一種鋰離子電池的注液方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池加工領(lǐng)域，公開了一種鋰離子電池的注液方法，其包括以下步驟：將電解液注入儲液罐、記錄真空狀態(tài)的儲液罐的重量與注入電解液后儲液罐的重量、將未注液的鋰離子電池的內(nèi)部空間抽成真空，將設(shè)定好體積的電解液注入真空狀態(tài)的鋰離子電池、將裝有電解液的鋰離子電池靜置、吸取靜置后的鋰離子電池內(nèi)部的空氣、完成鋰離子電池的注液過程。本發(fā)明提供的一種鋰離子電池的注液方法，步驟簡單可行，采用真空吸液后補(bǔ)液的方式，有效地消除正負(fù)極片中的孔隙形成的空間，能夠提高鋰離子電池所能容納的電解液的重量，使得電解液的密度提高，鋰離子電池的能量密度也隨之提高，從而利于提高鋰離子電池的綜合性能和市場競爭力。
【專利說明】一種鋰離子電池的注液方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池加工領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池的注液方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]電解液是鋰電池的四大關(guān)鍵材料之一，號稱鋰電池的“血液”。電解液作為鋰電池放電介質(zhì)，為正負(fù)極的正常工作提供離子導(dǎo)通。因此在鋰電池的加工過程中，注液環(huán)節(jié)的精確控制就尤為關(guān)鍵。目前隨著鋰離子電池對能量密度要求越來越高，電池內(nèi)部空隙率越來越少，對注液工序的要求也越來越高，所以尋找一種能夠進(jìn)一步提高電解液密度的注液方法就顯得非常必要。
[0003]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池內(nèi)部的空間主要分為兩部分，一部分是電池的兩頭和卷芯中心部分，另一部分是卷芯內(nèi)部材料空隙。其中，前一部分是因?yàn)楣に囈蠖峭耆募兛臻g，后一部分是正負(fù)極片和隔膜中的孔隙形成的空間，這一部分也占據(jù)鋰離子電池內(nèi)部的大部分空間，因此，提高電解液的密度最佳途徑就是將正負(fù)極片和隔膜中的孔隙形成的空間全部由電解液浸潤。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋰離子電池的注液方法，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的鋰離子電池的電解液密度低、內(nèi)部空隙率較高、電池壽命較低的技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種鋰離子電池的注液方法，其包括以下步驟:
[0006]A)將電解液注入儲液罐，所述的儲液罐在注入電解液前為真空狀態(tài)；
[0007]B)記錄真空狀態(tài)的儲液罐的重量與注入電解液后儲液罐的重量，通過兩者之間的差值來控制需要注入鋰離子電池的電解液的重量；
[0008]C)將未注液的鋰離子電池的內(nèi)部空間抽成真空，以便于后續(xù)電解液的注入；
[0009]D)將步驟B)中設(shè)定好體積的電解液注入真空狀態(tài)的鋰離子電池，并記錄裝有電解液的鋰離子電池的重量；
[0010]E)將裝有電解液的鋰離子電池靜置1min?20min ；
[0011]F)開啟真空裝置，吸取靜置后的鋰離子電池內(nèi)部的空氣；
[0012]G)將吸液后的鋰離子電池進(jìn)行稱重，記錄吸液后的鋰離子電池的重量，根據(jù)步驟B)中的電解液的重量與步驟D)中鋰離子電池的重量，計(jì)算出每個鋰離子電池待補(bǔ)液的電解液的重量；
[0013]H)開啟補(bǔ)液裝置，對每個鋰離子電池進(jìn)行逐個、單獨(dú)地補(bǔ)液；
[0014]I)將步驟E)至步驟H)循環(huán)2?6次，完成鋰離子電池的注液過程。
