一種鋰電池電芯烘烤工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池生制作工藝，具體涉及一種鋰電池電芯烘烤工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池由于其高比能量、環(huán)保等特殊優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)、數(shù)碼、軍用產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域。
[0003]鋰電池在注液前常需進(jìn)行烘干步驟，目前通用電芯烘烤工藝為在70°C烘干36-72小時(shí)，每2小時(shí)置換一次氮?dú)狻Ｔ撨^程中可能由于水分含量及烘烤時(shí)間長而影響電池的產(chǎn)品質(zhì)量及安全性能:
[0004]首先，采用該方法，電芯烘烤后水分含量在0.08-0.12%左右。水分是鋰離子電池生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制的關(guān)鍵因素，水分的存在不但能夠?qū)е码娊庖褐袖圎}的分解并對(duì)正負(fù)極材料、集流體都有一定的腐蝕破壞作用，而且也導(dǎo)致電池的循環(huán)性能及安全性能的降低⑴與鋰鹽反應(yīng)生成HF ; (2) HF破壞SEI膜，引起二次成膜，導(dǎo)致電池性能惡化；
[0005]其次，烘烤時(shí)間長達(dá)36-72小時(shí)，而在這一過程中，可能導(dǎo)致隔膜收縮、孔隙率降低、隔膜起皺現(xiàn)象，造成電芯內(nèi)部極化增大嚴(yán)重影響電池性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種快速、有效避免隔膜閉孔的鋰電池電芯烘烤工藝。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟:
[0009]a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；
[0010]b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至88-90°C，保持溫度恒定；
[0011 ] c)抽真空至0.09-0.1OMPa,充入氮?dú)?，鼓風(fēng)20min ；
[0012]e)重復(fù)步驟c) 15-20次，停止加熱，再重復(fù)步驟c)5_10次，至冷卻至室溫；
[0013]f)重復(fù)步驟b)至步驟e)至干燥失重< 0.05%。
[0014]作為優(yōu)選，步驟b)中所述氮?dú)庵脫Q具體步驟為:抽真空至0.09-0.1OMPa,充入氮?dú)?1min,鼓風(fēng) 1min0
[0015]作為優(yōu)選，步驟c)中抽真空至0.09-0.1OMPa并保持5min。
[0016]作為優(yōu)選，步驟c)中所述鼓風(fēng)方式為在箱內(nèi)采用渦流式鼓風(fēng)。
[0017]作為優(yōu)選，步驟c)中所述充入氮?dú)鈺r(shí)間為lOmin。
[0018]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]1.本發(fā)明提供的鋰電池電芯烘烤工藝，在加熱升溫的同時(shí)對(duì)真空干燥箱進(jìn)行3次氮?dú)庵脫Q，有效的避免了箱內(nèi)水氣對(duì)鋰電池電芯的影響以及氧氣對(duì)電芯材料的影響；
[0020]2.本發(fā)明采用抽真空-充入氮?dú)?鼓風(fēng)循環(huán)操作，以加快真空干燥箱內(nèi)的氣體流動(dòng)與循環(huán)速度，從而加快了鋰電池電芯的干燥速度；[0021 ] 3.本發(fā)明在冷卻過程中，同樣采用抽真空-充入氮?dú)?鼓風(fēng)循環(huán)操作，有效避免了在冷卻過程中鋰電池電芯再次吸水的問題；
[0022]4.本發(fā)明提供的鋰電池電芯烘烤工藝，在干燥過程中，干燥溫度適宜，氣流循環(huán)速度快，有效避免隔膜閉孔問題，也不易導(dǎo)致孔隙率下降或隔膜收縮或短路現(xiàn)象。
[0023]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0024]一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟:
[0025]a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；
[0026]b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至88-90°C，保持溫度恒定；
[0027]本步驟中，在加熱前對(duì)真空干燥箱內(nèi)空氣進(jìn)行3次氮?dú)庵脫Q，有效的避免了箱內(nèi)水氣對(duì)鋰電池電芯的影響以及氧氣對(duì)電芯材料的影響；
[0028]c)抽真空至0.09-0.1OMPa,充入氮?dú)猓娘L(fēng)20min ；
[0029]e)重復(fù)步驟c) 15-20次，停止加熱，再重復(fù)步驟c) 5-10次至冷卻至室溫；
[0030]本步驟中，采用抽真空-充入氮?dú)?鼓風(fēng)循環(huán)，以加快真空干燥箱內(nèi)的空氣流動(dòng)與循環(huán)速度，從而加快了鋰電池電芯的干燥速度，另外，鋰電池電芯與氮?dú)獾膯未谓佑|時(shí)間相對(duì)較短，有效減少了氮?dú)庵猩倭侩s質(zhì)氣體或水氣對(duì)鋰電池電芯的氧化等作用；停止加熱后，即冷卻過程再采用抽真空-充入氮?dú)?鼓風(fēng)循環(huán)操作，有效減少了鋰電池電芯的再次吸潮。
[0031]f)重復(fù)步驟b)至步驟e)至干燥失重< 0.05% ;
[0032]步驟f)中，所述干燥失重的計(jì)算方法為，Iiiife = (mte _i% )/mte ；
[0033]其中，Hbfe為干燥失重，m媽為干燥前鋰電池電芯質(zhì)量，1%為干燥后鋰電池電芯質(zhì)量。
[0034]實(shí)施例1
[0035]一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟:
[0036]a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；
[0037]b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至90°C，保持溫度恒定；
[0038]其中，所述氮?dú)庵脫Q為抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)1min ；
[0039]c)抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)20min ；
[0040]e)重復(fù)步驟c) 17次，停止加熱，再重復(fù)步驟c) 5次，至冷卻至室溫；
[0041]f)稱重記為，并重復(fù)步驟b)至步驟e) —次，并稱重記為1%，計(jì)算干燥失重。
[0042]本實(shí)施例中，m始=35.7329g，i%=35.7253g，干燥失重=0.02127%。
[0043]實(shí)施例2
[0044]一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟:
[0045]a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；
[0046]b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至88 °C，保持溫度恒定；
