TWI638478B - 鋰電池芯的除氣方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一鋰電池芯的除氣方法，其包含步驟：提供一鋰電池芯，鋰電池芯包含有一密封袋，密封袋之外側設有一除氣管且除氣管的一端連通密封袋內部空間，密封袋內填充有一電解液且密封袋內容納有一餘氣。對密封袋之外側提供負壓使密封袋膨脹且使密封袋內壓力降低而令部分的電解液汽化，餘氣自液態的電解液中浮出分離而且與氣態的電解液混合為一混合氣體。通過除氣管抽出混合氣體而使得氣態的電解液在除氣管中升壓液化，同時餘氣通過除氣管排出。

Description

鋰電池芯的除氣方法
本發明係有關於鋰電池芯製程，尤其是一種鋰電池芯的除氣方法。
一般的鋰電池芯包含有一外袋，外袋內容置有電極片且填注有電解液，藉此使得電極片浸泡在電解液中而能夠與電解液進行化學反應而充/放電。
鋰電池組裝完成後需進行充電活化，活化的過程中，電極片與電解液進行化學反應產生氣體。氣體以氣泡的形態存在於電解液中，氣泡所在之處電解液無法接觸電極片，故無法進行化學反應，因此氣泡的存在降低了鋰電池芯之性能。
因此，完成活化程序後尚需將鋰電池芯內的氣泡抽出。氣泡可能位於鋰電池芯內的任意位置，電解液實際上程膠態而不易流動，抽氣程序需花費相當長的時間方能使氣泡移動至抽氣點而且難以完全去除電池芯內的氣泡。再者，抽氣時必須連帶將氣泡與抽氣點之間的電解液抽出，因此抽氣程序必然造成電解液損失；目前的技術只能在組裝時預填較多的電解液以補償抽氣過程中損失的電解液，因此造成製造成本增加。
有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人改良之目標。
本發明提供一種鋰電池芯的除氣方法，其除氣過程中能夠避免損失電解液。
本發明提供一種鋰電池芯的除氣方法，其包含步驟：提供一鋰電池芯，鋰電池芯包含有一密封袋，密封袋之外側設有一除氣管且除氣管的一端連通密封袋內部空間，密封袋內填充有一電解液且密封袋內容納有一餘氣。對密封袋之外側提供負壓使密封袋膨脹且使密封袋內壓力降低而令部分的電解液汽化，餘氣自液態的電解液中浮出分離而且與氣態的電解液混合為一混合氣體。通過除氣管抽出混合氣體而使得氣態的電解液在除氣管中升壓液化，同時餘氣通過除氣管排出。
本發明的鋰電池芯的除氣方法更包含將除氣管內的液態電解液注回密封袋內的步驟。
本發明的鋰電池芯的除氣方法，其將鋰電池芯置入一壓力腔，而且對壓力腔內提供負壓藉此對密封袋之外側提供負壓。
本發明的鋰電池芯的除氣方法，其對密封袋之外側提供正壓而迫使混合氣體流入除氣管。將鋰電池芯置入一壓力腔，而且對壓力腔內提供正壓藉此對密封袋之外側提供正壓。
本發明的鋰電池芯的除氣方法，其對除氣管之另一端提供負壓而迫使混合氣體流入除氣管。
本發明的鋰電池芯的除氣方法，其除氣管的另一端呈封閉，且先截斷以容許混合氣體流入除氣管。
本發明的鋰電池芯的除氣方法更包含封閉除氣管上的一封閉位置的步驟。保留除氣管介於封閉位置與密封袋之間的部分並且移除除氣管的其餘部分。
本發明的鋰電池芯的除氣方法，其密封袋內容置有複數電極片且電極片浸泡於電解液中。
本發明的鋰電池芯的除氣方法藉由低壓將電解液汽化使得氣泡容易在電解液中移動而分離，因此相較於現有技術不但能夠完全移除電解液中的氣泡更減了抽氣所耗費的時間，同時也能夠避免在抽氣過程中損失電解液。
參閱圖1，本發明之較佳實施例提供一種鋰電池芯的除氣方法，包含下述步驟：
參閱圖1及圖2，步驟a中提供一鋰電池芯100，將鋰電池芯100置入一壓力腔200，且壓力腔200連接至一壓力源P1，壓力源P1可以對壓力腔200內提供正氣壓或是負氣壓。鋰電池芯100包含有一個金屬箔片製成的密封袋110，密封袋110之外側設有一除氣管120且除氣管120的一端連通密封袋110內部的空間，除氣管120的另一端呈封閉，因此密封袋110內部的空間呈密封狀態。密封袋110內填充有電解液130，且密封袋110內還容置有堆疊配置的複數電極片140，該些電極片140浸泡於電解液130之中。本實施例中所述的鋰電池芯100為經過活化處理的鋰電池芯100，因此密封袋110內存在活化過程產生的餘氣131，其電解液130呈膠態，餘氣131係以氣泡之形態存在於電解液130之內。
參閱圖1及圖3，接續步驟a，步驟b中對鋰電池芯100之外側提供負壓使密封袋110膨脹，較佳地對壓力腔200內提供負氣壓而對鋰電池芯100之外側提供負壓。藉此使密封袋110內壓力降低而令密封袋110內部分的電解液130汽化，餘氣131自液態的電解液130中浮出分離而且與氣態的電解液130混合為一混合氣體132。於本實施例中，步驟b中較佳地可包含步驟b1，先截斷除氣管120的封閉端以容許混合氣體132流入除氣管120，並且將截斷的封閉端連接另一壓力源P2(例如一除氣座)以控制除氣管120內氣體的流動速度及方向，但本發明不以此為限。
參閱圖1、圖4及圖5，接續步驟b，步驟c中通過除氣管120抽出混合氣體132，藉由壓力源P1對壓力腔200內提供正壓藉此對密封袋110之外側提供正壓而迫使混合氣體132流入除氣管120。另外，也可以選擇性地藉由另一壓力源P2同時對除氣管120之另一端提供負壓而加速迫使混合氣體132流入除氣管120。氣態的電解液130進入除氣管120中後，由於除氣管120內的氣壓大於密封袋110內的氣壓，升壓使得氣態的電解液130液化而留置於除氣管120內，同時餘氣131通過除氣管120排出。
參閱圖1及圖6，接續步驟c，步驟d中將除氣管120內的液態電解液130注回密封袋110內。於本實施例中係在除氣管120內注入乾燥氣體133(在此較佳地藉由壓力源P2達成，但本明不以此為限)，藉由乾燥氣體133將除氣管120內的液態電解液130推擠回密封袋110。乾燥氣體133為排除水氣之任意氣體，在此較佳地選用較易取得的氮氣作為乾燥氣體133，但本發明不以此為限。除氣管120連接密封袋110的一端之內可以留置有部分的液態電解液130，藉此確保密封袋110內不存在氣體。
參閱圖1、圖7及圖8，接續步驟d，步驟e中封閉除氣管120上的一封閉位置而封閉鋰電池芯100。於本實施例中是藉由一熱封機300以熱封之方式達成，且進行熱封時可以藉由熱封機300同時熔斷除氣管120或是另以刀具400截斷除氣管120，其較佳地保留除氣管120介於封閉位置與密封袋110之間的部分並且移除除氣管120的其餘部分。而且封閉位置可以位於除氣管120內的液態電解液130之存在範圍內，藉此確保除氣管120內不存在氣體。
本發明的鋰電池芯100的除氣方法藉由低壓將電解液130汽化使得氣泡容易在電解液130中移動而分離，相較於現有技術不但能夠完全移除電解液130中的氣泡更不需長時間抽氣，同時也能夠避免在抽氣過程中損失電解液130。因此，本發明的鋰電池芯100的除氣方法減少了鋰電池芯100的製造成本及製造工時，同時提高了鋰電池芯100的性能。
電極片140與電解液130化學反應後，電極片140表面的顏色改變。因此，藉由本發明的方法除氣的鋰電池芯100，其使用後的電極片140表面顏色均一；現有的鋰電池芯100，其電極片140表面殘留氣泡處在使用後則形成色差斑點。藉此能夠判別本發明的方法與現有技術製做的鋰電池芯100成品。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。
P1/P2‧‧‧壓力源
100‧‧‧鋰電池芯
110‧‧‧密封袋
120‧‧‧除氣管
130‧‧‧電解液
140‧‧‧電極片
131‧‧‧餘氣
132‧‧‧混合氣體
133‧‧‧乾燥氣體
200‧‧‧壓力腔
300‧‧‧熱封機
400‧‧‧刀具
a~e‧‧‧步驟
圖1係本發明較佳實施例之鋰電池芯的除氣方法之流程圖。
圖2至圖8係本發明較佳實施例之鋰電池芯的除氣方法之各步驟之示意圖。

