專利名稱：一種鋰離子電池電解液注液方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液注液方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段鋰離子電池的廣泛應(yīng)用對(duì)鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。在鋰離子電池體系中，首次充放電效率主要由陽極的首次效率決定，因此提高陽極的首次效率可以有效的提高電池的首次效率和放電容量，從而實(shí)現(xiàn)電池能量密度的提升。
為了提高電芯首次庫倫效率，許多研究人員進(jìn)行了研究，并取得了一些成果，如公開號(hào)為CN02124684. X的中國專利申請?zhí)岬綄嚱饘俜勰㈥枠O材料和非水液體混合形成漿料，將漿料涂覆到集流體上，然后干燥漿液；該方法雖然能夠起到補(bǔ)鋰作用，最終實(shí)現(xiàn)提高電芯的首次庫倫效率的目的。申請?zhí)枮镃N96192340. 7的日本專利申請采用將金屬鋰片覆蓋在陽極片表面，然后卷繞制成電池，再灌注電解液的方法制備鋰離子電池。公開號(hào)為 JP2005038720的日本專利申請則提到采用真空蒸鍍的方法在負(fù)極片表面蒸發(fā)成一層金屬鋰層，制作成電池來提高電池的首次效率。同時(shí)，鋰電池技術(shù)領(lǐng)域有兩種補(bǔ)鋰方式；一“濕法補(bǔ)鋰”，采用在惰性氣氛中，將有機(jī)鋰溶液噴灑或滴加于負(fù)極片表面，使有機(jī)鋰溶液中的鋰通過化學(xué)嵌鋰進(jìn)入負(fù)極片中，然后干燥負(fù)極片；二 “干法補(bǔ)鋰”，通過將鋰金屬粉末均勻分散在負(fù)極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負(fù)極膜片，進(jìn)一步制作成電池來達(dá)到提高首次效率的目的。
方法雖然不盡相同，但是卻有一些共同的問題，我們在大量的實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)負(fù)極材料為石墨時(shí)，由于首次嵌鋰的驅(qū)動(dòng)力過大，導(dǎo)致形成的SEI膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，極容易發(fā)生石墨剝離的現(xiàn)象，從而影響首次效率的提升，降低石墨的容量，破壞了極片的完整性，并對(duì)循環(huán)性能有惡化的作用。
同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)還證明石墨在預(yù)先鋰化的過程中，嵌鋰反應(yīng)的速度極大影響著石墨剝離的程度。而石墨嵌鋰的反應(yīng)速度又與電解液的電導(dǎo)率是緊密聯(lián)系的，通過改變電解液的溫度又可以對(duì)電解液的電導(dǎo)率進(jìn)行控制。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種鋰離子電池電解液注液方法，該方法可以有效的控制預(yù)鋰化過程中的嵌鋰速度，改善充放電過程中的石墨剝離問題， 提高SEI的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；同時(shí)提高首次效率和容量，改善電池循環(huán)性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種鋰離子電池電解液注液方法， 包括如下步驟步驟一、將包含富鋰負(fù)極膜片的待注液電芯和電解液一起進(jìn)行降溫處理；步驟二、將溫度范圍為-5(T10°C的電解液注入到步驟一處理好的電芯中；步驟三、將完成步驟二處理的電芯進(jìn)行真空靜置處理，處理時(shí)間小于24h ；步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至25飛5°C，然后再進(jìn)行活化反應(yīng)。
作為本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液注液方法的一種改進(jìn)，電解液的電導(dǎo)率小于 5Ms/cm,其中電導(dǎo)率過高則不能起到控制嵌鋰速度的作用。
作為本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液注液方法的一種改進(jìn)，在真空靜置期間，電池維持低溫反應(yīng)，其溫度范圍為-50-10°C。
作為本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液注液方法的一種改進(jìn)，抽真空的真空度為 O.085 O.095MPa。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明包括如下步驟步驟一、將包含富鋰負(fù)極膜片的待注液電芯和電解液一起進(jìn)行降溫處理；步驟二、將溫度范圍為-5(T10°C的電解液注入到步驟一處理好的電芯中；步驟三、將完成步驟二處理的電芯進(jìn)行真空靜置處理，處理時(shí)間小于24h ;步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至25飛5°C，然后再進(jìn)行活化反應(yīng)。通過上述方法可以有效的控制預(yù)鋰化過程中的嵌鋰速度，改善充放電過程中的石墨剝離問題，提高 SEI的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；同時(shí)提高首次效率和容量，改善電池循環(huán)性能。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
對(duì)比例，鋰離子電池電解液注液方法通過將鋰金屬粉末均勻分散在負(fù)極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負(fù)極膜片，接著將正極極片與隔離膜一起進(jìn)行卷繞，封裝得到待注液電芯；將所述電芯在常溫下(25°C)注入電解液，真空靜置24h，其真空度為O.095MPa, 靜置期間，維持溫度在25°C ;接著在45°C條件下進(jìn)行活化反應(yīng)，測試電芯的首次效率和容量。
實(shí)施例1，一種鋰離子電池電解液注液方法，包括如下步驟步驟一、將鋰金屬粉末均勻分散在負(fù)極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負(fù)極膜片，接著將正極極片與隔離膜一起進(jìn)行卷繞，封裝得到待注液電芯，然后將待注液電芯和電解液一起進(jìn)行降溫處理；步驟二、當(dāng)電解液為-50°C時(shí)注入到待注液電芯中，其中將電解液的電導(dǎo)率控制在1Ms/cm ；步驟三、將完成步驟二處理的電芯真空靜置24h，在真空靜置期間，電池維持低溫反應(yīng)， 其溫度為-50°C，其抽真空的真空度為O.085MPa。
步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至25°C，然后再進(jìn)行活化反應(yīng)。
實(shí)施例2，一種鋰離子電池電解液注液方法，包括如下步驟步驟一、將鋰金屬粉末均勻分散在負(fù)極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負(fù)極膜片，接著將正極極片與隔離膜一起進(jìn)行卷繞，封裝得到待注液電芯，然后將待注液電芯和電解液一起進(jìn)行降溫處理；步驟二、當(dāng)電解液為0°C時(shí)注入到待注液電芯中，其中將電解液的電導(dǎo)率控制在3Ms/cm ；步驟三、將完成步驟二處理的電芯真空靜置15h，在真空靜置期間，電池維持低溫反應(yīng)， 其溫度為2°C，其抽真空的真空度為O.09MPa。
步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至40°C，然后再進(jìn)行活化反應(yīng)。
實(shí)施例3，一種鋰離子電池電解液注液方法，包括如下步驟步驟一、將鋰金屬粉末均勻分散在負(fù)極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負(fù)極膜片，接著將正極極片與隔離膜一起進(jìn)行卷繞，封裝得到待注液電芯，然后將待注液電芯和電解液一起進(jìn)行降溫處理；步驟二、當(dāng)電解液為10°c時(shí)注入到待注液電芯中，其中將電解液的電導(dǎo)率控制在 4. 99Ms/cm ；步驟三、將完成步驟二處理的電芯真空靜置lh，在真空靜置期間，電池維持低溫反應(yīng)， 其溫度為10°c，其抽真空的真空度為O. 095MPa。
步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至55°C，然后再進(jìn)行活化反應(yīng)。
如下表為電池測試性能比較(四種電芯的陽極膜片加入同樣重量的鋰金屬粉末)
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池電解液注液方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一、將包含富鋰負(fù)極膜片的待注液電芯和電解液一起進(jìn)行降溫處理； 步驟二、將溫度范圍為-5(T10°C的電解液注入到步驟一處理好的電芯中； 步驟三、將完成步驟二處理的電芯進(jìn)行真空靜置處理，處理時(shí)間小于24h ； 步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至25飛5°C，然后再進(jìn)行活化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液注液方法，其特征在于電解液的電導(dǎo)率小于 5Ms/cm ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液注液方法，其特征在于在真空靜置期間，電池維持低溫反應(yīng)，其溫度范圍為-5(TlO°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池電解液注液方法，其特征在于在真空靜置期間，抽真空的真空度為O. 085 O. 095MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液注液方法，包括如下步驟步驟一、將包含富鋰負(fù)極膜片的待注液電芯和電解液一起進(jìn)行降溫處理；步驟二、將溫度范圍為-50~10℃的電解液注入到步驟一處理好的電芯中；步驟三、將完成步驟二處理的電芯進(jìn)行真空靜置處理，處理時(shí)間小于24h；步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至25~55℃，然后再進(jìn)行活化反應(yīng)。通過上述方法可以有效的控制預(yù)鋰化過程中的嵌鋰速度，改善充放電過程中的石墨剝離問題，提高SEI的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；同時(shí)提高首次效率和容量，改善電池循環(huán)性能。
文檔編號(hào)H01M2/36GK103035952SQ201210573270
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者陳振, 鐘開富 申請人:東莞新能源科技有限公司