[發(fā)明專利]一種鋰離子電池注液后靜置工藝優(yōu)化方法

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• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112635929A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡瑋敏;李鴻輝;陳志偉;王理;劉建華;劉金成
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: H01M50/609
• 分類號: H01M50/609;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池注液后靜置工藝優(yōu)化的方法，所述方法包括以下步驟：采用超聲掃描設(shè)備對充分浸潤電芯進行掃描，選擇充分浸潤電芯上的掃描點作為特征點，計算各特征點的超聲透射率及其方差，再選擇其他充分浸潤電芯，各自計算后得到方差范圍；選擇注液后靜置不同時間的電池，掃描后得出不同靜置時間下超聲透射率的方差，根據(jù)與之前方差范圍的比較，確定最短靜置時間。本發(fā)明通過對注液后靜置的鋰離子電池進行超聲掃描，通過超聲透射率及其波動范圍的測量計算，可以準(zhǔn)確判斷不同靜置時間下的浸潤效果，從而快速確定最優(yōu)的靜置工藝，大幅縮減了工藝優(yōu)化所需的時間；所述方法應(yīng)用范圍廣，高效簡潔，可推廣至多種不同體系的鋰離子電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋰離子電池注液后靜置工藝優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著電動汽車、電子設(shè)備、電網(wǎng)儲能技術(shù)的快速發(fā)展，對高能量密度、長壽命、高安全性的電池及儲能系統(tǒng)的需要越來越迫切，其中，鋰離子電池因具有能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，成為人們的最佳選擇。然而，目前的電化學(xué)儲能裝置相比汽油等能源，能量密度仍然較低，因此對提高鋰離子電池能量密度的研究較多，而隨著電池能量密度的提高，電池極片的壓實密度也需同步提高，如此會給電解液的浸潤效果帶來影響。

電解液的浸潤主要通過注液后的靜置工序來實現(xiàn)，該工序是鋰離子電池生產(chǎn)工藝的重要組成部分，浸潤效果的優(yōu)劣會直接影響電池的電性能和一致性。基于電解液浸潤的重要作用，目前通常是采用延長浸潤時間和提高浸潤溫度的方法來保證電芯整體的浸潤效果，對于浸潤溫度的選擇可調(diào)節(jié)空間不大，溫度過高容易對電解液造成破壞，或者發(fā)生副反應(yīng)，因此，基于電芯及電解液的組成，選擇合適的靜置溫度，并盡可能減少浸潤時間，最優(yōu)的結(jié)果是既能保證電芯整體浸潤效果隨時間不再增加，又選用最短生產(chǎn)時間的方法，因而需要精準(zhǔn)把握靜置的時間及浸潤效果。

CN 103721972A公開了一種聚合物鋰離子電池的浸潤方法，該方法采用超聲清洗裝置進行浸潤，具體包括：將注液后的電池氣袋朝上豎直立于超聲清洗裝置的水槽中；向所述水槽中注入純水，控制所述純水的液面沒過所述電池的極組；加熱所述純水控制溫度在23-27℃，控制超聲波頻率在50-70KHz，超聲浸潤1.0-2.0小時；將浸潤完成的電池取出用熱風(fēng)裝置干燥。該方法通過超聲清洗裝置的使用而縮短浸潤時間，但并未涉及到對浸潤效果的判斷，無法對靜置工藝參數(shù)進行優(yōu)化。

目前，對電芯浸潤效果的判斷通常采用廣泛設(shè)定溫度和時間水平，通過電芯拆解目視來判定，而由于電解液易揮發(fā)，此方法較為粗糙，主觀性強，只可做為定性判定依據(jù)；也有采用測定電芯的最終電性能來確定最優(yōu)的工藝方法，此方法耗時極長，占用設(shè)備和資源較多，不利于產(chǎn)品的研發(fā)和量產(chǎn)。CN110148793A公開了一種鋰離子電池電解液浸潤狀態(tài)判別方法，該方法包括如下步驟：配置帶有顏色的浸潤劑，將帶有顏色的浸潤劑加入到電解液中，混合均勻后得到帶色電解液；將帶色電解液注入到電池中，在電池完成一次注液、化成、二次注液工序時，分別對電池進行拆解，通過隔膜和極片上的顏色區(qū)域分布是否均勻來判別電解液的浸潤狀態(tài)，以調(diào)整一次注液量、二次注液量和化成工藝；該方法是采用帶顏色的浸潤劑加入電解液，從而更直觀反應(yīng)浸潤程度，但仍需要對電池進行拆解才能判斷，耗時長，工作量大，且也只能做定性判斷。

綜上所述，對于電池注液后靜置工藝的優(yōu)化，還需要尋求合適的方法能夠定量判斷電解液的浸潤效果，且無需復(fù)雜的操作與計算，同時保證最短靜置時間的精度，縮短工藝優(yōu)化研發(fā)時間。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池注液后靜置工藝優(yōu)化方法，所述方法通過對注液后靜置的鋰離子電池進行超聲掃描，根據(jù)超聲透射率的測定結(jié)果以及不同位置超聲透射率的波動范圍，無需復(fù)雜計算即可明確電解液對電芯的浸潤程度，快速得出最短靜置時間，大幅縮減了工藝優(yōu)化所需的時間。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池注液后靜置工藝優(yōu)化的方法，所述方法包括以下步驟：