CN116053601A - 一种改善电池隔膜褶皱的方法 - Google Patents
一种改善电池隔膜褶皱的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116053601A CN116053601A CN202310111925.2A CN202310111925A CN116053601A CN 116053601 A CN116053601 A CN 116053601A CN 202310111925 A CN202310111925 A CN 202310111925A CN 116053601 A CN116053601 A CN 116053601A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- battery cell
- standing
- hours
- formation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 43
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009517 secondary packaging Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 21
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 8
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 18
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 abstract description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 60
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 39
- 206010040954 Skin wrinkling Diseases 0.000 description 25
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 19
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 206010035148 Plague Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- -1 ternary Chemical compound 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/446—Initial charging measures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
- H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供一种改善电池隔膜褶皱的方法，包括三个步骤。其中步骤S1为电芯注液静置，对电芯进行注液，并将注液和第一次封装完成后的所述电芯进行第一次静置。步骤S2为将静置完成后的所述电芯在恒温条件下进行化成，采用不同电流值的电流分阶段对所述电芯充电化成，将化成完成后的所述电芯进行第二次静置。步骤S3为将所述第二次静置后的所述电芯进行二次封装和分容，以进行后续电池生产操作。本发明改善现阶段通过在步骤S2的电芯化成步骤，采用0.05‑0.2C分阶段提升充电电流持续8小时，使得电池在化成过程中，负极膨胀较缓慢，使得隔膜界面较平整。在化成操作完成后，使用较高温度和压力维持2‑8小时，加速隔膜应力释放，有利于隔膜热定型。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池技术领域，特别是涉及一种改善电池隔膜褶皱的方法。
背景技术
目前主流的锂电池封装形式主要有三种：圆柱、方形和软包，国家提出到2020年动力电池比能量要达到350Wh/Kg，方形电池由于自身的特点远远无法达到该项目标，软包电池相对于方形电池具有更高的安全性，在同一容量等级下电池的重量更轻，电池的能量密度更高其逐渐成为动力电池的主流产品。锂离子电池隔膜按照制备工艺可以分为干法隔膜和湿法隔膜。在电动汽车等高端动力领域，干法隔膜以其成本低廉、制备过程无污染、电性能优异、安全性能优良等优势得到广泛的应用；特别是在大电流充电及大功率电池领域，干法隔膜具有绝对的优势。
