本發(fā)明涉及鋰離子加工工藝,尤其是一種鋰離子二次電池注液工藝。
背景技術(shù):
現(xiàn)階段鋰離子電池的廣泛應(yīng)用對(duì)鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。在鋰離子電池體系中,首次充放電效率主要由陽(yáng)極的首次效率決定,因此提高陽(yáng)極的首次效率可以有效的提高電池的首次效率和放電容量,從而實(shí)現(xiàn)電池能量密度的提升,在軟包類(lèi)型的鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中,封印區(qū)域內(nèi)殘留的電極液極易引起細(xì)微裂痕,同時(shí)化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體也會(huì)滲透進(jìn)入封印區(qū)域,嚴(yán)重降低封印強(qiáng)度,影響電池性能。
而且為了提高電芯首次庫(kù)倫效率,許多研究人員進(jìn)行了研究,并取得了一些成果,如公開(kāi)號(hào)為CN02124684. X的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)岬綄嚱饘俜勰?、?yáng)極材料和非水液體混合形成漿料,將漿料涂覆到集流體上,然后干燥漿液;該方法雖然能夠起到補(bǔ)鋰作用,最終實(shí)現(xiàn)提高電芯的首次庫(kù)倫效率的目的。同時(shí),鋰電池技術(shù)領(lǐng)域有兩種補(bǔ)鋰方式;一“濕法補(bǔ)鋰”,采用在惰性氣氛中,將有機(jī)鋰溶液噴灑或滴加于負(fù)極片表面,使有機(jī)鋰溶液中的鋰通過(guò)化學(xué)嵌鋰進(jìn)入負(fù)極片中,然后干燥負(fù)極片;二 “干法補(bǔ)鋰”,通過(guò)將鋰金屬粉末均勻分散在負(fù)極膜片表面,在經(jīng)過(guò)后續(xù)的冷壓得到負(fù)極膜片,進(jìn)一步制作成電池來(lái)達(dá)到提高首次效率的目的。方法雖然不盡相同,但是卻有一些共同的問(wèn)題,我們?cè)诖罅康膶?shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),當(dāng)負(fù)極材料為石墨時(shí),由于首次嵌鋰的驅(qū)動(dòng)力過(guò)大,導(dǎo)致形成的SEI膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,極容易發(fā)生石墨剝離的現(xiàn)象,從而影響首次效率的提升,降低石墨的容量,破壞了極片的完整性,并對(duì)循環(huán)性能有惡化的作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足,提供一種鋰離子二次電池的注液工藝。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種鋰離子二次電池的注液工藝,包括如下步驟:
浸液:將包含有正極、負(fù)極、隔膜的電芯浸泡于電極液池內(nèi),使電極液池內(nèi)的電解液能夠完全浸潤(rùn)到電芯的內(nèi)部,電芯在電極液內(nèi)浸潤(rùn)一段時(shí)間后,取出到真空倉(cāng)內(nèi)擱置一段時(shí)間,如此循環(huán)往復(fù)多次;
注液量測(cè)量:將電芯取出進(jìn)行稱(chēng)重,注液后電芯的重量減去注液前電芯重量即為電解液的注液量;
化成:將浸液后的電芯放入固定夾具內(nèi),并放入到浸潤(rùn)過(guò)程中使用的真空倉(cāng)進(jìn)行充電,真空倉(cāng)連接真空抽氣泵,化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體被真空抽氣泵立即吸走;
干燥:將充電后的電芯置于恒溫箱內(nèi)直至電芯表面完全干燥;
封裝:將干燥后的電芯放入鋁塑膜內(nèi)進(jìn)行封裝。
上述一種鋰離子二次電池的注液工藝,所述電解液包含溶劑、添加劑以及鋰鹽,鋰鹽:LiPF6、溶劑:EMC/DMC/DEC/EC、添加劑:PS、VS、FEC。
上述一種鋰離子二次電池的注液工藝,所述電芯在電解液內(nèi)浸液工序在氣壓為90KPa至100KPa下進(jìn)行。
上述一種鋰離子二次電池的注液工藝,所述干燥工序的恒溫箱內(nèi)部溫度為19℃至25℃。
