本發(fā)明涉及一種電芯加工工藝，更具體地說(shuō)，它涉及一種聚合物鋰離子電芯陳化工藝。

背景技術(shù)：

聚合物鋰離子電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點(diǎn)。因此，聚合物鋰離子電池在市場(chǎng)上的占有量會(huì)逐漸增多。聚合物鋰離子電池由電芯和保護(hù)電路板組成，聚合物鋰離子電芯是蓄電部分，它的質(zhì)量直接決定了電池的質(zhì)量。聚合物鋰離子電芯制造過(guò)程中，需要進(jìn)行陳化，陳化一般分為常溫陳化和高溫陳化。電芯陳化的目的就是要快速地讓電解液浸潤(rùn)，均勻地滲透到正、負(fù)極片、隔膜里面，使電解液充分被電芯內(nèi)部材料吸收，以達(dá)到通過(guò)電解液導(dǎo)通正負(fù)極，形成回路的效果。目前行業(yè)存在的問(wèn)題是，電芯陳化時(shí)間較長(zhǎng)，高溫陳化基本在36-48小時(shí)；常溫陳化基本在48-72小時(shí)，有的企業(yè)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。這樣長(zhǎng)的陳化時(shí)間增加了電芯的制成時(shí)間，降低了工作效率，增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。如中國(guó)專(zhuān)利公布號(hào)CN1988239A，公開(kāi)的一種電池動(dòng)態(tài)陳化方法及其動(dòng)態(tài)陳化裝置，電池動(dòng)態(tài)陳化時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有的聚合物鋰離子電芯陳化時(shí)間長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)了電芯制成周期，降低了工作效率，增加了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的不足，提供了一種聚合物鋰離子電芯陳化工藝，聚合物鋰離子電芯陳化時(shí)間短，縮短了電芯制成周期，提高了工作效率，降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，陳化效果好。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種聚合物鋰離子電芯陳化工藝，第一步，將充過(guò)電解液待陳化的聚合物鋰離子電芯裝入料盒中，電芯上的氣袋朝上，相鄰兩電芯之間設(shè)有間隙；第二步，將裝有電芯的料盒放置于烘箱中，并關(guān)閉烘箱門(mén)；第三步，烘箱開(kāi)始加熱，溫度控制在40℃-50℃，同時(shí)對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空，20-30分鐘進(jìn)行一次換氣，換氣后對(duì)烘箱再次進(jìn)行抽真空，如此進(jìn)行4-12小時(shí)；第四步，將烘箱卸壓到常壓狀態(tài)，開(kāi)啟烘箱門(mén)，取出料盒，并將電芯轉(zhuǎn)入下道作業(yè)工序。

相鄰兩電芯之間設(shè)有間隙，且電芯上的氣袋朝上放置，使電芯和氣袋在厚度方向以及長(zhǎng)度方向能夠自由舒展，不受外力、外物的影響。第三步陳化過(guò)程中，烘箱內(nèi)溫度控制在40℃-50℃，使電解液具有最佳的流動(dòng)性能，對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空，使烘箱內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)， 促進(jìn)電解液由內(nèi)向外的流動(dòng)，有利于電解液的擴(kuò)散，均勻地浸潤(rùn)到正、負(fù)極片、隔膜里面。而且間隔20-30分鐘進(jìn)行一次換氣，增加烘箱內(nèi)壓力，促進(jìn)電解液由外向內(nèi)的流動(dòng)，使電解液擴(kuò)散更加均勻。這種陳化工藝電解液流動(dòng)擴(kuò)散速度快，對(duì)烘箱循環(huán)地進(jìn)行抽真空和換氣4-12小時(shí)，就能將電解液均勻地浸潤(rùn)到正、負(fù)極片、隔膜里面，電解液充分被電芯內(nèi)部材料吸收，達(dá)到通過(guò)電解液導(dǎo)通正負(fù)極，形成回路的效果。這種聚合物鋰離子電芯陳化工藝為高溫動(dòng)態(tài)負(fù)壓陳化，陳化效果好，對(duì)聚合物鋰離子電芯陳化時(shí)間短，縮短了電芯制成周期，提高了工作效率，降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。

