[發(fā)明專利]一種鋰離子電池的注液及化成工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210371810.9
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102867991A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊大高;周翠芳;何英;錢亮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江天能能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池的注液及化成工藝。

背景技術(shù)

鋰離子電池是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的綠色高能環(huán)保電池，具有能量密度高、環(huán)境友好、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長、自放電少等突出的優(yōu)點(diǎn)，是攝像機(jī)、移動電話、筆記本電腦、便攜式測量儀等電子裝置小型輕量化的理想電源，也是未來電動汽車、電動自行車的動力能源。它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極嵌入和脫嵌來工作。在充電過程中，Li⁺在正極脫嵌，負(fù)極嵌入；放電時(shí)則相反，在遷移過程中，正負(fù)極物質(zhì)的化合價(jià)發(fā)生變化引起氧化還原反應(yīng)，電子流出外電路產(chǎn)生外電流。

化成是鋰電池生產(chǎn)過程中的重要工序，化成時(shí)在負(fù)極表面形成一層鈍化層，即固體電解質(zhì)面膜(SEI膜)，SEI膜的好壞直接影響到電池的循環(huán)壽命、穩(wěn)定性、自放電性、安全性等電化學(xué)性能。鋰離子電池在化成過程中會釋放氣體，目前解決該技術(shù)問題的大多采用二次密封的方法，例如：

對硬殼(鋼殼、鋁殼和塑殼)方形電池具體操作方法為：在加入電解液之后不徹底密封外殼，而是在外殼上留一小開口，貼上不干膠，再用紙堵住該注液口并用牛皮筋捆死，在干燥的環(huán)境中對電池進(jìn)行充電化成，同時(shí)產(chǎn)生氣體。化成結(jié)束后，將牛皮筋和紙去除，同時(shí)氣體也排除出去，訂上鋼珠或采用其它方法將外殼徹底密封。由于加完液后外殼未徹底密封，為防止電解液在化成過程中吸收空氣中的水分，因此該種化成工藝對環(huán)境的濕度有較嚴(yán)格的要求，一般一要化成工藝相對濕度控制要求在25％以下。在化成之后，再對電池進(jìn)行測試，工藝相對較為復(fù)雜，提高了制造成本，而且可能對電池質(zhì)量造成影響。

對軟包裝鋰離子電池的操作方法為：先對外殼進(jìn)行側(cè)封和頂封，在一側(cè)多預(yù)留50-150％的鋁塑復(fù)合膜，加電解液后再將其密封，化成結(jié)束后在抽真空封口，將化成時(shí)產(chǎn)生的氣體抽掉，并將多預(yù)留的50-150％鋁塑復(fù)合膜裁掉，所以該種工藝?yán)速M(fèi)了被裁剪掉的50-150％鋁塑復(fù)合膜，再進(jìn)行電池的容量測試，化成和測試也要分二步完成，提高了制造成本。

對于氣體產(chǎn)生的機(jī)理，一般認(rèn)為，化成時(shí)負(fù)極表面形成一層鈍化層，即固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜)，SEI膜在形成過程中要消耗掉正極的一部分鋰離子，所以首次充電的容量要高于電池實(shí)際容量的約10％，同時(shí)也與電解液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，但對SEI膜形成和產(chǎn)生氣體的準(zhǔn)確理論還沒有。

中國專利200610170334.9公開了一種鋰離子二次電池的化成方法，該方法在化成溫度下對電池進(jìn)行化成，其中，先以恒流充電至V1伏特，然后在V1-V2伏特循環(huán)恒流充放電至少1次，再以恒流充電至V3伏特，然后在V3-V4伏特循環(huán)恒流充放電至少1次，電壓V1＜電壓V2＜電壓V3＜電壓V4，過程比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池的注液及化成工藝，解決了現(xiàn)有鋰離子電池化成過程中產(chǎn)生氣體，造成工藝復(fù)雜，成本高的問題。

一種鋰離子電池的注液及化成工藝，包括以下步驟：

(1)將電芯置于殼體的內(nèi)部，所述殼體上留有注液口；

在二氧化碳?xì)夥障聦㈦娊庖和ㄟ^注液口注入殼體內(nèi)部，密封注液口，組裝成電池；

(3)在常溫下擱置24～48小時(shí)；

(4)對電池進(jìn)行第一次充電，至飽和狀態(tài)；

(5)對電池進(jìn)行放電、測試；

(6)對電池進(jìn)行第二次充電，至半飽和狀態(tài)。

所述的殼體可以是由對折緊貼包裹電芯的鋁塑膜構(gòu)成，它有三個(gè)未封口的側(cè)邊，注液前，熱封其中兩個(gè)側(cè)邊，第三個(gè)側(cè)邊作為注液口，注液時(shí)，在二氧化碳?xì)夥障峦ㄟ^注液口注入電解液，注液后密封第三側(cè)邊，然后進(jìn)行步驟(3)～(6)。

所述的外殼也可以由硬質(zhì)材料構(gòu)成，形狀可以是長方體、圓柱體等，外殼上留有注液口，注液時(shí)，在二氧化碳?xì)夥障聦㈦娊庖和ㄟ^注液口注入外殼內(nèi)部，注液結(jié)束后用鋼珠密封或其它方法密封注液口，然后進(jìn)行步驟(3)～(6)。

所述的外殼可以由鍍鎳不銹鋼、金屬鋁或塑料制成。

所述的二氧化碳?xì)夥盏膲毫?.8～1.2大氣壓。

本發(fā)明可以將充、放電設(shè)置在測試架上進(jìn)行，而不需要反復(fù)搬運(yùn)電池，可以減少工序，降低成本。

本發(fā)明所述的測試，是指對電池的容量進(jìn)行測試。

本發(fā)明方法通過在二氧化碳?xì)夥障伦⑷腚娊庖海诨蛇^程中，電池內(nèi)部不會產(chǎn)生相應(yīng)的氣體物質(zhì)，簡化了生產(chǎn)工藝，省去了二次封口，化成測試也可以一步完成，避免了材料浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝的流程圖；