上述一種鋰離子二次電池的注液工藝,電芯的浸液工序中,浸液過(guò)程按照浸潤(rùn)五分鐘、擱置一分鐘的循環(huán)模式進(jìn)行,整個(gè)浸液工序過(guò)程持續(xù)60分鐘。
上述一種鋰離子二次電池的注液工藝,所述化成工序中,真空倉(cāng)進(jìn)行充電的電流為1.5A,循環(huán)一周。
上述一種鋰離子二次電池的注液工藝,所述化成工序中,電芯的目標(biāo)SOC為30%至50%。
本發(fā)明的有益效果為:該工藝使得電芯浸潤(rùn)的電解液充分且均勻,化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體不會(huì)滲透進(jìn)入封印區(qū)域,而且省去了二封排氣工序,注液效果好。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,一種鋰離子二次電池的注液工藝,包括如下步驟:
浸液:將包含有正極、負(fù)極、隔膜的電芯浸泡于電極液池內(nèi),使電極液池內(nèi)的電解液能夠完全浸潤(rùn)到電芯的內(nèi)部,電芯在電極液內(nèi)浸潤(rùn)一段時(shí)間后,取出到真空倉(cāng)內(nèi)擱置一段時(shí)間,如此循環(huán)往復(fù)多次;
注液量測(cè)量:將電芯取出進(jìn)行稱(chēng)重,注液后電芯的重量減去注液前電芯重量即為電解液的注液量;
化成:將浸液后的電芯放入固定夾具內(nèi),并放入到浸潤(rùn)過(guò)程中使用的真空倉(cāng)進(jìn)行充電,真空倉(cāng)連接真空抽氣泵,化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體被真空抽氣泵立即吸走;
干燥:將充電后的電芯置于恒溫箱內(nèi)直至電芯表面完全干燥;
封裝:將干燥后的電芯放入鋁塑膜內(nèi)進(jìn)行封裝。
其中,電解液包含溶劑、添加劑以及鋰鹽,鋰鹽為L(zhǎng)iPF6、溶劑基于常規(guī)的電解液溶劑體系:EMC/DMC/DEC/EC、添加劑:PS、VS、FEC。
電芯在電解液內(nèi)浸液工序在氣壓為90KPa至100KPa下進(jìn)行,干燥工序的恒溫箱內(nèi)部溫度為19℃至25℃,電芯的浸液工序中,浸液過(guò)程按照浸潤(rùn)五分鐘、擱置一分鐘的循環(huán)模式進(jìn)行,整個(gè)浸液工序過(guò)程持續(xù)60分鐘,化成工序中,真空倉(cāng)進(jìn)行充電的電流為1.5A,循環(huán)一周,化成工序中,電芯的目標(biāo)SOC為30%至50%。
該工藝使得電芯浸潤(rùn)的電解液充分且均勻,化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體不會(huì)滲透進(jìn)入封印區(qū)域,而且省去了二封排氣工序,注液效果好。
具體的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在:電芯的浸液工序中,浸液過(guò)程按照浸潤(rùn)五分鐘、擱置一分鐘的循環(huán)模式進(jìn)行,因?yàn)槿绻L(zhǎng)時(shí)間將電芯放置在電解液內(nèi)浸潤(rùn)的話,電芯的各個(gè)面由于承受的壓力以及其他因素容易導(dǎo)致電芯內(nèi)部浸入的電解液不一定均勻,采用浸潤(rùn)五分鐘、擱置一分鐘的循環(huán)模式使得浸潤(rùn)的電解液能在電芯擱置的時(shí)間內(nèi)充分浸入到電芯內(nèi),而且電芯擱置時(shí)一直位于真空倉(cāng)內(nèi),電芯不會(huì)接觸氧氣,真空的環(huán)境下,電芯內(nèi)部的電解液也不會(huì)因?yàn)殡娊庖旱闹亓τ绊懚绊戨娊庖旱慕刖鶆蚨?,而且在化成的工序中,真空倉(cāng)連接真空抽氣泵,化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體被真空抽氣泵立即吸走,防止在化成過(guò)程中產(chǎn)生的氣體也滲透進(jìn)入到電芯內(nèi),影響封裝的效果和封裝強(qiáng)度。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不以任何方式限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。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、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。