作為優(yōu)選，第三步烘箱抽真空采用真空泵，抽真空過(guò)程中烘箱內(nèi)真空度到達(dá)設(shè)定值后真空泵自動(dòng)停止工作，烘箱內(nèi)真空度低于設(shè)定值時(shí)，真空泵自動(dòng)開(kāi)始工作抽真空。抽真空過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)烘箱內(nèi)壓力，真空度未達(dá)到設(shè)定值時(shí)對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空，真空度達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止抽真空，確保烘箱內(nèi)的真空度。

作為優(yōu)選，第三步烘箱內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)烘箱自動(dòng)開(kāi)始工作加熱，烘箱內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí)烘箱自動(dòng)停止工作。陳化過(guò)程中溫度設(shè)定后，烘箱能夠自動(dòng)控制溫度到設(shè)定范圍內(nèi)，控制方便。

作為優(yōu)選，第三步烘箱內(nèi)抽真空后真空度保持≤-95Kpa。烘箱內(nèi)抽真空后保持一定的真空度，有利于電芯內(nèi)電解液的流動(dòng)。

作為優(yōu)選，第三步中前面的1/3-3/5陳化時(shí)間段為快速陳化階段，后面的陳化時(shí)間段為陳化穩(wěn)定階段，快速陳化階段烘箱內(nèi)溫度控制在45℃-50℃，對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空到真空度≤-100Kpa，20-25分鐘對(duì)烘箱進(jìn)行一次換氣到常壓狀態(tài)，換氣過(guò)程持續(xù)30-60秒，換氣完成后對(duì)烘箱再次進(jìn)行抽真空到真空度≤-100Kpa；陳化穩(wěn)定階段烘箱內(nèi)溫度控制在40℃-45℃，對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空到真空度≤-95Kpa，25-30分鐘對(duì)烘箱進(jìn)行一次換氣到常壓狀態(tài)，換氣過(guò)程持續(xù)60-120秒，換氣完成后對(duì)烘箱再次進(jìn)行抽真空到真空度≤-95Kpa。

第三步陳化過(guò)程分為快速陳化階段和陳化穩(wěn)定階段，在快速陳化階段烘箱內(nèi)溫度高，換氣頻率快，真空度高，換氣時(shí)間短，電解液由內(nèi)向外流動(dòng)和由外向內(nèi)流動(dòng)的流動(dòng)速度快，頻率高，有利于電解液的快速擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)電芯的快速陳化。在陳化穩(wěn)定階段，相對(duì)于快速陳化階段來(lái)說(shuō)烘箱內(nèi)溫度低，換氣頻率慢，真空度低，換氣時(shí)間長(zhǎng)，電解液由內(nèi)向外流動(dòng)和由外向內(nèi)流動(dòng)的流動(dòng)速度慢，頻率低，電解液流動(dòng)更加平穩(wěn)可靠，確保電芯內(nèi)部材料能夠均勻地浸潤(rùn)電解液。在前三分之一到五分之三的陳化時(shí)間內(nèi)進(jìn)行快速陳化，在后面的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)陳化，有利于提高陳化效果，縮短陳化時(shí)間。

作為優(yōu)選，快速陳化階段進(jìn)行到一半時(shí)間對(duì)烘箱進(jìn)行卸壓，并向烘箱內(nèi)鼓入高壓空氣， 使烘箱內(nèi)壓力達(dá)到1.05-1.1個(gè)大氣壓，維持10-20分鐘再進(jìn)行卸壓并進(jìn)行抽真空。

快速陳化階段在烘箱內(nèi)鼓入高壓氣體并使烘箱處于高壓狀態(tài)，高壓作用在電芯上，對(duì)電芯具有一定的擠壓力，有利于擴(kuò)散電芯內(nèi)的電解液，使電解液在電芯內(nèi)更加均勻地流動(dòng)，提高陳化效果，縮短陳化時(shí)間。

作為優(yōu)選，陳化穩(wěn)定階段進(jìn)行到一半時(shí)間對(duì)烘箱進(jìn)行卸壓，并向烘箱內(nèi)鼓入高壓空氣，使烘箱內(nèi)壓力達(dá)到1.05-1.08個(gè)大氣壓，維持5-10分鐘再進(jìn)行卸壓并進(jìn)行抽真空。

