CN104253262B

CN104253262B - 一种锂离子电池的注液方法

Info

Publication number: CN104253262B
Application number: CN201410396323.7A
Authority: CN
Inventors: 徐敖奎
Original assignee: Zhongtian Energy Storage Technology Co Ltd
Current assignee: Zhongtian Energy Storage Technology Co Ltd
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2034-08-12
Also published as: CN104253262A

Abstract

本发明涉及锂离子电池加工领域，公开了一种锂离子电池的注液方法，其包括以下步骤：将电解液注入储液罐、记录真空状态的储液罐的重量与注入电解液后储液罐的重量、将未注液的锂离子电池的内部空间抽成真空，将设定好体积的电解液注入真空状态的锂离子电池、将装有电解液的锂离子电池静置、吸取静置后的锂离子电池内部的空气、完成锂离子电池的注液过程。本发明提供的一种锂离子电池的注液方法，步骤简单可行，采用真空吸液后补液的方式，有效地消除正负极片中的孔隙形成的空间，能够提高锂离子电池所能容纳的电解液的重量，使得电解液的密度提高，锂离子电池的能量密度也随之提高，从而利于提高锂离子电池的综合性能和市场竞争力。

Description

一种锂离子电池的注液方法

【技术领域】

本发明涉及锂离子电池加工领域，特别涉及一种锂离子电池的注液方法。

【背景技术】

电解液是锂电池的四大关键材料之一，号称锂电池的“血液”。电解液作为锂电池放电介质，为正负极的正常工作提供离子导通。因此在锂电池的加工过程中，注液环节的精确控制就尤为关键。目前随着锂离子电池对能量密度要求越来越高，电池内部空隙率越来越少，对注液工序的要求也越来越高，所以寻找一种能够进一步提高电解液密度的注液方法就显得非常必要。

通过试验发现，锂离子电池内部的空间主要分为两部分，一部分是电池的两头和卷芯中心部分，另一部分是卷芯内部材料空隙。其中，前一部分是因为工艺要求而是完全的纯空间，后一部分是正负极片和隔膜中的孔隙形成的空间，这一部分也占据锂离子电池内部的大部分空间，因此，提高电解液的密度最佳途径就是将正负极片和隔膜中的孔隙形成的空间全部由电解液浸润。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种锂离子电池的注液方法，其旨在解决现有技术中的锂离子电池的电解液密度低、内部空隙率较高、电池寿命较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种锂离子电池的注液方法，其包括以下步骤：

A)将电解液注入储液罐，所述的储液罐在注入电解液前为真空状态；

B)记录真空状态的储液罐的重量与注入电解液后储液罐的重量，通过两者之间的差值来控制需要注入锂离子电池的电解液的重量；

C)将未注液的锂离子电池的内部空间抽成真空，以便于后续电解液的注入；

D)将步骤B)中设定好体积的电解液注入真空状态的锂离子电池，并记录装有电解液的锂离子电池的重量；

E)将装有电解液的锂离子电池静置10min～20min；

F)开启真空装置，吸取静置后的锂离子电池内部的空气；

G)将吸液后的锂离子电池进行称重，记录吸液后的锂离子电池的重量，根据步骤B)中的电解液的重量与步骤D)中锂离子电池的重量，计算出每个锂离子电池待补液的电解液的重量；

H)开启补液装置，对每个锂离子电池进行逐个、单独地补液；

I)将步骤E)至步骤H)循环2～6次，完成锂离子电池的注液过程。

作为优选，在步骤E)和步骤F)中，所述的锂离子电池处于负压的密封状态。

作为优选，在步骤H)中，所述的补液为注入与步骤G)中所得出的待补液的电解液重量相同的新的电解液。

作为优选，在步骤I)中，步骤E)至步骤H)的循环次数为4次。

作为优选，在上述的各步骤中，经抽真空后的真空度≤0.09MPa。

作为优选，在步骤D)和步骤H)中，电解液被干燥气流推动至锂离子电池内部，所述的干燥气流为高纯氮气，纯度≥99.9％，高纯氮气压力值≥0.1MPa。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种锂离子电池的注液方法，步骤简单可行，采用真空吸液后补液的方式，有效地消除正负极片中的孔隙形成的空间，能够提高锂离子电池所能容纳的电解液的重量，使得电解液的密度提高，锂离子电池的能量密度也随之提高，从而利于提高锂离子电池的综合性能和市场竞争力。

本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明实施例提供一种锂离子电池的注液方法，其包括以下步骤：

