[發明專利]一種高倍率鋰離子電池的極片干燥方法及高倍率鋰離子電池

有效

• 申請號: 201711260317.9
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108091937B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 林黛青;劉念;曹磊;劉少健;張峻豪
• 申請（專利權）人: 廣州市融成鋰能鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525;H01M4/139;H01M4/04;F26B5/04;F26B23/00
• 代理公司: 44387 佛山幫專知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 顏春艷

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體公開了一種高倍率鋰離子電池極片干燥方法及高倍率鋰離子電池。所述高倍率鋰離子電池分別經過極片烘烤和卷芯烘烤去除水分，極片和卷芯烘烤步驟均包括：常壓高溫狀態烘烤3H；真空高溫狀態烘烤5H；注入干燥氣破除真空，再將干燥氣抽出，至烤箱真空度為?95Kpa。該技術能夠在短時間內有效的去除極片及卷芯內部水分，避免因長時間高溫烘烤，造成隔膜收縮、極片掉粉等問題，提升電池安全性能，有利于電池化成后極片表面生成穩定的SEI膜，電化學阻抗更小，所制備的鋰離子電池在高倍率放電條件下的工作電壓平臺更高，明顯提升了電池的放電性能、內阻一致性和循環性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，更具體的說是涉及一種高倍率鋰離子電池的極片干燥方法，本發明還提到了經上述方法對極片和卷芯進行干燥處理后制得的高倍率鋰離子電池。

背景技術

從90年代鋰離子電池商業化至今，鋰離子電池技術逐步走向成熟，其中高倍率鋰離子電池被廣泛應用于電動工具、電動賽車及航模玩具等,具備高倍率放電性能的鋰離子電池在這些領域具有很大的發展前景。

但水分對鋰離子電池的性能影響極大，現階段電池制造水平可容忍200-400ppm水含量，當電池內水分超標時，電池容量會偏低、脹氣、內阻偏高、循環壽命下降等，所以在鋰離子電池制程中對水分的控制尤為嚴格。

生產過程中對水分的控制，最終結果是要控制電池中的水分，而電池中的水分來源主要還是來源于材料。正極材料大部分是微米或納米材料，比較容易吸收空氣中的水分潮解，特別是極片未烤干的情況下，正極片中殘留的NMP會吸收大量水分。負極片吸水性相對低一點，當在濕度沒控制的環境下，吸水量還是很可觀的，且負極使用的是水作為溶劑，未烘干的情況下，將會攜帶大量水分。而隔膜是多孔的塑料薄膜，同樣擁有很強的吸水性。

當然，環境濕度大小也會影響到材料本身攜帶水分的多少。電池所有重要材料，包括正極、負極、隔膜、其它零部件均會在裝配車間停留較長時間，所以該車間濕度的控制尤為重要。

而目前大部分鋰離子電池生產廠家是通過烘烤工序去除水分，但長時間高溫烘烤會導致極片掉粉、隔膜收縮。對電池的內阻、容量、倍率性能以及安全性能均有影響。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種高倍率鋰離子電池的極片干燥方法及高倍率鋰離子電池，解決常規烘烤不能除盡水分，長時間高溫烘烤極片以及卷芯會對活性材料以及隔膜造成損傷，導致電池性能下降，同時提高烘烤效率，減少烘烤時間，降低了生產成本。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種高倍率鋰離子電池的極片干燥方法，其是通過將極片和卷芯分別經過常壓高溫、真空高溫處理，并通過干燥空氣破除真空，帶出烘出的水分，具體包括如下步驟：

S1、極片干燥

(1)將未點焊極耳的正、負極極片分開放入真空烤箱，正極極片在溫度為120±5℃，常壓狀態下烘烤3H；負極極片在溫度為90±5℃，常壓狀態下烘烤3H；

(2)然后正極極片在真空度為-95Kpa，溫度為120±5℃的條件下烘烤5H，負極極片在真空度為-95Kpa，溫度為120±5℃條件下烘烤5H；

(3)向烤箱中注入干燥空氣至烤箱為常壓狀態，再將干燥空氣抽出，至烤箱真空度為-95Kpa；

(4)烤箱保持-95Kpa真空度冷卻至常溫，再向烤箱中注入干燥空氣至烤箱為常壓狀態；

S2、極片卷制

取出烘烤后的正、負極片在露點為-40％RH的裝配車間內進行點焊、貼膠、卷繞、封裝，卷制成半成品電芯；

S3、卷芯烘烤