但是，干法隔膜在电池制备过程中，将电解液注入后，会在电芯中间产生大小不一的褶皱，不仅影响电池的平整性，在后续的充放电过程中，褶皱部位极易析出金属锂或形成黑斑影响电池的安全。目前市面上的锂电池隔膜大部分为聚烯烃类隔膜，受原料和拉伸制作工艺的制约，隔膜在电芯制作过程中因拉伸和烘烤产生轻微形变，注入电解液后受表面张力和溶剂溶胀双重影响产生褶皱这一不良现象，且后工序难以消除，较严重褶皱直接导致电池在化成、分容和短期循环过程中出现析锂，大大降低电池的电性能和安全性能。目前干法隔膜的褶皱问题是困扰其进一步扩大应用的关键性瓶颈问题，也是干法隔膜应用中最普遍的现象，目前尚没有简单有效的解决方案。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善电池隔膜褶皱的方法，用于改善现有技术中锂电池的电芯隔膜褶皱较多的问题，通过改进电芯的化成步骤，可以有效减轻或消除电芯隔膜的褶皱，防止电芯在化成或分容后出现析锂，大大提升电池的电性能和安全性能。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善电池隔膜褶皱的方法，包括：
步骤S1：电芯注液静置，对电芯进行注液，并将所述注液和第一次封装完成后的所述电芯进行第一次静置；
步骤S2：将静置完成后的所述电芯在恒温条件下进行化成，采用不同电流值的电流分阶段对所述电芯充电化成，将所述化成完成后的所述电芯进行第二次静置；
步骤S3：将所述第二次静置后的所述电芯进行第二次封装和分容，以进行后续电池生产操作。
于本发明的一实施例中，所述步骤S1中，所述注液和所述第一次封装完成后的所述电芯在45摄氏度条件下静置12到20小时。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2中，所述电芯化成温度为40到60摄氏度，压力0.2到0.8兆帕，充电电流0.02到0.2C分阶段恒流充电8小时。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2中，完成所述化成后，在温度为40到60摄氏度、压力0.2到0.8兆帕的条件下，所述电芯的所述第二次静置时间为2到8小时。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2中，所述化成包括第一充电阶段、第二充电阶段和第三充电阶段，所述化成的最高电压为3.85V。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2中，所述第一充电阶段采用0.05C恒流充电4小时。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2中，所述第二充电阶段采用0.1C恒流充电2小时。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2中，所述第三充电阶段采用0.2C恒流充电2小时。
于本发明的一实施例中，所述步骤S2中，所述第三充电阶段完成后，控制所述化成的温度为40到60摄氏度、压力0.2到0.8兆帕，所述第二次静置的时间为8小时。
于本发明的一实施例中，所述步骤S3还包括对所述二次封装和所述分容后的所述电芯进行终检，所述终检为检测电池隔膜褶皱是否合格，如隔膜褶皱合格，则进入所述电池生产操作。
如上所述，本发明的改善电池隔膜褶皱的方法，具有以下有益效果：
本发明在电芯化成操作时，采用了小电流化成，以达到改善隔膜褶皱的效果。软包电芯类似于三明治结构，当外部施加压力时，电池在化成充电过程中内部负极片膨胀后对隔膜进行挤压。当化成电流越小，电芯负极膨胀越缓慢，电芯的界面就越平整，其对隔膜的褶皱区起到很好的熨平效果。同时在电芯化成后，较高温度和足够长的时间下可加速隔膜应力释放更有利于隔膜热定型，防止电池在充放电过程中，隔膜反复出现褶皱。
附图说明
图1为本发明一种改善电池隔膜褶皱的方法的流程图。
图2为本发明一较佳实施例的工艺流程图。
图3为本发明多组试验数据的对照效果说明图。
图4为图3的循环试验的性能对比图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，本发明提供一种改善电池(尤其是软包锂电池)隔膜褶皱的电芯制作方法，包括三个步骤。其中步骤S1为电芯注液静置，对电芯进行注液，并将注液和第一次封装完成后的电芯进行第一次静置。步骤S2为将静置完成后的电芯在恒温条件下进行化成，采用不同电流值的电流分阶段对电芯充电化成，将化成完成后的电芯进行第二次静置。步骤S3为将第二次静置后的电芯进行二次封装和分容，以进行后续电池生产操作。
结合图1和图2，锂离子电池的正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂、三元、钛酸锂、磷酸铁锂中的一种；负极材料通常为石墨、硬碳、活性炭、钛酸锂的一种。在步骤S1中，注液和第一次封装完成后的电芯在45摄氏度条件下静置12到20小时。电芯注液工序可以采用任何合适的技术工艺。在步骤S2中，电芯化成温度为40到60摄氏度，压力0.2到0.8兆帕，充电电流0.02到0.2C分阶段恒流充电8小时，电芯恒流充电的最高电压为3.85V。完成化成后，在温度为40到60摄氏度、压力0.2到0.8兆帕的条件下，电芯的第二次静置时间为2到8小时。在步骤S3，对第二次封装和分容后的电芯进行终检，终检为检测电池隔膜褶皱是否合格，如隔膜褶皱合格，则进入电池生产操作。