陳化穩(wěn)定階段在烘箱內(nèi)鼓入高壓氣體并使烘箱處于高壓狀態(tài)，高壓作用在電芯上，對(duì)電芯具有一定的擠壓力，有利于擴(kuò)散電芯內(nèi)的電解液，使電解液在電芯內(nèi)更加均勻地流動(dòng)，提高陳化效果，縮短陳化時(shí)間。

作為優(yōu)選，第三步對(duì)烘箱進(jìn)行換氣的同時(shí)晃動(dòng)料盒，帶動(dòng)電芯一起晃動(dòng)，換氣完成后停止晃動(dòng)料盒?；蝿?dòng)料盒有利于電芯內(nèi)的電解液的擴(kuò)散，提高陳化效果，縮短陳化時(shí)間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：聚合物鋰離子電芯陳化效果好，陳化時(shí)間短，縮短了電芯制成周期，提高了工作效率，降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體描述：

第一步，將充過(guò)電解液待陳化的聚合物鋰離子電芯裝入料盒中，電芯上的氣袋朝上，相鄰兩電芯之間設(shè)有間隙。

實(shí)施例1：一種聚合物鋰離子電芯陳化工藝，

第二步，將裝有電芯的料盒放置于烘箱中，并關(guān)閉烘箱門(mén)。

第三步，烘箱開(kāi)始加熱，溫度控制在40℃-50℃，本實(shí)施例設(shè)定值為45℃，同時(shí)對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空，20-30分鐘進(jìn)行一次換氣，本實(shí)施例設(shè)定值為25分鐘進(jìn)行一次換氣，換氣后對(duì)烘箱再次進(jìn)行抽真空，對(duì)烘箱循環(huán)地進(jìn)行抽真空和換氣4-12小時(shí)，本實(shí)施例設(shè)定值為8小時(shí)；烘箱抽真空采用真空泵，抽真空過(guò)程中烘箱內(nèi)真空度到達(dá)設(shè)定值后真空泵自動(dòng)停止工作，烘箱內(nèi)抽真空后真空度保持≤-95Kpa，烘箱內(nèi)真空度低于設(shè)定值時(shí)，真空泵自動(dòng)開(kāi)始工作抽真空，烘箱內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)烘箱自動(dòng)開(kāi)始工作加熱，烘箱內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí)烘箱自動(dòng)停止工作。

第四步，將烘箱卸壓到常壓狀態(tài)，開(kāi)啟烘箱門(mén)，取出料盒，并將電芯轉(zhuǎn)入下道作業(yè)工序。

相鄰兩電芯之間設(shè)有間隙，且電芯上的氣袋朝上放置，使電芯和氣袋在厚度方向以及長(zhǎng)度方向能夠自由舒展，不受外力、外物的影響。第三步陳化過(guò)程中，烘箱內(nèi)溫度控制在40℃-50℃，使電解液具有最佳的流動(dòng)性能，對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空，使烘箱內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，促進(jìn)電解液由內(nèi)向外的流動(dòng)，有利于電解液的擴(kuò)散，均勻地浸潤(rùn)到正、負(fù)極片、隔膜里面。而且間隔20-30分鐘進(jìn)行一次換氣，增加烘箱內(nèi)壓力，促進(jìn)電解液由外向內(nèi)的流動(dòng)，使電解液擴(kuò)散更加均勻。這種陳化工藝電解液流動(dòng)擴(kuò)散速度快，對(duì)烘箱循環(huán)地進(jìn)行抽真空和換氣4-12小時(shí)，就能將電解液均勻地浸潤(rùn)到正、負(fù)極片、隔膜里面，電解液充分被電芯內(nèi)部材料吸收，達(dá)到通過(guò)電解液導(dǎo)通正負(fù)極，形成回路的效果。

陳化完后為了測(cè)試電解液的吸收狀況，可以通過(guò)測(cè)試除氣封口時(shí)的失液量的多少來(lái)進(jìn)行判定。采用現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)陳化后的12AH聚合物電芯和經(jīng)過(guò)本實(shí)施例的高溫動(dòng)態(tài)負(fù)壓陳化后的12AH聚合物電芯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電芯中電解液的注液量均為45g，得到下列表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。表中失液量為沒(méi)有被電芯吸收的電解液量，其余電解液均被電芯吸收。