[0015]作為優(yōu)選，在步驟E)和步驟F)中，所述的鋰離子電池處于負(fù)壓的密封狀態(tài)。
[0016]作為優(yōu)選，在步驟H)中，所述的補(bǔ)液為注入與步驟G)中所得出的待補(bǔ)液的電解液重量相同的新的電解液。
[0017]作為優(yōu)選，在步驟I)中，步驟E)至步驟H)的循環(huán)次數(shù)為4次。
[0018]作為優(yōu)選，在上述的各步驟中，經(jīng)抽真空后的真空度彡0.09MPa。
[0019]作為優(yōu)選，在步驟D)和步驟H)中，電解液被干燥氣流推動至鋰離子電池內(nèi)部，所述的干燥氣流為高純氮?dú)猓兌?gt; 99.9%，高純氮?dú)鈮毫χ?gt; 0.1MPa。
[0020]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種鋰離子電池的注液方法，步驟簡單可行，采用真空吸液后補(bǔ)液的方式，有效地消除正負(fù)極片中的孔隙形成的空間，能夠提高鋰離子電池所能容納的電解液的重量，使得電解液的密度提高，鋰離子電池的能量密度也隨之提高，從而利于提高鋰離子電池的綜合性能和市場競爭力。
[0021]本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
【【具體實(shí)施方式】】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例提供一種鋰離子電池的注液方法，其包括以下步驟:
[0024]A)將電解液注入儲液罐，儲液罐在注入電解液前為真空狀態(tài)，使得電解液注入之時空氣不會影響鋰離子電池的性能。
[0025]B)記錄真空狀態(tài)的儲液罐的重量與注入電解液后儲液罐的重量，通過兩者之間的差值來控制需要注入鋰離子電池的電解液的重量。此種結(jié)構(gòu)中，儲液罐既用于儲存電解液，又用于調(diào)整電解液的重量。其中，向儲液罐注入電解液時需要保證處于真空狀態(tài)。
[0026]C)將未注液的鋰離子電池的內(nèi)部空間抽成真空，以便于后續(xù)電解液的注入。
[0027]D)將步驟B)中設(shè)定好體積的電解液注入真空狀態(tài)的鋰離子電池，并記錄裝有電解液的鋰離子電池的重量。本發(fā)明的實(shí)施例采用抽真空注液的方法先抽真空再注液，如注液難度較大可以多次抽真空，抽真空過程中被抽出的電解液可以在下次注液時注入鋰離子電池，因此不會引起電解液的損失。
[0028]E)將裝有電解液的鋰離子電池靜置1min?20min，此時，電解液在鋰離子電池內(nèi)部吸收，并緩慢地流入正負(fù)極片中的孔隙，將該空間填滿，從而擴(kuò)大鋰離子電池所能容納的電解液的空間，提高鋰離子電池的能量密度。這也使得原本已充滿了電解液的鋰離子電池又產(chǎn)生了待補(bǔ)液的空隙。
[0029]F)開啟真空裝置，吸取靜置后的鋰離子電池內(nèi)部的空氣，同時調(diào)整鋰離子電池內(nèi)部的壓強(qiáng)，降低后續(xù)步驟中補(bǔ)液的難度。
[0030]G)將吸液后的鋰離子電池進(jìn)行稱重，記錄吸液后的鋰離子電池的重量，根據(jù)步驟B)中的電解液的重量與步驟D)中鋰離子電池的重量，計(jì)算出每個鋰離子電池待補(bǔ)液的電解液的重量，由于工藝上的差別，每個鋰離子電池需要補(bǔ)液的重量都是有區(qū)別的，本發(fā)明的實(shí)施例正是針對這一點(diǎn)，提出單獨(dú)補(bǔ)液的方法，進(jìn)一步提高鋰離子電池的能量密度，防止鋰離子電池中的電解液或多或少而導(dǎo)致性能和壽命不統(tǒng)一的情況。
[0031 ] H)開啟補(bǔ)液裝置，對每個鋰離子電池進(jìn)行逐個、單獨(dú)地補(bǔ)液，確保每個鋰離子電池均充滿電解液。
[0032]I)將步驟E)至步驟H)循環(huán)2?6次，完成鋰離子電池的注液過程。由于正負(fù)極片和隔膜中的孔隙并不是簡單一次真空補(bǔ)液就能被消除的，電解液要填充整個空間需要有個重復(fù)真空補(bǔ)液的過程，以確保本發(fā)明的技術(shù)目的得以實(shí)現(xiàn)。