结合图2，于本发明最佳实施方式，在步骤S1中，注液封装后软包锂电池45℃静置20h。注液后的封装静置时间和温度是常规操作，足够的温度和时间是为了让电芯得到充分浸润。在步骤S2中，将软包锂电池用高温夹具化成柜进行化成，将化成柜的温度设置为55℃、压力设置为0.8MPa。电芯化成过程中，保证充电电流为0.02到0.2C恒流充电8小时。其中，化成包括第一充电阶段、第二充电阶段和第三充电阶段，化成的最高电压为3.85V。在第一充电阶段采用0.05C恒流充电4小时，在第二充电阶段采用0.1C恒流充电2小时，在第三充电阶段采用0.2C恒流充电2小时。当电芯在第三充电阶段完成后，控制化成的温度为40到60摄氏度、压力0.2到0.8兆帕，第二次静置的时间为8小时。使得电芯在高温化成柜进行化成时，采用小电流分阶段恒温化成，保证电芯极片膨胀缓慢。在化成完成后，继续保温保压8小时，加速隔膜应力释放，有利于隔膜热定型。最后在S3步骤，将化成后的软包锂电池45℃静置20小时。将第二次静置后的电芯进行第二次封装和分容并进行终检，终检为检测电池隔膜褶皱是否合格，如隔膜褶皱合格，则进入电池生产操作。
结合图3和图4，在实施例1中第一步按正常软包锂电池制作流程，对电芯的正极和负极完成注液工序，接着将注液封装后软包锂电池45℃静置12小时。第二步将软包锂电池用高温夹具化成柜进行化成，通过将温度设置为45℃、压力设置为0.2MPa，电芯先以0.05C的恒流充电240分钟，接着以0.1C的恒流充电120分钟，然后以0.2C的恒流充电120分钟，并将其电压设置为3.85V。最后在温度设置为45℃、压力设置为0.2MPa条件下，继续高温夹具加压2小时，控制化成过程的总时长约为10小时。紧接着将化成后的软包锂电池45℃静置在化成柜中12小时，最后第三步按照常规工艺流程完成二封和分容等电池制作工序。从实施例1中，可以看出电芯隔膜表面无贯穿隔膜褶皱条纹，但存在数条未超过极片长度或宽度方向一半尺寸的褶皱条纹，其电池隔膜的褶皱为一颗星。参考图4的实施例一中，纵轴为电芯的容量保有率、横轴为循环次数，电池在充放电400次以上，电芯容量保有率才明显低于98％容量的水平。
在实施例2中按正常软包锂电池制作流程，对电芯的正极和负极完成注液工序，接着将注液封装后软包锂电池45℃中静置16小时。第二步将软包锂电池用高温夹具化成柜进行化成，通过将温度设置为50℃、压力设置为0.5MPa，电芯先以0.05C的恒流充电240分钟，接着以0.1C的恒流充电120分钟，然后以0.2C的恒流充电120分钟，并将其电压设置为3.85V，最后在温度设置为50℃、压力设置为0.5MPa条件下继续高温夹具加压2小时，控制化成过程的总时长约为10小时。紧接着将化成后的软包锂电池45℃静置16小时，最后第三步按照常规工艺流程完成二封和分容等电池制作工序。在实施例2中，电芯隔膜表面无贯穿隔膜褶皱条纹，仅存在1到3条细小隔膜褶皱条纹，其电池隔膜的褶皱等级为半颗星。参考图4的实施例二中，纵轴为电芯的容量保有率、横轴为循环次数，电池在充放电400次以上，电芯容量保有率明显高于98％容量的水平。
实施例3中第一步按正常软包锂电池制作流程，对电芯的正极和负极完成注液工序，接着将注液封装后软包锂电池45℃静置20小时。第二步将软包锂电池用高温夹具化成柜进行化成，通过将温度设置为55℃、压力设置为0.8MPa，电芯先以0.05C的恒流充电240分钟，接着以0.1C的恒流充电120分钟，然后以0.2C的恒流充电120分钟，并将其电压设置为3.85V。最后在温度设置为55℃、压力设置为0.8MPa条件下继续高温夹具加压8小时，控制化成过程的总时长约为16小时。紧接着将化成后的软包锂电池45℃静置20小时，最后第三步按照常规工艺流程完成二封和分容等电池制作工序。可以看出实施例3中，电芯隔膜表面无明显褶皱和条纹，为电池隔膜无明显褶皱的最佳状态。参考图4的实施例三中，纵轴为电芯的容量保有率、横轴为循环次数，电芯容量保有率在800次循环充放电时，均保持相对稳定状态。电池在充放电800次以上，电芯容量保有率明显高于96％容量的水平。
在对比例1中第一步按正常软包锂电池制作流程，对电芯的正极和负极完成注液工序，接着将注液封装后软包锂电池45℃静置12小时。第二步将软包锂电池用高温夹具化成柜进行化成，通过将温度设置为45℃、压力设置为0.2MPa，电芯先以0.1C的恒流充电180分钟，然后以0.5C的恒流充电60分钟，并将其电压设置为3.85V。最后在温度设置为45℃、压力设置为0.2MPa条件下继续高温夹具加压2小时，控制化成过程的总时长约为10小时。紧接着将化成后的软包锂电池45℃静置12小时，最后第三步按照常规工艺流程完成二封和分容等电池制作工序。在对比例1中，电芯隔膜表面无贯穿隔膜褶皱条纹，仅存在1条超过极片长度或宽度方向一半尺寸的褶皱条纹，其电池隔膜的褶皱较为严重为两颗星。参考图4的对比例一中，纵轴为电芯的容量保有率、横轴为循环次数，电池在充放电400次以上，电芯容量保有率明显远低于98％容量的水平。
