6h、12h、24h、48h。

3、具体计算方法：

将未注液电芯中的极片取出，进行正负极片的称重，得到原始重量，记为M₀；

将电解液浸润后的电芯拆开，用无尘布擦拭干净正负极片表面游离的电解液，进行称重，得到浸润后重量，记为M₁；

极片保液量M，采用如下公式进行计算：

M＝M₁-M₀。

四、实验结果：

由上表中对比数据可见，B组的样品保液6h保液量最多，表明其浸润效果最好，A样次之，均优于C样；到达12小时候，A组和B组的样品均已完成或接近完成浸润，保液量分别达到19.38g和19.44g，而C组样品尚未完全实现浸润，保液量只打到6.42g，而直至时间延长到48小时，才能达到19.38g的保液量，因此，采用本实施例中所提供的方法在样品浸润时间12小时左右时，即可达到常规技术中48小时的浸润效果，大大提高了浸润流程的效率和时间。

总之，本发明提供的一种软包电芯200电解液浸润方法及装置，通过在密闭箱110内用惰性气体增压成正压状态，以及真空泵120抽真空至负压状态，实现密闭箱110内的正压和负压之间的来回转换操作，能加速电解液对极片固体粉料、极片孔隙，隔膜的浸润，能更快的使电解液浸润极片，将浸润时间由原有的48小时，缩短为12小时左右，极大的缩短了电池的生产周期，大大降低了电池生产的储存、周转、时间等成本。

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申请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申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请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)

1.一种软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，包括：

将注入电解液且一端开口的软包电芯放置于密闭箱内；

用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体；

对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态；

对所述软包电芯的气袋边进行热封；

将热封后的所述软包电芯放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯。

2.如权利要求1所述软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，所述用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体，包括：

利用真空泵对所述密闭箱抽真空至所述负压状态；

关闭真空泵，通入所述惰性气体直至达到所述常压状态。

3.如权利要求2所述软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，在所述软包电芯电解液浸润方法中，所述用惰性气体置换所述密闭箱内的原有气体的步骤重复至少3次。

4.如权利要求1所述软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，所述对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态，包括：

打开惰性气体的出气阀，向所述密闭箱内输送所述惰性气体增压至正压状态；

关闭进气阀，保持气压；

打开出气阀进行排气泄压，达到所述常压状态后关闭所述出气阀；

利用真空泵对所述密闭箱抽气，直至达到真空的所述负压状态；

通入所述惰性气体，直至达到所述常压状态。

5.如权利要求4所述软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，所述关闭进气阀，保持气压中，所达到的相对压强为0.5Mpa；

保持时间为30分钟。

6.如权利要求4所述软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，所述负压状态为达到-0.1Mpa的相对压强；

所述利用真空泵对所述密闭箱抽气，直至达到真空的所述负压状态中，所述真空状态的保持时间为5分钟。

7.如权利要求4所述软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，所述软包电芯电解液浸润方法中，所述对所述密闭箱用所述惰性气体增压至正压状态，然后排气泄压至常压状态；再抽至真空至负压状态后，通入所述惰性气体至常压状态的步骤至少重复进行2次。

8.如权利要求1所述软包电芯电解液浸润方法，其特征在于，所述将热封后的所述软包电芯放置恒温箱内静置，即得到完成电解液浸润的所述软包电芯中，放置恒温箱内静置时的恒温温度为45℃；

静置时间为10-12小时。

9.一种软包电芯电解液浸润装置，其特征在于，包括：

密闭箱，以及均与所述密闭箱连接的真空泵和惰性气体瓶；

其中，所述密闭箱设有排气口。

10.如权利要求9所述软包电芯电解液浸润装置，其特征在于，

所述密闭箱包括箱体，以及设于所述箱体内用于容纳软包电芯的容置腔；

其中，所述箱体内设有用于支撑所述容纳软包且使其开口保持向上的支架；

所述支架包括限位底座，以及设于所述限位底座上方的倚靠部。

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