[發明專利]一種鋰離子電池注液后的靜置方法

有效

• 申請號: 201811199114.8
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109326827B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 王昊鵬;李素麗;李俊義;徐延銘
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

為提高電解液浸潤程度，本發明記載了一種鋰離子電池注液后的靜置方法，包括以下步驟：步驟一：將注液后的鋰離子電池在不高于60℃且不低于40℃下高溫靜置不超過16h、不少于4h；步驟二：將步驟一靜置后的電池在不高于25℃且不低于電解液溶劑共熔點的溫度下低溫靜置不超過16h、不少于4h；步驟三：當高溫靜置時間和低溫靜置時間總和≥20h，結束靜置，否則執行步驟一，當高溫靜置總時間和低溫靜置總時間之和≥20h，結束靜置，否則執行步驟二，靜置總時間≥20h，結束靜置，否則繼續執行步驟一，進行下一個循環。本發明屬于鋰離子電池技術領域，通過高溫和低溫的交替靜置，降低電池循環壽命加速衰減的風險，改善了鋰硫電池的循環性能以及低溫性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池注液后的靜置方法。

背景技術

近年來，隨著便攜式電子設備、電動汽車、電網儲能技術的快速發展，人們對高能量密度、長壽命、高安全性的電池和儲能系統的需求越來越迫切。在已經商業化的電化學儲能裝置中，鋰離子電池因具有能量密度高、循環壽命長等優點，成為了人們的最佳選擇。

目前，在消費類電子產品領域，體系相對成熟的鋰離子電池單體能量密度通常低于800Wh/L；在電動汽車領域，電池單體能量密度通常在400～600Wh/L，遠低于汽油能夠提供的能量密度。學術界與產業界也在加大投入，研究提高鋰離子電池能量密度的方法，包括新材料、新體系的開發等。而新材料、新體系的研究與應用需要投入大量時間與資源，短期內尚沒有成熟的方案推向市場。提高能量密度的另一個方法是使用現有材料體系，增大極片的壓實密度，對材料的使用越來越極限。而增大極片壓實密度的弊端也很明顯：電解液在極片中浸潤的難度大大增加。

商業化鋰離子電池生產過程中，在注液工序完成后，需要將電池靜置一段時間，以保證電解液在極片中充分浸潤。浸潤完成后才能進行化成工序。如果電解液浸潤不良，導致一部分電極活性材料沒有接觸電解液從而無法有效利用，將造成電池壽命加速衰減等問題。鋰離子電池正極活性材料通常為氧化物，硬度較大，增大極片壓實密度幾乎不會導致材料顆粒形變。而負極活性材料通常為石墨，硬度較小，增大極片壓實密度會導致材料顆粒塑性形變，進而影響極片內部孔隙結構與分布。因此，電解液在負極浸潤的難度往往大于在正極中浸潤的難度，而浸潤不良的負極在電池循環過程中通常會出現黑斑、析鋰等現象，導致電池循環壽命加速衰減，同時還會帶來安全隱患。

電解液在極片中浸潤程度主要取決于電解液的流動性與毛細作用，受到多種因素的影響。其中最主要的影響因素包括溫度、極片孔隙尺寸與分布、電解液表面張力。溫度升高，電解液黏度下降，流動性增強，有利于浸潤的進行。因此很多電池的生產過程中，電池注液后在高溫環境靜置，以促進電解液浸潤。然而，對于毛細作用主導的小尺寸孔隙的浸潤，高溫環境是不利的。因為毛細作用與電解液表面張力成正比，而高溫會導致電解液表面張力減小，從而減弱毛細作用。

毛細作用方程：

其中h表示液面能夠爬升的高度，γ表示液體表面張力，θ表示液體表面對固體表面接觸角，ρ表示液體密度，g表示重力加速度，r表示孔隙半徑。

液體表面張力與溫度的關系：

其中γ₀表示絕對零度時的表面張力，T表示溫度，T_c表示臨界溫度，n是無量綱常數，對于有機物n大于1。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池注液后的靜置方法，以提高電解液浸潤程度，使商業化鋰離子電池在較短時間內取得良好的浸潤效果，降低電池循環壽命加速衰減的風險，降低安全風險。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種鋰離子電池注液后的靜置方法，具體包括以下步驟：