在对比例2中第一步按正常软包锂电池制作流程，对电芯的正极和负极完成注液工序，接着将注液封装后软包锂电池45℃静置20小时。第二步将软包锂电池用高温夹具化成柜进行化成，控制温度为55℃、压力为0.8MPa，电芯先以0.1C的恒流充电180分钟，然后以0.5C的恒流充电60分钟，并将其电压设置为3.85V。最后在温度设置为55℃、压力设置为0.8MPa条件下继续高温夹具加压8小时，控制化成过程的总时长约为16小时。紧接着将化成后的软包锂电池45℃静置20小时，最后第三步按照常规工艺流程完成二封和分容等电池制作工序。在对比例2中，电芯隔膜表面无贯穿隔膜褶皱条纹，但存在多条超过极片长度和宽度方向一半尺寸的褶皱条纹，其电池隔膜的褶皱严重，为两颗半星。参考图4的对比例二中，纵轴为电芯的容量保有率、横轴为循环次数，电池在充放电300次以上，电芯容量保有率明显远低于98％容量的水平，远远达不到电芯日常使用需求。
在空白组中第一步按正常软包锂电池制作流程，对电芯的正极和负极完成注液工序，接着将注液封装后软包锂电池45℃静置12小时。第二步将软包锂电池用高温夹具化成柜进行化成，控制温度为45℃、压力为0.1MPa，电芯先以0.1C的恒流充电180分钟，然后以0.5C的恒流充电60分钟，并将其电压设置为3.85V。紧接着将化成后的软包锂电池45℃静置12小时，最后第三步按照常规工艺流程完成二封和分容等电池制作工序。在空白组中，电芯隔膜表面存在多条贯穿极片长度或宽度方向的隔膜褶皱条纹，其为电池隔膜的褶皱达到五颗星为电池隔膜现有工序的处理状态。参考图4的空白组中，纵轴为电芯的容量保有率、横轴为循环次数，电池在充放电不到200次时，电芯容量保有率明显远低于98％容量的水平，其电芯属于不合格产品，无法投入生产使用。
本发明的一种改善电池隔膜褶皱的方法，其温度控制在40℃～60℃，主要是受到电解液材料的属性限制；压力控制在0.2MPa～0.8Mpa，主要是受到电芯正、负极片的材料属性限制；而电压一般控制在3.85V，允许上限浮动到4V，是为了保证电芯涓流充电的稳定性。在第二步化成过程中，采用0.02C-0.2C的小电流化成8小时，由于充电电流越小，电芯极片的膨胀则越缓慢，实现技术效果越好。同时化成完成后，继续同等温度和压力情况下，保温保压2-8小时，使得电芯隔膜更好的热定型。
综上所述，本发明提供一种改善电池隔膜褶皱的方法，在化成过程中，使用40℃～60℃的较高化成温度使得电芯隔膜软化，采用0.2MPa～0.8Mpa的较大压力使电芯隔膜定型，同时采用0.02C-0.2C的小电流分阶段恒流进行化成，是为了让负极从电芯内部逐步嵌锂膨胀，缓慢生成的界面更平整，对隔膜的褶皱区进行挤压整形效果更佳。电芯外部在受力挤压的情况下，内部负极片缓慢膨胀，膨胀的越慢，界面越平整，对隔膜的褶皱区的挤压效果更明显能起到更好的“压平”效果。这一步主要是起到热定型的效果，防止隔膜应力释放不充分，导致电池放电，负极片脱锂后收缩，隔膜在没有应力挤压后，继续释放内部应力，产生收缩后又出现褶皱现象。电池化成完成后，采用二次静置主要是为了热定型，让隔膜浸泡电解液溶胀后产生应力充分释放，防止再次出现褶皱。所以，本发明有效克服了现有技术中的电池隔膜褶皱较多的问题而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：电芯注液静置，对电芯进行注液，并将所述注液和第一次封装完成后的所述电芯进行第一次静置；
步骤S2：将静置完成后的所述电芯在恒温条件下进行化成，采用不同电流值的电流分阶段对所述电芯充电化成，将所述化成完成后的所述电芯进行第二次静置；
步骤S3：将所述第二次静置后的所述电芯进行第二次封装和分容，以进行后续电池生产操作。
2.根据权利要求1所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述注液和所述第一次封装完成后的所述电芯在45摄氏度条件下静置12到20小时。
3.根据权利要求1所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述电芯化成温度为40到60摄氏度，压力0.2到0.8兆帕，充电电流0.02到0.2C分阶段恒流充电8小时。
4.根据权利要求3所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S2中，完成所述化成后，在温度为40到60摄氏度，压力0.2到0.8兆帕的条件下，所述电芯的所述第二次静置时间为2到8小时。
5.根据权利要求3所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述化成包括第一充电阶段、第二充电阶段和第三充电阶段，所述化成的最高电压为3.85V。
6.根据权利要求5所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述第一充电阶段采用0.05C恒流充电4小时。
7.根据权利要求6所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述第二充电阶段采用0.1C恒流充电2小时。