[0033]具體地，在步驟E)和步驟F)中，鋰離子電池處于負(fù)壓的密封狀態(tài)。負(fù)壓狀態(tài)能夠使得電解液更容易進(jìn)入鋰離子電池內(nèi)部。
[0034]進(jìn)一步地，在步驟D)和步驟H)中，電解液被干燥氣流推動至鋰離子電池內(nèi)部，干燥氣流為高純氮?dú)?，純?gt; 99.9%，高純氮?dú)鈮毫χ?gt; 0.1MPa，使得電解液不會與空氣接觸而影響電解液的質(zhì)量。
[0035]具體地，在上述的各步驟中，經(jīng)抽真空后的真空度彡0.09MPa。
[0036]具體地，在步驟H)中，補(bǔ)液為注入與步驟G)中所得出的待補(bǔ)液的電解液重量相同的新的電解液。
[0037]在本發(fā)明的實(shí)施例中，步驟E)至步驟H)的循環(huán)次數(shù)為4次。
[0038]其中，該循環(huán)步驟能夠適用于流水線作業(yè)的注液過程。在一排鋰離子電池處于步驟E)的靜置過程時，后一排已完成靜置過程進(jìn)入步驟F)的鋰離子電池可以同時動作；待該排的鋰離子電池完成補(bǔ)液的步驟H)時，處于靜置的鋰離子電池就自然地進(jìn)入步驟F)，如此反復(fù)，使得多排鋰離子電池能夠同時處于靜置——吸液——補(bǔ)液——靜置的工作過程，提高鋰離子電池的注液效率。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池的注液方法，其特征在于:其包括以下步驟: A)將電解液注入儲液罐，所述的儲液罐在注入電解液前為真空狀態(tài)； B)記錄真空狀態(tài)的儲液罐的重量與注入電解液后儲液罐的重量，通過兩者之間的差值來控制需要注入鋰離子電池的電解液的重量； C)將未注液的鋰離子電池的內(nèi)部空間抽成真空，以便于后續(xù)電解液的注入； D)將步驟B)中設(shè)定好體積的電解液注入真空狀態(tài)的鋰離子電池，并記錄裝有電解液的鋰離子電池的重量； E)將裝有電解液的鋰離子電池靜置lOmin?20min； F)開啟真空裝置，吸取靜置后的鋰離子電池內(nèi)部的空氣； G)將吸液后的鋰離子電池進(jìn)行稱重，記錄吸液后的鋰離子電池的重量，根據(jù)步驟B)中的電解液的重量與步驟D)中鋰離子電池的重量，計(jì)算出每個鋰離子電池待補(bǔ)液的電解液的重量； H)開啟補(bǔ)液裝置，對每個鋰離子電池進(jìn)行逐個、單獨(dú)地補(bǔ)液； I)將步驟E)至步驟H)循環(huán)2?6次，完成鋰離子電池的注液過程。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池的注液方法，其特征在于:在步驟E)中，所述的鋰離子電池處于負(fù)壓的密封狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池的注液方法，其特征在于:在步驟H)中，所述的補(bǔ)液為注入與步驟G)中所得出的待補(bǔ)液的電解液重量相同的新的電解液。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池的注液方法，其特征在于:在步驟I)中，步驟E)至步驟H)的循環(huán)次數(shù)為4次。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種鋰離子電池的注液方法，其特征在于:在上述的各步驟中，經(jīng)抽真空后的真空度彡0.09MPa。
6.如權(quán)利要求5所述的一種鋰離子電池的注液方法，其特征在于:在步驟D)和步驟H)中，電解液被干燥氣流推動至鋰離子電池內(nèi)部，所述的干燥氣流為高純氮?dú)?，純度?9.9%，高純氮?dú)鈮毫χ滇?.1MPa。
【文檔編號】H01M2/36GK104253262SQ201410396323
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】徐敖奎 申請人:中天儲能科技有限公司