[0047]其中，所述氮?dú)庵脫Q為抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)1min ；
[0048]c)抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)20min ；
[0049]e)重復(fù)步驟c) 15次，停止加熱，再重復(fù)步驟c) 7次，至冷卻至室溫；
[0050]f)稱重記為，并重復(fù)步驟b)至步驟e) —次，并稱重記為，計(jì)算干燥失重。
[0051]本實(shí)施例中，m始=35.7332g，i%=35.7249，干燥失重=0.02323% 0
[0052]實(shí)施例3
[0053]一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟:
[0054]a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；
[0055]b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至89 °C，保持溫度恒定；
[0056]其中，所述氮?dú)庵脫Q為抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)1min ；
[0057]c)抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)20min ；
[0058]e)重復(fù)步驟c)20次，停止加熱，再重復(fù)步驟c) 10次，至冷卻至室溫；
[0059]f)稱重記為，并重復(fù)步驟b)至步驟e) —次，并稱重記為，計(jì)算干燥失重。
[0060]本實(shí)施例中，m始=35.7366g，i%=35.7277g，干燥失重=0.01371%。
[0061]對(duì)比例I
[0062]一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟:
[0063]a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；
[0064]b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至100°C，保持溫度恒定；
[0065]其中，所述氮?dú)庵脫Q為抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)1min ；
[0066]c)抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)20min ；
[0067]e)重復(fù)步驟c) 17次，停止加熱，再重復(fù)步驟c) 5次，至冷卻至室溫；
[0068]f)稱重記為，并重復(fù)步驟b)至步驟e) —次，并稱重記為m末，計(jì)算干燥失重。
[0069]本實(shí)施例中，= 35.7409g，ι% = 35.735g，干燥失重=0.0165%。解剖烘烤后電池發(fā)現(xiàn)有隔膜閉孔，孔隙率下降和隔膜收縮后電池正負(fù)極短路現(xiàn)象。
[0070]對(duì)比例2
[0071]一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟:
[0072]a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；
[0073]b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至70°C，保持溫度恒定；
[0074]其中，所述氮?dú)庵脫Q為抽真空至0.095MPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)1min ；
[0075]c)抽真空至0.095MPa并保持2h，充入氮?dú)?min ；
[0076]e)重復(fù)步驟c) 17次，停止加熱，再重復(fù)步驟c) 8次，至冷卻至室溫；
[0077]f)稱重記為，并重復(fù)步驟b)至步驟e) —次，并稱重記為，計(jì)算干燥失重。
[0078]本實(shí)施例中，m始=35.7514g，i%=35.7235g，干燥失重=0.078% 0
[0079]由從實(shí)施例1-3與對(duì)比例1-2的對(duì)比可知，采用本發(fā)明提供的方法對(duì)鋰電池電芯進(jìn)行干燥，干燥整體時(shí)間較短，干燥效率高，且干燥后的鋰電池電芯質(zhì)量較好，能有效避免隔膜閉孔問題，也不易導(dǎo)致孔隙率下降或隔膜收縮或短路現(xiàn)象。
[0080]上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟: a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱； b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至88-90°C，保持溫度恒定； c)抽真空至0.09-0.1OMPa,充入氮?dú)?，鼓風(fēng)20min ； e)重復(fù)步驟c)15-20次，停止加熱，再重復(fù)步驟c)5-10次，至冷卻至室溫； f)重復(fù)步驟b)至步驟e)至干燥失重<0.05%。2.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電芯烘烤工藝，其特征在于，步驟b)中所述氮?dú)庵脫Q具體步驟為:抽真空至0.090-0.lOMPa，充入氮?dú)鈒Omin，鼓風(fēng)lOmin。3.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電芯烘烤工藝，其特征在于，步驟c)中抽真空至0.09-0.1OMPa 并保持 5min。4.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電芯烘烤工藝，其特征在于，步驟c)中所述鼓風(fēng)方式為在箱內(nèi)采用渦流式鼓風(fēng)。5.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電芯烘烤工藝，其特征在于，步驟c)中所述充入氮?dú)鈺r(shí)間為1min。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋰電池電芯烘烤工藝，包括以下步驟：a)將鋰電池電芯放入真空干燥箱；b)升溫并氮?dú)庵脫Q3次至88-90℃，保持溫度恒定；c)抽真空至0.09-0.10MPa，充入氮?dú)猓娘L(fēng)20min；e)重復(fù)步驟c)15-20次，停止加熱，再重復(fù)步驟c)5-10次，至冷卻至室溫；f)重復(fù)步驟b)至步驟e)至干燥失重≤0.05％。本發(fā)明提供的鋰電池電芯烘烤工藝，能有效避免箱內(nèi)水氣對(duì)鋰電池電芯的影響以及氧氣對(duì)電芯材料的影響；加快了鋰電池電芯的干燥速度，有效；且避免了鋰電池電芯在冷卻過程中再次吸水的問題。
【IPC分類】H01M10/04, H01M10/052, H01M10/058
【公開號(hào)】CN105226318
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510727519
【發(fā)明人】黃國文, 許海洋, 李亮, 王保, 楊斌, 豆森峰
【申請(qǐng)人】深圳市卓能新能源科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日