[發明專利]鋰離子電池主動排氣的化成方法

無效

• 申請號: 201010573780.0
• 申請日: 2010-12-06
• 公開（公告）號: CN102074740A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 陳步霄;王波
• 申請（專利權）人: 華明電源(深圳)有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鋰離子電池的生產領域，更具體的說，涉及一種鋰離子電池主動排氣的化成方法。

背景技術

在現有技術中，鋰離子電池的生產過程需要進行化成，化成就是激活電池中的活性物質，在目前生產方形鋰離子二次電池的化成方法中，基本上都采用一次化成的方法，這種方法存在著一定的不足之處，因為電池在化成的過程中要產生電化學反應，在反應的過程中反應產物當中會產生乙烯丙烯，二氧化碳等氣體生成，氣體的長時間滯留會導致電池的界面產生分離，雖然目前的方形鋰離子電池的化成大多采用開口化成，但是由于氣體的排出存在著三種阻力，第一種阻力來源于卷心的壓力和外殼的壓力，第二種阻力來源于電解液的粘度和界面上電解液的表面張力，第三種阻力來源于卷心口部膠紙的粘接力，因為界面的電解液是有一定的粘度和表面張力的，氣體的排出會因為卷心壓力和電解液的阻力而變得不是非常暢通，這樣的結果會導致隔膜紙因為氣體的膨脹而產生起皺現象，而一但隔膜因為氣體的膨脹而起皺之后是無法再恢復到平整狀態的，這樣的結果是增加了卷心的厚度，同時在電池今后的使用過程中由于要進行反復的充放電，起皺的隔膜位置會產生析鋰現象，不僅影響電池的厚度，導致電池鼓脹，影響電池的使用壽命，同時也會因為起皺的隔膜位置無法恢復平整而產生析鋰現象，嚴重影響電池的安全性能，另外由于隔膜起皺導致電池內部卷心變厚，電池的內部空間大小是無法改變的，卷心增厚就意味著留給電解液的空間變小，在電池封口時無法保證電池內部的電解液充分的預留，從而影響了電池的使用壽命和安全性能，另外，由于氣體的滯留導致界面分離位置的正負極材料無法產生電化學反應，電池電壓會上升較快，這樣的結果是在封口后老化的過程中需要修補的面積會比較大，未來電池氣鼓的比例較高，嚴重影響了電池的合格率。當前鋰離子電池在化成中存在的技術缺陷，成為本領域技術人員急待解決的技術問題。

發明內容

本發明的技術目的是克服現有技術在鋰離子電池的化成過程中，電池負極片與隔膜紙之間氣體滯留而產生的電壓上升較快，負極片因為氣體的滯留而無法參與電化學反應，導致電池負極片電化學反應不均衡，以及因上述原因導致的老化修補時難度加大，原材料的克比容量發揮較低的問題；提供一種高安全性能及電池供電穩定的鋰離子電池主動排氣的化成方法。

為實現上述技術目的，本實用新型的技術方案是：

鋰離子電池主動排氣的化成方法，該方法包括有如下步驟：

a.電池注液按照工藝要求的100％進行注液；并在干燥環境下陳化24小時以上；

b.電池進行第一次化成，化成充電容量為電池設計容量的40％--50％；

c.電池下柜后進入手套箱內進行主動負壓排氣和補注液；

d.電池陳化4時后進行第二次化成，化成充電量為電池設計容量的10％-20％；

e.電池進行密封后進入老化房40度老化72小時以上。

更進一步的，所述c步驟中手套箱的露點為-60。

更進一步的，所述e步驟中的老化溫度為40度。

為了實現原材料的克比容量能夠充分發揮，為了保證電池的隔膜更加平整從而提高電池的安全性能和厚度指標。本發明所采取的方法是采用二次化成的方法，在第一次化成結束之后，采用主動負壓的方式把卷心內部、負極片和隔膜界面上的滯留氣體強制性排出，同時補充回因為第一次化成所流失的電解液，然后再將電池進行第二次化成。確保電池的隔膜紙平整，負極片在化成結束后電化學反應的面積均勻，從而提高電池的容量發揮。確保電池的安全性能和厚度指標。同時也可以大大提升電池的循環壽命。

本發明的有益技術效果是：生產出的方形鋰離子電池具有容量高，電池厚度指標良好，安全性能和可循環使用性能極佳的優點。

具體實施方式

鋰離子電池主動排氣的化成方法，該方法包括有如下步驟：

a.電池注液按照工藝要求的100％進行注液；并在干燥環境下陳化24小時以上；b.電池進行第一次化成，化成充電容量為電池設計容量的40％--50％；c.電池下柜后進入手套箱內進行主動負壓排氣和補注液；該手套箱的露點為-60。d.電池陳化4時后進行第二次化成，化成充電量為電池設計容量的10％-20％；e.電池進行密封后進入老化房40度老化72小時以上；老化溫度為40度。為了實現原材料的克比容量能夠充分發揮，為了保證電池的隔膜更加平整從而提高電池的安全性能和厚度指標。本發明所采取的方法是采用二次化成的方法，在第一次化成結束之后，采用主動負壓的方式把卷心內部、負極片和隔膜界面上的滯留氣體強制性排出，同時補充回因為第一次化成所流失的電解液，然后再將電池進行第二次化成。確保電池的隔膜紙平整，負極片在化成結束后電化學反應的面積均勻，從而提高電池的容量發揮。確保電池的安全性能和厚度指標。同時也可以大大提升電池的循環壽命。在實際操作中，本發明的方法包括第一次化成、主動排氣和補注液、第二次化成三個動作順序，在化成的中間階段，采用主動的負壓方式強制性排出電池內部負極片和隔膜紙之間的界面上滯留的氣體，同時補注液后，再進行第二次化成。第二次化成后再對電池進行整形密封。第一次化成前的注液量為工藝設計中電池所需的100％，主動負壓為-0.1大氣壓，補注液的電解液重量等于第一次化成中因為開口化成而流失掉的電解液重量。第一次化成充電進去的電量等于電池設計容量的40％-50％，然后進行主動負壓排氣。