一種在預充化成過程中降低軟包裝鋰離子電池內部水分的方法與流程

本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別涉及一種在預充化成過程中降低軟包裝鋰離子電池內部水分的方法。

背景技術：

隨著新能源汽車的發展，鋰離子電池由于具有能量密度高、循環性能好等優點，受到人們的廣泛關注。

鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜及電解液組成，水分對電池的電化學性能和安全性能有重要的影響。極片和電解液中的微量水分會與電解液中的LiPF₆等含氟鋰鹽發生反應生成HF，破壞負極和電解液界面的SEI膜，縮短電池壽命，引起電池鼓脹，降低電池的電化學性能。如果電池內部水分過高，在預充化成過程中，電池會產生大量的氣體，導致電池容量下降，循環性能降低，電池鼓脹甚至引起更嚴重的安全問題。

因此在鋰離子電池制作過程中，需要對正負極原材料以及電解液中的水分嚴格控制。鋰離子電池在裝配之前，原材料以及正負極極片會經過烘烤降低水分。鋰離子電池在裝配之后，需要給電池注入電解液，然后進行預充化成。對于軟包裝鋰離子電池，通常會預留氣袋或氣囊來儲存預充化成過程中產生的氣體，化成結束后切除氣袋然后封裝；或者采用負壓系統與軟包裝鋰離子電池相連，利用負壓來排除預充化成過程中產生的氣體，負壓系統中設有儲液瓶或儲液管來儲存負壓抽出的電解液，化成結束時，將負壓抽出的電解液經電解液回路回流至電池中。在上述預充化成過程中，環境中的水分會緩慢進入電池內部， 而且此過程引入的水分在后續過程中沒有有效的方法除去，會一直留在電池內部影響著電池的性能。

因此，需要尋找一種有效的方法在軟包裝鋰離子電池預充化成過程中減小環境水分對電池內部的影響，從而降低電池內部的水分。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種在預充化成過程中降低軟包裝鋰離子電池內部水分的方法。

本發明的技術方案是：

一種降低軟包裝鋰離子電池內部水分的方法，該方法為在軟包裝鋰離子電池預充化成過程中，使用分子篩吸收電解液中的水分，以降低電池內部水分。

其中，對于預留氣袋(或氣囊)進行預充化成的軟包裝鋰離子電池，在氣袋中封入分子篩。預充化成結束后，分子篩和氣袋一起被切除，然后進行電池封口。

其中，對于采用負壓系統進行預充化成的軟包裝鋰離子電池，在負壓系統的電解液回路或電解液儲液瓶中放入分子篩。

優選的，所述分子篩的質量為鋰離子電池注入電解液質量的1％～10％。

優選的，所述分子篩為鋰型分子篩。

上述鋰型分子篩為市售可獲得產品。

本發明的有益效果為：

在目前的軟包裝鋰離子電池預充化成過程的基礎上，提供了一種利用分子篩吸收電解液中水分的方法，可以有效降低成品電池內部的水分，該過程中從環境中進入鋰離子電池電解液中的水分被分子篩吸收，減小預充化成過程中外 界環境水分對電池內部的影響，并且操作簡單方便，分子篩可循環利用，成本低廉、效果明顯。

附圖說明

圖1是預留氣袋進行預充化成的軟包裝鋰離子電池模式中分子篩所處位置示意圖。

圖2是采用負壓系統進行預充化成的軟包裝鋰離子電池的模式中，在儲液瓶中放置分子篩示意圖。

圖中標記，1為鋰離子電池電芯、2為封裝鋁塑膜、3為氣袋、4為分子篩、5為電解液回路、6為儲液瓶、7為真空泵、8為電池正負極極耳、9為電芯和氣袋之間的封邊。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明的方法做更詳盡的說明。但本發明并不限于以下實施例。

實施例1

預留氣袋進行預充化成(多組平行試驗)：

取8張正極片和9張被隔膜包好的負極片，負極、正極、負極依次疊片后得到電芯1，焊接正負極極耳8。取一張鋁塑膜2，沖坑(電芯坑和氣袋坑)，對折后完全包住電芯1，進行封裝，如圖1，封好電池上邊(極耳邊)、左邊(無氣袋一側)和下邊，然后熱封電芯、以及電芯和氣袋之間的封邊9，電芯和氣袋之間有2～5cm的寬度未進行塑封，供左右部位(電芯和氣袋)相通。采用相同方法共制作9支電芯。電芯封裝經真空烘烤后，注入50g電解液。其中3支電 芯(記為A組)取5g分子篩4，用隔膜包好后放入氣袋3中，然后頂封。另外3支電芯(記為B組)取2.5g分子篩4，用隔膜包好后放入氣袋3中，然后頂封。剩下的3支(對比組)不放置分子篩，直接頂封。電池注液后擱置24h，進行預充化成，化成完成后，抽真空，裁去氣袋，封口。采用庫倫水分測試儀測試電池內部電解液的水分，氣袋中放入分子篩的電池內部水分被明顯控制在更低的水平。具體水分測試結果見下表1。

表1預留氣袋進行預充化成電池水分測試結果

實施例2

負壓系統的預充化成(多組平行試驗)：

取8張正極片和9張被隔膜包好的負極片，負極、正極、負極依次疊片后得到電芯1，焊接正負極極耳8。取一張鋁塑膜2，沖坑后對折完全包住電芯，進行封裝，如圖2，封好電池上下邊和左側邊，電芯經過烘烤后，封住電池右側邊并留出注液孔。采用相同方法共制作9支電池。從注液孔對電池注液50g，電池經電解液回路5與電解液儲液瓶6相連，儲液瓶6與真空泵7相連，其中三支電池(記為A組)儲液瓶6中放入5g分子篩，另外3支電池(記為B組)儲液瓶6中放入2.5g分子篩，最后3支(對比組)儲液瓶中不放置分子篩。電池預充化成過程中，真空泵保持一定的負壓，電池中富余的電解液被抽至儲液瓶6中與分子篩接觸，電解液中的水分被分子篩吸收除去。預充化成完成后，一定量電解液經電解液回路回流至電池內部，然后將電池封口。采用庫倫水分測試 儀測試電池內部電解液的水分，氣袋中放入分子篩的電池內部電解液的水分被控制在更低的水平。具體水分測試結果見下表。

表2負壓系統的預充化成電池水分測試結果