8.根据权利要求7所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述第三充电阶段采用0.2C恒流充电2小时。
9.根据权利要求8所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述第三充电阶段完成后，控制所述化成的温度为40到60摄氏度、压力0.2到0.8兆帕，所述第二次静置的时间为8小时。
10.根据权利要求9所述的改善电池隔膜褶皱的方法，其特征在于：所述步骤S3还包括对所述二次封装和所述分容后的所述电芯进行终检，所述终检为检测电池隔膜褶皱是否合格，如隔膜褶皱合格，则进入所述电池生产操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310111925.2A CN116053601A (zh) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | 一种改善电池隔膜褶皱的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310111925.2A CN116053601A (zh) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | 一种改善电池隔膜褶皱的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116053601A true CN116053601A (zh) | 2023-05-02 |
Family
ID=86121855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310111925.2A Pending CN116053601A (zh) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | 一种改善电池隔膜褶皱的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116053601A (zh) |
-
2023
- 2023-02-14 CN CN202310111925.2A patent/CN116053601A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108598581B (zh) | 一种软包锂离子电池的化成方法 | |
| CN110661050B (zh) | 一种改善锂离子电池化成界面的方法 | |
| CN109888290B (zh) | 一种高倍率锂离子电池、陈化及化成方法 | |
| CN107579302A (zh) | 一种软包动力锂离子电芯快速化成方法 | |
| CN110854458B (zh) | 一种高压软包锂离子电池的化成方法 | |
| CN110896155A (zh) | 一种提升锂离子电池电解液浸润的工艺 | |
| CN108493482B (zh) | 锂离子电池及其成化方法 | |
| CN105390749B (zh) | 一种电化学电池的制备方法 | |
| CN112510265B (zh) | 一种改善软包锂离子电池循环性能的一步化成热压方法 | |
| CN110994037A (zh) | 一种软包装锂离子电池满电电压化成方法及设备 | |
| CN110518301B (zh) | 一种软包锂离子电池化成方法 | |
| CN107749449B (zh) | 一种锂离子电池隔膜的制备方法 | |
| CN111682272A (zh) | 锂离子电池化成方法及锂离子电池 | |
| CN113078378B (zh) | 一种锂电池的化成方法 | |
| CN110459817B (zh) | 一种软包高镍三元动力电池化成工艺 | |
| CN113517516A (zh) | 锂离子电池隔膜、其制备方法及锂离子电池 | |
| CN116053601A (zh) | 一种改善电池隔膜褶皱的方法 | |
| WO2023016579A1 (zh) | 一种聚合物基固态超级电容器及其制备方法和应用 | |
| CN110994056A (zh) | 一种大容量磷酸铁锂电池化成激活工艺 | |
| CN113451673B (zh) | 锂电池的化成方法、锂电池及其制备方法 | |
| CN114335770A (zh) | 锂电池冷热交替老化方法 | |
| CN115064796A (zh) | 一种软包锂离子电池的化成工艺 | |
| CN110649339A (zh) | 一种改善软包电芯k值的化成方法 | |
| CN112421179A (zh) | 基于复合凝胶隔膜的软包电池制作方法 | |
| CN109411828B (zh) | 一种圆柱形锂电池预充电方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |