一種鋰離子電池化成工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種鋰離子電池化成工藝，包括如下步驟：半成品電池一次注液80％～90％，得到第一預處理電池；將所述第一預處理電池室溫靜置10～14h，得到第二預處理電池；將所述第二預處理電池轉入烘箱45℃靜置4～8h，得到第三預處理電池；將所述第三預處理電池在45℃條件下負壓化成，負壓?80～?90kpa，化成時間3h，得到第四預處理電池；將所述第四預處理電池轉入烘箱45℃靜置10～14h，得到第五預處理電池；將所述第五預處理電池二次注液10％～20％，得到第六預處理電池；將所述第六預處理電池進行分容測試，得到電池。本發明的鋰離子電池化成工藝，解決了現有鋰離子電池化成過程中產生氣體，控制電池鼓脹，優化反應界面，提升電池性能。
【專利說明】
一種鋰離子電池化成工藝
技術領域
[0001]本發明涉及電池技術領域，特別是涉及一種鋰離子電池化成工藝。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池由于具有高比能量和高比功率特征，無論是對需求高比功率電池的混合電動車，還是要求能量功率兼顧型電池的插電式混合電動車，或者要求高比能量電池的純電動汽車，均是目前最理想的選擇。動力鋰離子電池因此而成為現今新能源汽車計劃實施中的關鍵技術和核心產業，越來越多的汽車廠家選擇采用鋰離子電池作為電動汽車的動力電池。
[0003]化成是鋰電池生產過程中的重要工序，化成時在負極表面形成一層鈍化層，即固體電解質面膜(SEI膜)，SEI膜的好壞直接影響到電池的循環壽命、穩定性、自放電性、安全性等電化學性能。鋰離子電池在化成過程中會產生氣體，對于氣體產生的機理，一般認為，化成時負極表面形成一層鈍化層，即固體電質界面膜(SEI膜)，SEI膜在形成過程中要消耗掉正極的一部分鋰離子，同時也與電解液發生反應，產生氣體。
[0004]目前實際工藝為:電池注液后，室溫靜置24h，45°C靜置24h，然后常溫化成，化成后45°C靜置24h，再二次補液，最后分容，目前化成工序生產周期長，設備使用率低，鋰電池生產效率低，化成過程產氣，電池鼓脹，反應界面較差，影響電池性能。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種用于提升電池性能的鋰離子電池化成工藝。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]—種鋰離子電池化成工藝，包括如下步驟:
[0008]半成品電池一次注液80%?90%，得到第一預處理電池；
[0009]將所述第一預處理電池室溫靜置10?14h，得到第二預處理電池；
[0010]將所述第二預處理電池轉入烘箱45°C靜置4?8h，得到第三預處理電池；
[0011]將所述第三預處理電池在45°C條件下負壓化成，負壓-80?_90kpa，化成時間3h，得到第四預處理電池；
[0012]將所述第四預處理電池轉入烘箱45°C靜置10?14h，得到第五預處理電池；
[0013]將所述第五預處理電池二次注液10%?20%，得到第六預處理電池；
[0014]將所述第六預處理電池進行分容測試，得到電池。
[0015]在其中一個實施例中，半成品電池一次注液85%，得到第一預處理電池。
[0016]在其中一個實施例中，將所述第一預處理電池室溫靜置12h，得到第二預處理電池。
[0017]在其中一個實施例中，將所述第二預處理電池轉入烘箱45°C靜置6h，得到第三預處理電池。
[0018]在其中一個實施例中，將所述第三預處理電池在45°C條件下負壓化成，負壓-85kpa，化成時間3h，得到第四預處理電池。
[0019]在其中一個實施例中，將所述第四預處理電池轉入烘箱45°C靜置12h，得到第五預處理電池。
[0020]在其中一個實施例中，將所述第五預處理電池二次注液15%，得到第六預處理電池。
[0021]本發明的目的在于提供了一種新的鋰離子電池化成工藝，解決了現有鋰離子電池化成過程中產生氣體，控制電池鼓脹，優化反應界面，提升電池性能。