表1

從表中可以看出，聚合物鋰離子電芯采用高溫動(dòng)態(tài)負(fù)壓陳化4小時(shí)即可達(dá)到現(xiàn)有的常規(guī)陳化工藝的陳化效果，電解液較好的浸潤(rùn)到電芯中，被極片及隔膜吸收，達(dá)到了較好的浸潤(rùn)效果。聚合物鋰離子電芯采用高溫動(dòng)態(tài)負(fù)壓陳化8小時(shí)平均失液量最少，陳化效果最佳。聚合物鋰離子電芯采用高溫動(dòng)態(tài)負(fù)壓陳化后電芯容量比現(xiàn)有常規(guī)陳化工藝電芯容量高，且采用高溫動(dòng)態(tài)負(fù)壓陳化的電芯容量一致性好。

實(shí)施例2：一種聚合物鋰離子電芯陳化工藝，其工藝與實(shí)施例1相似，主要不同點(diǎn)在于本實(shí)施例在第三步對(duì)烘箱進(jìn)行換氣的同時(shí)晃動(dòng)料盒，帶動(dòng)電芯一起晃動(dòng)，換氣完成后停止晃動(dòng)料盒。第三步中前面的1/3-3/5陳化時(shí)間段為快速陳化階段，后面的陳化時(shí)間段為陳化穩(wěn)定階段，本實(shí)施例中前面的一半陳化時(shí)間為快速陳化階段，后面的一半陳化時(shí)間為陳化穩(wěn)定階段，快速陳化階段烘箱內(nèi)溫度控制在45℃-50℃，對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空到真空度≤-100Kpa，20-25分鐘對(duì)烘箱進(jìn)行一次換氣到常壓狀態(tài)，換氣過(guò)程持續(xù)30-60秒，換氣完成后對(duì)烘箱再次進(jìn)行抽真空到真空度≤-100Kpa，對(duì)烘箱循環(huán)地進(jìn)行抽真空和換氣4小時(shí)。快速陳化階段進(jìn)行到一半時(shí)間對(duì)烘箱進(jìn)行卸壓，并向烘箱內(nèi)鼓入高壓空氣，使烘箱內(nèi)壓力達(dá)到1.05-1.1個(gè)大氣壓，維持10-20分鐘再進(jìn)行卸壓并進(jìn)行抽真空。陳化穩(wěn)定階段烘箱內(nèi)溫度控制在40℃-45℃，對(duì)烘箱進(jìn)行抽真空到真空度≤-95Kpa，25-30分鐘對(duì)烘箱進(jìn)行一次換氣到常壓狀態(tài)，換氣過(guò)程持續(xù)60-120秒，換氣完成后對(duì)烘箱再次進(jìn)行抽真空到真空度≤-95Kpa，對(duì)烘箱循 環(huán)地進(jìn)行抽真空和換氣4小時(shí)。陳化穩(wěn)定階段進(jìn)行到一半時(shí)間對(duì)烘箱進(jìn)行卸壓，并向烘箱內(nèi)鼓入高壓空氣，使烘箱內(nèi)壓力達(dá)到1.05-1.08個(gè)大氣壓，維持5-10分鐘再進(jìn)行卸壓并進(jìn)行抽真空。其它工藝步驟與實(shí)施例1相同。

在前面的陳化時(shí)間內(nèi)進(jìn)行快速陳化，在后面的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)陳化，有利于提高陳化效果，縮短陳化時(shí)間?；蝿?dòng)料盒有利于電芯內(nèi)的電解液的擴(kuò)散，提高陳化效果，縮短陳化時(shí)間。在烘箱內(nèi)鼓入高壓氣體并使烘箱處于高壓狀態(tài)，高壓作用在電芯上，對(duì)電芯具有一定的擠壓力，有利于擴(kuò)散電芯內(nèi)的電解液，使電解液在電芯內(nèi)更加均勻地流動(dòng)，提高陳化效果，縮短陳化時(shí)間。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的兩種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。