一種高比能鋰離子電池的注液工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種高比能鋰離子電池的注液工藝，所述高比能鋰離子電池包括帶有注液孔的外殼和內裝的卷芯，該工藝包括以下步驟：(1)利用高壓氣體對注液孔進行脈沖式沖擊；(2)抽真空；(3)將電解液注入鋰離子電池中；(4)對鋰離子電池進行靜置處理，所述高壓氣體為0.5～0.8MPa氮氣，所述脈沖式沖擊，脈沖次數為3～10次，脈沖時間為0.3～1S。利用高壓氮氣對注液孔進行脈沖式沖擊從而將正極片、隔離膜和負極片之間的靜電吸附打開后，再抽真空注液靜置，電解液就可以順利滲透到達卷芯中部，增加電池的注液量，縮短注液下液時間，提高電池性能。本發明專利技術注液時間比普通工藝至少縮短30％以上，效率高，成本低，應用范圍廣，實用性強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋰離子電池
，具體涉及一種高比能鋰離子電池的注液工藝。
技術介紹
隨著鋰離子電池的廣泛應用和快速發展，市場對鋰離子電池的能量密度和容量等性能要求不斷提高。由于鋰離子電池高能量密度高容量的需求，電芯卷繞的越來越緊，電芯內化學物質增多、空間縮小，采用普通的注液工藝如：注液-抽真空-加壓-靜止；抽真空-注液-加壓-靜止，電解液無法順暢滲透，注液變的非常困難且耗時長，現在注液工序已經成為整條生產線的瓶頸。為了突破瓶頸，各研究機構和電池生產商都在積極探索研究電池注液工藝和注液設備，但目前還是無法很好的解決高比能電池注液困難、耗時長的問題。中國專利CN201210005054.8公開了一種鋰離子電池注液裝置。該裝置包括注液系統、電芯預加熱系統和電解液加熱系統。在注液過程中，電芯和電解液加熱到一定溫度，從而降低電解液在整個浸潤過程中的粘度，實現快速注液的目的，但是電解液加熱到一定溫度容易分解揮發，這就限制了電解液的加熱溫度，致使該裝置不能大幅度縮短注液時間。中國專利CN101882674B公開了鋰電池注液裝置及其工藝。該工藝步驟：將放入電解液的鋰電池放置在真空罩內，抽真空，然后恢復到大氣壓，向真空罩內注入0.03～0.05兆帕的氮氣，恢復到大氣壓，再次抽真空，恢復常壓，將鋰電池取出。該專利技術通過加入高壓、高純度氮氣，縮短了注液時間，但是注液時間和注液量依然不理想。中國專利CN102299272B公開了一種電池及注液方法。該專利技術，在電池的端蓋上設置了安全閥孔、電池殼體下部設置了注液孔。采用從電池底部注液，從上部安全閥孔抽真空的注液方式，減少了電池內部的氣泡，有效的縮短了注液時間，可是殼體內部為負壓，外部是干燥氣體，殼體內外壓差會使殼體向內擠壓變形，導致實際電池的有效容積縮小，進而減小有效注液體積。
技術實現思路
本專利技術為解決高比能鋰離子電池注液困難、注液耗時長的問題，提出了一種高比能鋰離子電池的注液工藝。本專利技術為實現上述目標采取的技術方案是：一種高比能鋰離子電池的注液工藝，所述高比能鋰離子電池包括帶有注液孔的外殼和內裝的卷芯，該注液工藝包括以下步驟：(1)利用高壓氣體對注液孔進行脈沖式沖擊；(2)抽真空至真空度達到-0.07～-0.09MPa，保持30～150S；(3)將電解液注入鋰離子電池中；(4)對鋰離子電池進行靜置處理，靜置時間為100～600S。所述步驟(1)中的高壓氣體為0.5～0.8MPa氮氣。作為優選，所述高壓氣體為0.6～0.7MPa氮氣。所述步驟(1)中的脈沖式沖擊，脈沖次數為3～10次，脈沖時間為0.3～1S。作為優選，所述脈沖式沖擊，脈沖次數為5～8次，脈沖時間為0.5～0.8S。所述步驟(1)中的高壓氣體通過壓力裝置對注液孔進行脈沖式沖擊，所述壓力裝置包括高壓氣罐、氮氣口和注液杯，氮氣口一端與高壓氣罐連接，另一端與注液杯連接，注液杯底部設有注液嘴，注液嘴與鋰離子電池的注液孔對齊，通過連續多次快速開關氮氣口對注液孔進行脈沖式沖擊。所述壓力裝置可以是單獨的設備或集成在注液機上面。本專利技術的有益效果是：利用高壓氮氣對鋰離子電池的注液孔進行脈沖式沖擊從而將正極片、隔離膜和負極片之間的靜電吸附打開，然后再抽真空注液靜置，電解液就可以順利滲透到達卷芯中部，增加電池的注液量，縮短注液下液時間，提高電池性能。該工藝徹底解決了高比能鋰離子電池注液時電解液滲透困難的問題，應用范圍廣，實用性強。附圖說明圖1為壓力裝置的簡單示意圖。圖中：1、高壓氣罐2、氮氣口3、注液杯4、注液嘴具體實施方式一種高比能鋰離子電池的注液工藝，所述高比能鋰離子電池包括帶有注液孔的外殼和內裝的卷芯，該注液工藝包括以下步驟：(1)利用高壓氣體對注液孔進行脈沖式沖擊；(2)抽真空至真空度達到-0.07～-0.09MPa，保持30～150S；(3)將電解液注入鋰離子電池中；(4)對鋰離子電池進行靜置處理，靜置時間為100～600S。所述步驟(1)中的高壓氣體為0.5～0.8MPa氮氣。作為優選，所述高壓氣體為0.6～0.7MPa氮氣。所述步驟(1)中的脈沖式沖擊，脈沖次數為3～10次，脈沖時間為0.3～1S。