[0022]本發明提供的一種新的鋰離子電池化成工藝，與目前化成工藝相比，化成時間縮短4h，大大降低了生產周期，提升了設備使用率，提高了鋰電池生產效率;化成后電池厚度明顯改善，在高溫負壓條件下，化成過程產生氣體通過負壓管道化成后電池無需平壓，減少生產工序，提高生產效率;新化成工藝化成后電池滿充后極片界面無黑斑、黑點，界面反應良好，而目前生產工藝滿充后極片界面反應不完全，有大量黑斑，說明在負壓條件下化成，電池界面明顯改善;新化成工藝電池倍率性能較好，尤其是高倍率性能，由于界面優化，提升了電池倍率性能。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明一實施例的鋰離子電池化成工藝的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0024]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。
[0025]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。
[0026]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0027]如圖1所示，其為本發明一實施例的鋰離子電池化成工藝的步驟流程圖。
[0028]一種鋰離子電池化成工藝，包括如下步驟:
[0029]S10:半成品電池一次注液80%?90%，得到第一預處理電池；
[0030]為了提升電池性能，例如，在半成品電池一次注液前，先進行電池的正極材料的制備，所述電池的正極材料由以下質量份數的組份制備而成:聚偏二氟乙烯樹脂2-3份，導電炭黑2-3份，活性物質磷酸鐵鋰94-96份，N-甲基吡咯烷酮100份。其制備方法包括如下步驟:
[0031]將2-3份的聚偏二氟乙烯樹脂、2-3份的導電炭黑、94-96份的活性物質磷酸鐵鋰與40份的N-甲基吡咯烷酮預混合，得到高粘度濃稠物;將所述高粘度濃稠物采用高粘度攪拌設備攪拌，例如攪拌的轉速為1000r/min，攪拌的時間為90min ；再加入60份的N-甲基吡咯烷酮攪拌調節粘度，得到正極楽料，例如攪拌的轉速為1200r/min，攪拌的時間為60min ；對正極楽料進行慢攪拌穩定處理，例如慢攪拌的轉速為10r/min，慢攪拌的時間為30min ；對正極漿料進行過濾;對正極漿料進行涂布。通過上述步驟，可以縮短攪拌的時間，解決傳統漿料固含量低的問題，提高了涂布的效率，提升了電池性能。
[0032]為了進一步提升電池性能，例如，所述高粘度攪拌設備包括伺服電機及與所述伺服電機驅動連接的攪拌槳。所述攪拌槳具有相互配合的第一槳葉及第二槳葉，所述第一槳葉及所述第二槳葉采用并排相切差速型排列，所述第一槳葉的速度快，所述第二槳葉的速度慢，產生剪切力，從而使得物料混合更加均勻。所述伺服電機具有控制速度精確的特點，從而可以使得攪拌槳的轉速更加準確。通過設置伺服電機及與所述伺服電機驅動連接的攪拌槳，從而可以提升電池的性能。
[0033]S20:將所述第一預處理電池室溫靜置10?14h，得到第二預處理電池；
[0034]為了提升電池性能，例如，將所述第一預處理電池放置于22°C條件下的室溫下靜置，為了保證電池穩定的放置于22°C條件下的室溫下靜置，例如，將電池放置于恒溫室內保存，例如，所述恒溫室采用空調系統進行恒溫控制，從而提升了電池性能。
[0035]為了進一步提升電池性能，所述恒溫室為無塵封閉車間，例如，所述恒溫室的地板鋪設環氧樹脂膠，保證了所述恒溫室內的潔凈程度，防止灰塵進入電池內，從而提升了電池性能。
[0036]S30:將所述第二預處理電池轉入烘箱45°C靜置4?Sh，得到第三預處理電池；
[0037]S40:將所述第三預處理電池在45°C條件下負壓化成，負壓-80?_90kpa，化成時間3h，得到第四預處理電池；
[0038]為了提升電池性能，例如，所述第三預處理電池采用負壓化成裝置進行負壓化成，所述負壓化成裝置包括抽真空罐及加熱箱體，所述抽真空罐通過抽真空管與所述第三預處理電池的注液口連接，具體為所述抽真空管與所述第三預處理電池的注液口卡扣式連接，卡扣式連接可以達到快速連接或拆卸的目的，所述抽真空管與所述第三預處理電池的注液口的連接處設有密封墊片，通過設置密封墊片，可以加強所述抽真空管與注液口連接時的密封性，將化成時產生的氣體抽出，從而提升了電池的性能。
[0039]為了進一步提升電池性能，例如，所述抽真空管與所述第三預處理電池的注液口的連接處還包裹有密封軟膠，將所述密封軟膠嚴實地包裹于連接處的縫隙上，可以進一步提高連接的密封性，防止漏氣現象的發生，將化成時產生的氣體抽出，從而提升了電池的性會K。
