CN114914519B - 一种新能源车用锂离子电池制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源车用锂离子电池制备方法，涉及锂离子电池制备技术领域，其技术方案要点是：具体包括以下步骤：S1：向锂离子电池单体内充入七氟丙烷气体；S2：将S1所得的锂离子电池单体放入电池包箱体内，并向电池包箱体内充入七氟丙烷气体。该方法所制备出来的锂离子电池在电池起火初期就能阻止电池燃烧，从而降低了新能源车起火爆炸的风险或延缓了着火时间，给驾乘人员逃生留出时间，同时能保持电池能量或功率密度以及循环不受影响，提升了电池使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池制备技术领域，更具体地说，它涉及一种新能源车用锂离子电池制备方法。
背景技术
新能源汽车多采用锂离子电池包作为动力电源，锂离子电池因为其能量密度高、对环境友好、使用寿命长等特点，在消费电子和新能源汽车领域有着不可替代的作用。但同时，锂离子电池也是十分的危险，非常容易发生起火爆炸。
锂(离子)电池火灾事故在世界各地时有发生。许多电动车辆中发生了自燃性的电池组起火，其中很多涉及火灾或爆炸。锂电池能够自燃，随后会因为过热而发生爆炸。产生过热的原因包括电短路，快速放电，过度充电，制造缺陷，设计不良或机械损坏等等。过热会导致”热失控”过程的产生，也就是电池内部的放热反应会导致电池内部温度和压力以很快速率上升，从而将能量浪费掉。一旦某个电池单元进入热失控状态，它会产生足够的热量，使得相邻的电池单元也进入热失控状态。随着每个电池单元轮流破裂并释放其内含物，就会产生一种反复燃烧的火焰。这就造成电池中的可燃性电解液发生泄漏，从而引发更加剧烈燃烧和爆炸。
锂电池在反复充电后，阳极上会出现树突的针状结构。随着时间的推移，枝晶生长得足够长，穿透隔膜，在阳极和阴极之间架起一座桥梁，导致内部短路。当这种情况发生时，两个电极之间的电子流动失去控制，导致锂电池立即过热并停止工作。有人在现有的电解液中增加阻燃剂。但是，在电解液中添加的阻燃剂，会相应地降低电解液的离子导电性，显著影响锂电池的电化学性能和能量密度。也有采用固态电解质，但离子导电性也随之大幅降低，使得电池能量密度和功率密度随之减少。也有通过外加专用的保护电路来实现保护，如：为防止锂离子电池过充，在电池的安全帽内安装PTC聚合物开关或防爆安全阀等。这些措施还都不能从根本上解决锂离子电池起火燃烧的问题。
采用锂离子电池的新能源车系统需要继续使用和开发一些抑制和灭火系统，用于降低负面事故的发生几率，从而控制风险，才能让该电池系统让用户用的放心。
发明内容
本发明的目的是提供一种新能源车用锂离子电池制备方法，该方法所制备出来的锂离子电池在电池起火初期就能阻止电池燃烧，从而降低了新能源车起火爆炸的风险或延缓了着火时间，给驾乘人员逃生留出时间，同时能保持电池能量或功率密度以及循环不受影响，提升了电池使用安全性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新能源车用锂离子电池制备方法，具体包括以下步骤：
S1：向锂离子电池单体内充入七氟丙烷气体；
S2：将S1所得的锂离子电池单体放入电池包箱体内，并向电池包箱体内充入七氟丙烷气体。
本发明进一步设置为：所述S1的具体步骤是：
1)：将锂离子电池叠片组装，并将焊接好的极群组装入密封材料中并进行密封；
2)：对密封材料内部进行抽真空，使真空度大于0.9MPa；
3)：用七氟丙烷对密封材料内部清洗1-3次，使内部空气完全排出；
4)：向密封材料内注入电解液；
5)：向密封材料内充入七氟丙烷气体，使密封材料内的压力范围控制在0.5-1个大气压，充好后将充气口密封。