作為優選，所述脈沖式沖擊，脈沖次數為5～8次，脈沖時間為0.5～0.8S。所述步驟(1)中的高壓氣體通過壓力裝置對注液孔進行脈沖式沖擊如圖1所示，壓力裝置包括高壓氣罐(1)、氮氣口(2)和注液杯(3)，氮氣口(2)一端與高壓氣罐(1)連接，另一端與注液杯(3)連接，注液杯(3)底部設有注液嘴(4)，注液嘴(4)與鋰離子電池的注液孔對齊，通過連續多次快速開關氮氣口對注液孔進行脈沖式沖擊。為了使本專利技術的專利技術目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合比較例和具體實施例對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施例僅是為了解釋本專利技術，并非為了限定本專利技術。下述比較例和實施例中所有物質均為市售。下述比較例和實施例中注液量和注液時間的測量方式：注液量＝注液后電池的重量-注液前電池的重量；注液時間用計時器直接從注液開始記錄至注液結束所用的整個時間。下述比較例和實施例中制得的電池按照GB/T18287進行性能測試，具體測試方法為：(1)放電容量測試放電容量通過電池測試柜進行放電測試得到。在20℃±5℃的條件下，以1C充電，當電池端電壓達到4.2V時，改為恒壓充電，直到充電電流等于0.01C停止充電，擱置0.5～1h，在20℃±5℃的條件下，以1C電流放電到3.0V。(2)循環性能測試循環性能通過充放電測試柜經過充放電循環測試得到。在20℃±5℃的條件下，以1C充電，當電池端電壓達4.2V時，改為恒壓充電，直到充電電流等于20mA停止充電，擱置0.5～1h，然后以1C電流放電至3.0V，放電結束后，擱置0.5～1h，再進行下一個充放電循環，直至連續兩次放電時間小于36min。比較例1對“INR18650-2600mAh”電池注液，電解液由LiPF6(1摩爾/升的濃度)和添加劑碳酸亞乙烯酯(1％)溶解在碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸甲基乙基酯＝1∶1∶1(體積比)混合溶劑中制成。設計注液量為5.6g，電池經卷繞、裝配、干燥、測短路和稱重后開始注液，具體注液步驟：(1)將鋰離子電池放在真空室內，抽真空至真空度達到-0.085MPa，保持60S；(2)打開注液電磁閥，注入電解液；(3)進行氮氣加壓，壓力為0.04MPa，保持60S；(4)靜置960S，取出電池封口稱重。比較例2對“INR18650-2600mAh”電池注液，電解液由LiPF6(1摩爾/升的濃度)和添加劑碳酸亞乙烯酯(1％)溶解在碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸甲基乙基酯＝1∶1∶1(體積比)混合溶劑中制成。設計注液量為5.6g，電池經卷繞、裝配、干燥、測短路和稱重后開始注液，具體注液步驟：(1)將鋰離子電池放在真空室內，抽真空至真空度達到-0.085MPa，保持60S；(2)打開注液電磁閥，注入電解液；(3)進行氮氣加壓，壓力為0.04MPa，保持60S；(4)靜置240S，取出電池封口稱重。實施例1對“INR18650-2600mAh”電池注液，電解液由LiPF6(1摩爾/升的濃度)和添加劑碳酸亞乙烯酯(1％)溶解在碳酸乙烯酯/碳酸二甲本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高比能鋰離子電池的注液工藝，所述高比能鋰離子電池包括帶有注液孔的外殼和內裝的卷芯，其特征在于，該注液工藝包括以下步驟：(1)利用高壓氣體對注液孔進行脈沖式沖擊；(2)抽真空至真空度達到?0.07～?0.09MPa，保持30～150S；(3)將電解液注入鋰離子電池中；(4)對鋰離子電池進行靜置處理，靜置時間為100～600S。

【技術特征摘要】
1.一種高比能鋰離子電池的注液工藝，所述高比能鋰離子電池包括帶有注液孔的外殼和內裝的卷芯，其特征在于，該注液工藝包括以下步驟：(1)利用高壓氣體對注液孔進行脈沖式沖擊；(2)抽真空至真空度達到-0.07～-0.09MPa，保持30～150S；(3)將電解液注入鋰離子電池中；(4)對鋰離子電池進行靜置處理，靜置時間為100～600S。2.根據權利要求1所述的一種高比能鋰離子電池的注液工藝，其特征在于，所述步驟(1)中的高壓氣體為0.5～0.8MPa氮氣。3.根據權利要求2所述的一種高比能鋰離子電池的注液工藝，其特征在于，所述高壓氣體為0.6～0.7MPa氮氣。4.根據權利要求1所述的一種高比能鋰離子電池的注液工藝，其特征在于，所述步驟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白科，謝佳，郭娜娜，劉晟鋼，凌建軍，
申請(專利權)人：江西安馳新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江西;36