[發明專利]一種動力電池的注液靜置方法

有效

• 申請號: 201210549547.8
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103872381A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 曹遠敏
• 申請（專利權）人: 北汽福田汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，具體涉及一種動力電池的注液靜置方法。

背景技術

鋰離子二次動力電池由于具有電壓高、能量密度大、無記憶效應及綠色無污染等特點，近年來已廣泛應用在電動工具和電動汽車等設備上。

在鋰離子二次動力電池的生產過程中，電芯注液靜置是其中非常重要的工藝操作，在動力電池裝配完成后，對電池注入電解液，并對注液后電池進行靜置，使電解液充分浸潤電池正負極材料和電池隔膜，在電池充放電過程中作為鋰離子電流傳送介質。電池注液后電液對極片正負極材料和隔膜充分浸潤后，在電池后續的首次充電激活過程中在鋰離子電池正負極材、正負極極板表面形成一層致密、均勻、穩定的SEI膜(Solid?Electrolyte?Interface，固體電解質界面膜)。鋰離子電池在首次充電過程中，鋰離子和有機電解液在電池負極材料和電解液的固液界面上發生反應，在負極材料的表面生成一層致密的薄層，此薄層是鋰離子從電解液進入負極材料的離子通道，SEI膜形成的好壞直接關系鋰離子電池的性能，因此SEI膜形成的質量、穩定性、界面的優化是決定電池壽命不可忽視的重要因素。因而鋰離子電池的注液后正負極片、正負極材料、電池隔膜與電液的浸潤效果直接影響到電池SEI膜的形成情況，從而影響到電池的電化學性能。

目前磷酸鐵鋰電池采用的是一次注液完成后在干燥空氣中開口靜置一段時間，時間一般為幾十個小時，在動力電池注液后開口靜置的過程中，電池內部電液通過注液孔長期與空氣接觸，空氣中水分被吸收進入電池內部的電液中，水分會造成電液中電解質鹽分解出氟化氫（HF），HF與電池極板的正負極材料發生反應，損害后續激活過程中形成的SEI膜，惡化電池性能，損害電池使用壽命。同時常規的電池注液后開口靜置一段時間得靜置方式，不能保證電池正極極片材料、電池極片、電池隔膜與電液的充分浸潤，電池的靜置需要相當的長的時間才能實現，并且這種自然狀態的浸潤的效果不能保證電池電液浸潤的一致性，電池注液后極片、極片材料、隔膜的浸潤效果差，電池充放電池過程的歐姆極化、電化學極化、濃度極化增大，電池在充放電過程中電液和正負極材料發生副反應，產生氣體，不能形成穩定的SEI膜，同時還會造成電池鼓脹、損壞電池正負極材料結構，成為在后續的使用中劣化電池性能，造成電池內阻快速增大，循環壽命快速縮短，電池一致性差的重要因素，同時也是影響動力電池安全性的重要因素。因此提升動力電池生產的的一致性、電性能、安全性能，新的磷酸鐵鋰動力電池注液后靜置方法存在一定的技術價值和社會價值。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種具有電能操作簡單、安全可靠的動力電池的注液靜置方法。

根據本發明實施例的動力電池的注液靜置方法，所述動力電池為磷酸鐵鋰電池，所述方法包括以下步驟：A.對所述動力電池進行第一次電解液注入，將所述動力電池放恒溫靜置箱中；B.對所述動力電池抽真空到第一真空度，靜置第一靜止時間；C.對所述動力電池加壓強到第一壓強，靜置第二靜止時間；D.對所述動力電池抽真空到第二真空度，靜置第三靜止時間；E.對所述動力電池加壓強到第二壓強，靜置第四靜止時間；F.對所述動力電池抽真空到第三真空度，靜置第五靜止時間；G.對所述動力電池加壓強到第三壓強，靜置第六靜止時間；以及H.將所述動力電池泄壓至常壓，將所述動力電池從所述恒溫靜置箱中取出，周轉后續工序，其中，所述第一真空度＜所述第二真空度＜所述第三真空度，并且所述第一壓強＜所述第二壓強＜所述第三壓強。

根據本發明實施例的磷酸鐵鋰動力電池的注液靜置方法得到的電池可以提升動力電池注液后靜置過程中電解液對電池極板、電池正負極材、電池隔膜的充分浸潤，提升電池材料、隔膜對電液的吸收效果；使用新的注液后靜置方法可以克服現有的工藝技術帶來的電池注液后電液浸潤效果不良、和浸潤效果不良所帶來的電池充電過程中電池極化程度大、SEI膜成膜穩定性差，電化學性能不穩定、電池內阻在使用過程中增長迅速，電池功率密度、能量密度、循環壽命、隨使用過程過快衰減的情況；同時降低注液激活過程中空氣中的水分對電池電液的不良影響，保證電池電解質、電液溶劑、正負極材料以及SEI膜在使用過程中穩定性，從而提升動力電池使用過程中的電性能和安全性能。

另外，根據本發明的磷酸鐵鋰動力電池注液靜置方法還具有如下附加技術特征：

在本發明的一個實施例中，所述第一次電解液注入的量為總電解液注入量的50-80%。

在本發明的一個實施例中，所述恒溫靜置箱的溫度為40-60℃。