[发明专利]锂离子电池主动排气的化成方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池的生产领域，更具体的说，涉及一种锂离子电池主动排气的化成方法。

背景技术

在现有技术中，锂离子电池的生产过程需要进行化成，化成就是激活电池中的活性物质，在目前生产方形锂离子二次电池的化成方法中，基本上都采用一次化成的方法，这种方法存在着一定的不足之处，因为电池在化成的过程中要产生电化学反应，在反应的过程中反应产物当中会产生乙烯丙烯，二氧化碳等气体生成，气体的长时间滞留会导致电池的界面产生分离，虽然目前的方形锂离子电池的化成大多采用开口化成，但是由于气体的排出存在着三种阻力，第一种阻力来源于卷心的压力和外壳的压力，第二种阻力来源于电解液的粘度和界面上电解液的表面张力，第三种阻力来源于卷心口部胶纸的粘接力，因为界面的电解液是有一定的粘度和表面张力的，气体的排出会因为卷心压力和电解液的阻力而变得不是非常畅通，这样的结果会导致隔膜纸因为气体的膨胀而产生起皱现象，而一但隔膜因为气体的膨胀而起皱之后是无法再恢复到平整状态的，这样的结果是增加了卷心的厚度，同时在电池今后的使用过程中由于要进行反复的充放电，起皱的隔膜位置会产生析鋰现象，不仅影响电池的厚度，导致电池鼓胀，影响电池的使用寿命，同时也会因为起皱的隔膜位置无法恢复平整而产生析鋰现象，严重影响电池的安全性能，另外由于隔膜起皱导致电池内部卷心变厚，电池的内部空间大小是无法改变的，卷心增厚就意味着留给电解液的空间变小，在电池封口时无法保证电池内部的电解液充分的预留，从而影响了电池的使用寿命和安全性能，另外，由于气体的滞留导致界面分离位置的正负极材料无法产生电化学反应，电池电压会上升较快，这样的结果是在封口后老化的过程中需要修补的面积会比较大，未来电池气鼓的比例较高，严重影响了电池的合格率。当前锂离子电池在化成中存在的技术缺陷，成为本领域技术人员急待解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术目的是克服现有技术在锂离子电池的化成过程中，电池负极片与隔膜纸之间气体滞留而产生的电压上升较快，负极片因为气体的滞留而无法参与电化学反应，导致电池负极片电化学反应不均衡，以及因上述原因导致的老化修补时难度加大，原材料的克比容量发挥较低的问题；提供一种高安全性能及电池供电稳定的锂离子电池主动排气的化成方法。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是：

锂离子电池主动排气的化成方法，该方法包括有如下步骤：

a.电池注液按照工艺要求的100％进行注液；并在干燥环境下陈化24小时以上；

b.电池进行第一次化成，化成充电容量为电池设计容量的40％--50％；

c.电池下柜后进入手套箱内进行主动负压排气和补注液；

d.电池陈化4时后进行第二次化成，化成充电量为电池设计容量的10％-20％；

e.电池进行密封后进入老化房40度老化72小时以上。

更进一步的，所述c步骤中手套箱的露点为-60。

更进一步的，所述e步骤中的老化温度为40度。

为了实现原材料的克比容量能够充分发挥，为了保证电池的隔膜更加平整从而提高电池的安全性能和厚度指标。本发明所采取的方法是采用二次化成的方法，在第一次化成结束之后，采用主动负压的方式把卷心内部、负极片和隔膜界面上的滞留气体强制性排出，同时补充回因为第一次化成所流失的电解液，然后再将电池进行第二次化成。确保电池的隔膜纸平整，负极片在化成结束后电化学反应的面积均匀，从而提高电池的容量发挥。确保电池的安全性能和厚度指标。同时也可以大大提升电池的循环寿命。

本发明的有益技术效果是：生产出的方形锂离子电池具有容量高，电池厚度指标良好，安全性能和可循环使用性能极佳的优点。

具体实施方式

锂离子电池主动排气的化成方法，该方法包括有如下步骤：

a.电池注液按照工艺要求的100％进行注液；并在干燥环境下陈化24小时以上；b.电池进行第一次化成，化成充电容量为电池设计容量的40％--50％；c.电池下柜后进入手套箱内进行主动负压排气和补注液；该手套箱的露点为-60。d.电池陈化4时后进行第二次化成，化成充电量为电池设计容量的10％-20％；e.电池进行密封后进入老化房40度老化72小时以上；老化温度为40度。为了实现原材料的克比容量能够充分发挥，为了保证电池的隔膜更加平整从而提高电池的安全性能和厚度指标。本发明所采取的方法是采用二次化成的方法，在第一次化成结束之后，采用主动负压的方式把卷心内部、负极片和隔膜界面上的滞留气体强制性排出，同时补充回因为第一次化成所流失的电解液，然后再将电池进行第二次化成。确保电池的隔膜纸平整，负极片在化成结束后电化学反应的面积均匀，从而提高电池的容量发挥。确保电池的安全性能和厚度指标。同时也可以大大提升电池的循环寿命。在实际操作中，本发明的方法包括第一次化成、主动排气和补注液、第二次化成三个动作顺序，在化成的中间阶段，采用主动的负压方式强制性排出电池内部负极片和隔膜纸之间的界面上滞留的气体，同时补注液后，再进行第二次化成。第二次化成后再对电池进行整形密封。第一次化成前的注液量为工艺设计中电池所需的100％，主动负压为-0.1大气压，补注液的电解液重量等于第一次化成中因为开口化成而流失掉的电解液重量。第一次化成充电进去的电量等于电池设计容量的40％-50％，然后进行主动负压排气。