[发明专利]改善电芯浸润效果的方法、二次电池

说明书

本申请公开了一种改善电芯浸润效果的方法、二次电池，所述方法包括以下步骤：将包括正极极片和负极极片的电芯注入电解液并封口，对注液完成的所述电芯进行充电，以实现对所述电芯浸润的激化，将充电完成的所述电芯以至少一个极耳朝上的方式放置后进行静置，然后进行化成。本申请通过对注液后的电芯进行充电处理，在电流带动下，小极性分子基团迁移快，优先通过孔腔间喉道部分，减缓了传统自由浸润过程中大分子堵塞孔道导致的液封现象，进而提升极片的浸润效果，增加电芯保液量，且协同充电后的静置存放，可以实现均质传递，利于化成均匀成膜以及界面阻抗的减小。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种改善电芯浸润效果的方法、二次电池。

背景技术

电芯浸润不良会导致化成后电芯的循环容量急剧下降，严重时还会发生锂枝晶刺穿隔膜等的安全问题。目前二次电池生产工艺中注液后主要依靠电解液的流动特性自由扩散完成浸润，随着电芯中电极材料压实密度和/或活性材料涂布重量的提高，导致电解液在活性颗粒间的扩散困难，电芯浸润性降低，界面阻抗变大。仅依靠传统自由浸润，即使提升温度或延长静置时间，也难以保证电芯内部正/负极材料及隔膜的完全浸润，且静置时间长，生产效率低下。

现有技术公开了一种提升二次电池电解液浸润的工艺，通过在电池注液后施加正压-负压-正压交替循环，以加快电解液在正/负极材料及隔膜中的浸润速度，但是对二次电池浸润的改善效果并不明显。

现有技术还公开了一种改善电芯浸润效果的方法，包括初步浸润、微充、辊压、预充、高温浸润等步骤，虽制成电芯K值、DCR和容量都有所改善，但工艺复杂，且处理周期7天。此外，通过改变注液方式如采用真空注液、提高浸润温度等来改善电解液的浸润性，尽管能够一定程度上提高电极的浸润性，但是效果不显著且生产率低下。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种改善电芯浸润效果的方法、二次电池，尤其适用于厚电极体系，能够明显提升极片及其活性颗粒在注液后的浸润性，以使电芯达到预期浸润要求，实现电化学性能的提升，且本申请能够在一定程度上缩短注液后静置工序的时间，有效提升了生产效率。

第一方面，本申请提供了一种改善电芯浸润效果的方法，包括以下步骤：将包括正极极片和负极极片的电芯注入电解液并封口；对注液完成的所述电芯进行充电，以实现对所述电芯浸润的激化，在所述激化过程中，激化的环境温度为20～60℃；将充电完成的所述电芯以至少一个极耳朝上的方式放置后进行静置，然后进行化成。浸润过程与孔隙率、孔径等密切相关，浸润速率还受到孔结构特征影响，比如孔腔之间的喉道尺寸，小孔和大孔的比例与分布等。自由浸润过程辅以充电电流，则注液量足够的情况下，一方面由极性溶剂分子包裹的锂离子将在充电过程加速移动，其中更小的分子基团优先进入孔隙结构，尤其是通过孔腔间喉道部分，使中小孔中电解液保有量得以增加，从而改善二次电池电化学性能；另一方面电流终止时刻，电极表面由充电引起的扩散层反应粒子浓度瞬间降低，局部存在的反应粒子浓度差将促使进一步完成局部区域的电解质流通，实现均质传递，有利于化成均匀成膜和界面阻抗减小。