Claims (10)

  1. 一種鋰電池芯的除氣方法，包含下述步驟： a) 提供一鋰電池芯，該鋰電池芯包含有一密封袋，該密封袋之外側設有一除氣管且該除氣管的一端連通該密封袋內部空間，該密封袋內填充有一電解液且該密封袋內容納有一餘氣； b) 對該密封袋之外側提供負壓使該密封袋膨脹且使該密封袋內壓力降低而令部分的該電解液汽化，該餘氣自液態的該電解液中浮出分離而且與氣態的該電解液混合為一混合氣體；及 c) 通過該除氣管抽出該混合氣體而使得氣態的該電解液在該除氣管中升壓液化，同時該餘氣通過該除氣管排出。
  2. 如請求項1所述之鋰電池芯的除氣方法，更包含接續步驟c的步驟d：將該除氣管內的液態電解液注回該密封袋內。
  3. 如請求項1所述之鋰電池芯的除氣方法，其中在步驟a中將該鋰電池芯置入一壓力腔，而且在步驟b中對該壓力腔內提供負壓藉此對該密封袋之外側提供負壓。
  4. 如請求項1所述之鋰電池芯的除氣方法，其中在步驟c中對該密封袋之外側提供正壓而迫使該混合氣體流入該除氣管。
  5. 如請求項4所述之鋰電池芯的除氣方法，其中在步驟a中將該鋰電池芯置入一壓力腔，而且在步驟c中對該壓力腔內提供正壓藉此對該密封袋之外側提供正壓。
  6. 如請求項1所述之鋰電池芯的除氣方法，其中在步驟c中對該除氣管之另一端提供負壓而迫使該混合氣體流入該除氣管。
  7. 如請求項1所述之鋰電池芯的除氣方法，其中在步驟a中該除氣管的另一端呈封閉，且在步驟c中先截斷以容許該混合氣體流入該除氣管。
  8. 如請求項2所述之鋰電池芯的除氣方法，更包含接續步驟d的步驟e：封閉該除氣管上的一封閉位置。
  9. 如請求項8所述之鋰電池芯的除氣方法，其中在步驟e中保留該除氣管介於該封閉位置與該密封袋之間的部分並且移除該除氣管的其餘部分。
  10. 如請求項1所述之鋰電池芯的除氣方法，其中該密封袋內容置有複數電極片且該些電極片浸泡於該電解液中。
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