[發(fā)明專(zhuān)利]一種可換液鋰漿料電池的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010041146.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113206357B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田光耀;劉昊;張彬;王強(qiáng);何穎源;陳永翀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京好風(fēng)光儲(chǔ)能技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M50/609
• 分類(lèi)號(hào): H01M50/609;H01M10/058
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種可換液鋰漿料電池的制備方法，該方法包括除水預(yù)處理步驟和注液步驟。其中，在除水預(yù)處理步驟中，經(jīng)由第一注排端口向可換液鋰漿料電池中注入預(yù)處理溶劑體系，保持一段時(shí)間后，經(jīng)由第二注排端口將預(yù)處理溶劑體系排出，用以實(shí)現(xiàn)可換液鋰漿料電池的除水預(yù)處理；在除水預(yù)處理之后的注液步驟中，經(jīng)由第一注排端口向可換液鋰漿料電池中注入電解液，用以完成可換液鋰漿料電池的注液。本發(fā)明避免了傳統(tǒng)鋰離子電池在干燥設(shè)備中完全烘干的方法，而是利用了可換液鋰漿料電池的注排端口，注入可以達(dá)到除水目的的預(yù)處理溶劑體系并且將反應(yīng)后的預(yù)處理溶劑體系排出電池殼體，從而實(shí)現(xiàn)高效、徹底、無(wú)材料劣化風(fēng)險(xiǎn)的電池內(nèi)部除水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰漿料電池領(lǐng)域，具體地涉及一種可換液鋰漿料電池的制備方法。

背景技術(shù)

鋰漿料電池是一種新型的鋰離子電池。鋰漿料電池的電極片是由儲(chǔ)鋰活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料和電解液組成的漿料構(gòu)成。其中，非粘結(jié)固定的儲(chǔ)鋰活性物質(zhì)和導(dǎo)電材料在漿料電極中處于懸浮或沉淀狀態(tài)，當(dāng)電池受到外部沖擊或震動(dòng)時(shí)，儲(chǔ)鋰活性物質(zhì)和導(dǎo)電材料可以在電解液中局部移動(dòng)，形成動(dòng)態(tài)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而避免了傳統(tǒng)鋰離子電池由于電極材料從集流體脫落或松動(dòng)導(dǎo)致的電池容量下降和循環(huán)壽命衰減的問(wèn)題。

鋰漿料電池的材料體系與傳統(tǒng)的鋰離子電池的材料體系相近。目前，鋰漿料電池采用的電解質(zhì)鋰鹽主要是LiPF₆，其對(duì)水分非常敏感，很容易與電解液中微量水分發(fā)生反應(yīng)：LiPF₆+H₂O→LiF+HF+POF₃，生成的HF不僅腐蝕電極材料，而且破壞SEI膜，導(dǎo)致電池內(nèi)部阻抗的增大和循環(huán)壽命的減少。所以，有效地去除電池內(nèi)部水分對(duì)電池良好性能的發(fā)揮至關(guān)重要。

傳統(tǒng)鋰離子電池注液前一般通過(guò)70℃烘干36-72小時(shí)，每2小時(shí)置換一次氮?dú)獾姆椒▽?duì)電芯進(jìn)行干燥除水。對(duì)于極片更厚、尺寸更大的鋰離子電池一般會(huì)延長(zhǎng)烘烤時(shí)間或增加烘烤溫度，這樣不但消耗了大量的能源和高純氮?dú)猓液婵緶囟冗^(guò)高會(huì)導(dǎo)致隔膜收縮、孔隙率降低，烘烤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還會(huì)導(dǎo)致粘結(jié)劑老化。另外，電芯此時(shí)處于半封閉狀態(tài)，從而導(dǎo)致電芯內(nèi)部水分很難完全去除。因此，傳統(tǒng)鋰離子電池電芯的干燥除水方法更加無(wú)法滿(mǎn)足極片厚度更大的鋰漿料電池的內(nèi)部除水要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可換液鋰漿料電池的制備方法，該制備方法包括除水預(yù)處理步驟和注液步驟。在除水預(yù)處理步驟中，利用了可換液鋰漿料電池的注排端口，將可以與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且不破壞電芯的預(yù)處理溶劑體系注入到電池殼體中。通過(guò)利用預(yù)處理溶劑體系中的非水有機(jī)溶劑對(duì)電池內(nèi)部的水分進(jìn)行解吸和分散，然后通過(guò)預(yù)處理溶劑體系內(nèi)的除水添加劑與水進(jìn)行反應(yīng)對(duì)水分進(jìn)行消耗。最后把預(yù)處理溶劑體系排出，可以達(dá)到深度有效的除水效果。該方法不但可以對(duì)設(shè)有超厚漿料電極的鋰漿料電池進(jìn)行快速、有效地除水，而且還節(jié)約了大量能源和氮?dú)獾南模苊饬碎L(zhǎng)時(shí)間高溫導(dǎo)致的隔膜損壞。另外，排出的預(yù)處理溶劑體系經(jīng)過(guò)二次處理后，可繼續(xù)循環(huán)使用，達(dá)到無(wú)資源浪費(fèi)的效果。該除水預(yù)處理方法不會(huì)對(duì)鋰漿料電池電芯產(chǎn)生破壞，預(yù)處理后電池可直接注液進(jìn)行化成及后續(xù)使用。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明提供一種可換液鋰漿料電池的制備方法，可換液鋰漿料電池包括電池殼體和容置于電池殼體內(nèi)的電芯，在電池殼體上設(shè)有用于注排流體的第一注排端口和第二注排端口。制備方法包括除水預(yù)處理步驟和注液步驟，其中，在除水預(yù)處理步驟中，經(jīng)由第一注排端口向可換液鋰漿料電池中注入預(yù)處理溶劑體系，保持一段時(shí)間后，經(jīng)由第二注排端口將預(yù)處理溶劑體系排出，用以實(shí)現(xiàn)可換液鋰漿料電池的除水預(yù)處理；在除水預(yù)處理之后的注液步驟中，經(jīng)由第一注排端口向可換液鋰漿料電池中注入電解液，用以完成可換液鋰漿料電池的注液。也就是說(shuō)，本發(fā)明避免了傳統(tǒng)鋰離子電池在干燥設(shè)備中完全烘干的方法，而是利用了可換液鋰漿料電池的注排端口，注入可以達(dá)到除水目的的預(yù)處理溶劑體系并且將反應(yīng)后的預(yù)處理溶劑體系排出電池殼體，從而實(shí)現(xiàn)高效、徹底、無(wú)材料劣化風(fēng)險(xiǎn)的電池內(nèi)部除水。在電池內(nèi)部除水預(yù)處理之后，可經(jīng)由注排端口向鋰漿料電池的電池殼體內(nèi)注入電解液，完成電池的制備。