[發明專利]一種提高鋰離子電池硬度的方法

有效

• 申請號: 201210038238.4
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102593520A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李聰;張柏清;方宏新;游從輝;徐延杰
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司;東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，特別涉及一種通過快速化成提高鋰離子電池硬度的方法。

背景技術

鋰離子電池作為新能源領域最具代表性的儲能器件，在移動電子產品供電器件中占據不可取代的位置。隨著移動電子產品越來越輕薄，其中的鋰離子電池的厚度也越做越薄，從安全性的角度考慮對鋰離子電池的硬度要求也越來越高，同時還要兼顧電芯的生產效率。如何實現在很短的時間內制備出具有高硬度的鋰離子電池就顯得尤為重要。

現有的提高鋰離子電池硬度的方法主要有兩種：一種是通過化成前對電芯進行熱冷壓，化成后和容量后再分別放到夾具中進行高溫大壓力烘烤達到提高電芯硬度的目的，由于采用了高溫大壓力烘烤操作，會導致電池容量的損失。另一種是靠在隔膜上涂聚偏氟乙烯(PVDF)達到增加電芯硬度的目的，這種方法由于聚偏氟乙烯在隔膜上的涂覆，會導致鋰離子電池的電化學性能變差。

有鑒于此，確有必要提供一種能夠提高鋰離子電池硬度的方法，以提高生產效率、鋰離子電池容量和電化學性能。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種能夠提高鋰離子電池硬度的方法，以提高生產效率、鋰離子電池容量和電化學性能。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種提高鋰離子電池硬度的方法，包括以下步驟：

步驟一，將陰極片、陽極片以及隔膜通過卷繞工藝或者疊片工藝組裝成電芯，然后將電芯裝入包裝袋中，烘烤之后注入電解液，靜置，得到待化成電芯；

步驟二，將步驟一得到的待化成電芯置于化成夾具中，通過夾具向電芯表面施壓，然后對電芯進行預烘烤；

步驟三，將預烘烤后的放置有待化成電芯的化成夾具先置于化成機中化成，然后置于充放電測試機中依次進行充電/放電和放電/充電操作，重復數次該化成過程；

步驟四，將電芯取出，并對電芯進行冷壓操作，然后對電芯進行除氣和切掉氣袋操作，得到電池。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，在進行步驟四的操作以前，重復步驟三的充電/放電和放電/充電操作。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，步驟二中夾具向電芯表面施加的壓力為0.1～2.0MPa。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，步驟二所述預烘烤的溫度為30～120℃，時間為1～100min。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，步驟三所述化成的溫度為25～100℃，化成電流為0.02～2C，化成時間為10～120min，化成截止電位為3.0～4.2V。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，步驟三所述充電/放電操作的溫度為25～100℃，電流為0.02～2C，截止電位為2.0～5.2V。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，步驟四所述對電芯進行冷壓操作是采用熱冷壓的方式冷壓電芯1～30min。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，所述冷熱壓的熱壓溫度為30～120℃，冷壓溫度為-10～45℃，壓力為0.1～2MPa。

作為本發明提高鋰離子電池硬度的方法的一種改進，步驟四之后再用熱冷壓的方式冷壓電芯1～30min。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

第一，通過化成時給電芯施加一個恒定(或者可變)的壓力實現了大倍率快速充放電，大大提高了化成速度；

第二，因為采用了施加壓力夾住化成的方式使得陰陽極間的界面貼合更好，電芯的電化學阻抗減小，首次充放電效率提高；

第三，化成及容量都在同一階段快速完成，實現了工序整合，提高了生產效率；

第四，因為取消了化成后的高溫夾住烘烤整形，所以制備的電芯容量更高；

第五，電芯充放電過程中始終受到恒定(或者可變)的壓力，因此充放電時的極化更小，制備的電芯容量一致性更好；

第六，因為采用了不同溫度及不同SOC(充電狀態)截止方式的化成，所以制備的電芯不但性能優良，而且硬度更高；

第七，通過該工藝制備高硬度電芯時，調控的參數為預烘烤時間/溫度、化成/充放電電流、化成/充放電溫度、化成/充放電截止電位以及熱冷卻溫度等，均為可量化值，因此工業生產上操作簡單易行。