[0040]為了更進一步提升電池性能，例如，所述第三預處理電池的外壁包裹有高導熱系數的硅膠，所述硅膠上均勻設置有加熱元器件，將所述第三預處理電池放置于加熱箱體內，并對所述加熱元器件加熱，從而達到對電池加熱的目的，另外，將所述第三預處理電池放置于加熱箱體內也可以保證溫度的穩定性，通過在所述第三預處理電池的外壁包裹硅膠，從而實現了熱量的均勻傳導，也保證了溫度的穩定性，從而提升了電池的性能。
[0041 ] S50:將所述第四預處理電池轉入烘箱45°C靜置10?14h，得到第五預處理電池；
[0042]為了提升電池性能，保證烘箱對所述第四預處理電池烘烤溫度的均勻性，防止所述第四預處理電池局部烘烤過熱，例如，所述烘箱具有一圓柱形腔體，將所述第四預處理電池懸置于所述圓柱形腔體的中心線位置，同時對第四預處理電池進行勻速旋轉，并且所述圓柱形腔體的腔壁均勻設置有加熱絲，通過上述設置，可以進一步保證所述第四預處理電池在所述烘箱內的均勻受熱，提高了電池的性能。
[0043]S60:將所述第五預處理電池二次注液10%?20%，得到第六預處理電池；
[0044]S70:將所述第六預處理電池進行分容測試，得到電池。
[0045]在本實施例中，鋰離子電池化成工藝包括如下步驟:
[0046]半成品電池一次注液85%，得到第一預處理電池；
[0047]將所述第一預處理電池室溫靜置12h，得到第二預處理電池；
[0048]將所述第二預處理電池轉入烘箱45°C靜置6h，得到第三預處理電池；
[0049]將所述第三預處理電池在45°C條件下負壓化成，負壓_85kpa，化成時間3h，得到第四預處理電池；
[0050]將所述第四預處理電池轉入烘箱45°C靜置12h，得到第五預處理電池；
[0051]將所述第五預處理電池二次注液15%，得到第六預處理電池；
[0052]將所述第六預處理電池進行分容測試，得到電池。
[0053]本發明的目的在于提供了一種新的鋰離子電池化成工藝，解決了現有鋰離子電池化成過程中產生氣體，控制電池鼓脹，優化反應界面，提升電池性能。
[0054]本發明提供的一種新的鋰離子電池化成工藝，與目前化成工藝相比，化成時間縮短4h，大大降低了生產周期，提升了設備使用率，提高了鋰電池生產效率;化成后電池厚度明顯改善，在高溫負壓條件下，化成過程產生氣體通過負壓管道化成后電池無需平壓，減少生產工序，提高生產效率;新化成工藝化成后電池滿充后極片界面無黑斑、黑點，界面反應良好，而目前生產工藝滿充后極片界面反應不完全，有大量黑斑，說明在負壓條件下化成，電池界面明顯改善;新化成工藝電池倍率性能較好，尤其是高倍率性能，由于界面優化，提升了電池倍率性能。
[0055]以上所述實施方式僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種鋰離子電池化成工藝，其特征在于，包括如下步驟: 半成品電池一次注液80%?90%，得到第一預處理電池； 將所述第一預處理電池室溫靜置10?14h，得到第二預處理電池； 將所述第二預處理電池轉入烘箱45°C靜置4?8h，得到第三預處理電池； 將所述第三預處理電池在45°C條件下負壓化成，負壓-80?-90kpa，化成時間3h，得到第四預處理電池； 將所述第四預處理電池轉入烘箱45°C靜置10?14h，得到第五預處理電池； 將所述第五預處理電池二次注液10%?20%，得到第六預處理電池； 將所述第六預處理電池進行分容測試，得到電池。2.根據權利要求1所述的鋰離子電池化成工藝，其特征在于，半成品電池一次注液85%，得到第一預處理電池。3.根據權利要求2所述的鋰離子電池化成工藝，其特征在于，將所述第一預處理電池室溫靜置12h，得到第二預處理電池。4.根據權利要求3所述的鋰離子電池化成工藝，其特征在于，將所述第二預處理電池轉入烘箱45 °C靜置6h，得到第三預處理電池。5.根據權利要求4所述的鋰離子電池化成工藝，其特征在于，將所述第三預處理電池在45°C條件下負壓化成，負壓_85kpa，化成時間3h，得到第四預處理電池。6.根據權利要求5所述的鋰離子電池化成工藝，其特征在于，將所述第四預處理電池轉入烘箱45 °C靜置12h，得到第五預處理電池。7.根據權利要求6所述的鋰離子電池化成工藝，其特征在于，將所述第五預處理電池二次注液15%，得到第六預處理電池。
【文檔編號】H01M10/058GK106067561SQ201610570596
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年7月19日
【發明人】李明, 鄒友生, 黃斯, 呂正中, 劉金成
【申請人】湖北金泉新材料有限責任公司