A)将电解液注入储液罐，储液罐在注入电解液前为真空状态，使得电解液注入之时空气不会影响锂离子电池的性能。

B)记录真空状态的储液罐的重量与注入电解液后储液罐的重量，通过两者之间的差值来控制需要注入锂离子电池的电解液的重量。此种结构中，储液罐既用于储存电解液，又用于调整电解液的重量。其中，向储液罐注入电解液时需要保证处于真空状态。

C)将未注液的锂离子电池的内部空间抽成真空，以便于后续电解液的注入。

D)将步骤B)中设定好体积的电解液注入真空状态的锂离子电池，并记录装有电解液的锂离子电池的重量。本发明的实施例采用抽真空注液的方法先抽真空再注液，如注液难度较大可以多次抽真空，抽真空过程中被抽出的电解液可以在下次注液时注入锂离子电池，因此不会引起电解液的损失。

E)将装有电解液的锂离子电池静置10min～20min，此时，电解液在锂离子电池内部吸收，并缓慢地流入正负极片中的孔隙，将该空间填满，从而扩大锂离子电池所能容纳的电解液的空间，提高锂离子电池的能量密度。这也使得原本已充满了电解液的锂离子电池又产生了待补液的空隙。

F)开启真空装置，吸取静置后的锂离子电池内部的空气，同时调整锂离子电池内部的压强，降低后续步骤中补液的难度。

G)将吸液后的锂离子电池进行称重，记录吸液后的锂离子电池的重量，根据步骤B)中的电解液的重量与步骤D)中锂离子电池的重量，计算出每个锂离子电池待补液的电解液的重量，由于工艺上的差别，每个锂离子电池需要补液的重量都是有区别的，本发明的实施例正是针对这一点，提出单独补液的方法，进一步提高锂离子电池的能量密度，防止锂离子电池中的电解液或多或少而导致性能和寿命不统一的情况。

H)开启补液装置，对每个锂离子电池进行逐个、单独地补液，确保每个锂离子电池均充满电解液。

I)将步骤E)至步骤H)循环2～6次，完成锂离子电池的注液过程。由于正负极片和隔膜中的孔隙并不是简单一次真空补液就能被消除的，电解液要填充整个空间需要有个重复真空补液的过程，以确保本发明的技术目的得以实现。

具体地，在步骤E)和步骤F)中，锂离子电池处于负压的密封状态。负压状态能够使得电解液更容易进入锂离子电池内部。

进一步地，在步骤D)和步骤H)中，电解液被干燥气流推动至锂离子电池内部，干燥气流为高纯氮气，纯度≥99.9％，高纯氮气压力值≥0.1MPa，使得电解液不会与空气接触而影响电解液的质量。

具体地，在上述的各步骤中，经抽真空后的真空度≤0.09MPa。

具体地，在步骤H)中，补液为注入与步骤G)中所得出的待补液的电解液重量相同的新的电解液。

在本发明的实施例中，步骤E)至步骤H)的循环次数为4次。

其中，该循环步骤能够适用于流水线作业的注液过程。在一排锂离子电池处于步骤E)的静置过程时，后一排已完成静置过程进入步骤F)的锂离子电池可以同时动作；待该排的锂离子电池完成补液的步骤H)时，处于静置的锂离子电池就自然地进入步骤F)，如此反复，使得多排锂离子电池能够同时处于静置——吸液——补液——静置的工作过程，提高锂离子电池的注液效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种锂离子电池的注液方法，其特征在于：其包括以下步骤：

E)将装有电解液的锂离子电池静置10min～20min；所述的锂离子电池处于负压的密封状态；

F)开启真空装置，吸取静置后的锂离子电池内部的空气；

H)开启补液装置，对每个锂离子电池进行逐个、单独地补液；所述的补液为注入与步骤G)中所得出的待补液的电解液重量相同的新的电解液；

2.如权利要求1所述的一种锂离子电池的注液方法，其特征在于：在步骤I)中，步骤E)至步骤H)的循环次数为4次。

3.如权利要求1至2中任一项所述的一种锂离子电池的注液方法，其特征在于：在上述的各步骤中，经抽真空后的真空度≤0.09MPa。

4.如权利要求1所述的一种锂离子电池的注液方法，其特征在于：在步骤D)和步骤H)中，电解液被干燥气流推动至锂离子电池内部，所述的干燥气流为高纯氮气，纯度≥99.9％，高纯氮气压力值≥0.1MPa。