本发明进一步设置为：所述S2中电池包箱体采用具有单向阀的电池包箱体。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
通过在单体电池内部和电池包箱体内充入七氟丙烷气体的方法解决了锂离子电池因枝晶短路和外部电路引起的火灾发生，在不影响电池性能的情况下，在着火点形成初期，通过阻燃剂快速到达起火位点，实现新能源车用锂离子电池安全性和性能参数双提高。
附图说明
图1是本发明实施例中一种新能源车用锂离子电池制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种新能源车用锂离子电池制备方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
S1：向锂离子电池单体内充入七氟丙烷气体；
S2：将S1所得的锂离子电池单体放入电池包箱体内，并向电池包箱体内充入七氟丙烷气体。
S1的具体步骤是：
1)：将锂离子电池叠片组装，并将焊接好的极群组装入密封材料中并进行密封，密封材料优选铝塑膜；
2)：对铝塑膜内部进行抽真空，使真空度大于0.9MPa；
3)：用七氟丙烷对铝塑膜内部清洗1-3次，使内部空气完全排出；
4)：向铝塑膜内注入电解液，；
5)：向铝塑膜内充入七氟丙烷气体，使铝塑膜内的压力范围控制在0.5-1个大气压，充好后将充气口密封。
S2中电池包箱体采用具有单向阀的电池包箱体，这样当外度温度变化使得电池包箱体压力增大时，能够通过单向阀及时排出气体。
工作原理：采用七氟丙烷充入电池单体内，电池单体枝晶短路或过充引起的局部过热起火明显降低，得益于七氟丙烷是由大分子组成，在局部位点上温度过高时分子中的一部分键断裂时吸收大量热量，减少起火燃烧。同时七氟丙烷密度是空气6倍，它的存在降低氧气浓度，从而降低起火燃烧的速度。七氟丙烷化学惰性强，在燃烧反应发生时不参与燃烧反应，从而惰化燃烧自由基，它能抑制和阻断燃烧化学链式反应，达到灭火的目的。七氟丙烷是一种气体，它的流动能带动和分散燃烧区温度，从而延缓起火和爆炸的发生。
采用七氟丙烷充入电池单体内，电池性能没有受到影响。得益于七氟丙烷的化学惰性，它在常温下是无色无味气体，不导电，无腐蚀，与锂离子正负极材料和电解液以及铝塑膜等包装材料不发生化学反应。同时它的存在也能有效阻止氧气渗入电池单体内，减少因电池单体漏气引起的电池失效，提高电池单体性能一致性水平，从而提高电池组循环使用寿命。另外七氟丙烷在大气存留时间较短，在室温下稳定，对人体不会产生不良影响，无环保限制。
将七氟丙烷充入电池包箱体内，它能阻断和减少电池包内单体电池连接线路引发的火灾。得益于七氟丙烷对电器火灾灭火效果，传统的电器灭火多采用七氟丙烷七体灭火剂，但需要通过人为或温度传感装置引发七氟丙烷喷入灭火点。将七氟丙烷直接充入电池包箱体内可直接达到灭火的目的。同时七氟丙烷充入箱体可以减少电池单体与外部空气直接接触，提升电池性能稳定性。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (1)
1.一种新能源车用锂离子电池制备方法，其特征是：具体步骤如下：
S1：向锂离子电池单体内充入七氟丙烷气体；
S2：将S1所得的锂离子电池单体放入电池包箱体内，并向电池包箱体内充入七氟丙烷气体；
所述S1的具体步骤是：
1)：将锂离子电池叠片组装，并将焊接好的极群组装入密封材料中并进行密封；
2)：对密封材料内部进行抽真空，使真空度大于0.9MPa；
3)：用七氟丙烷对密封材料内部清洗1-3次，使内部空气完全排出；
4)：向密封材料内注入电解液；
5)：向密封材料内充入七氟丙烷气体，使密封材料内的压力范围控制在0.5-1个大气压，充好后将充气口密封；
所述S2中电池包箱体采用具有单向阀的电池包箱体。
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