CN108808122A - 一种锂离子电池的带电封口制备方法及锂离子电池 - Google Patents

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文怀梁
尚随军
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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池的带电封口制备方法，其包括以下步骤：将注液后的电芯暂不封口，进行不高于0.3C的小电流预充电至少30分钟；将电芯放入真空箱，在低气压下保存至少5分钟，真空箱内气压不高于40KPa；从真空箱中取出电芯，进行3C‑0.3C范围的大电流恒流恒压充电，直到充满，截止电压不高于4.2V，截止电流不大于0.01C；将电芯继续放入真空箱中保存5‑30分钟；取出电芯后，依次称重和补充减少的电解液，然后进行封口。本发明还提供了一种锂离子电池。本发明相较于现有技术主要具有以下优点：充电过程中产生的气体及时排出电芯，避免了封口后形成高压；更有效地脱出溶解在电解液中的和滞留在卷芯中的气体。

Description

一种锂离子电池的带电封口制备方法及锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种锂离子电池的带电封口制备方法及锂离子电池。
背景技术
目前，锂离子电池的制备方法中，涉及电芯的封口时，通常都是先对电芯进行密封封口，然后再对电池进行预充充电。然而，由于密封封口后的电芯内部是密封体系，并且由于预充充电过程中会产生大量的气体，这种高压气体会引发电池中的安全阀(CID)翻转，从而导致电芯性能的失效。
同时，在锂离子电池的生产和研究过程中需要涉及到对各种类型的正负极活性材料、电解液、添加剂进行检测评价，而上述中的由CID翻转导致的电芯实验失败，会严重影响正常的生产和研发评价效率。
对于以上问题，目前尚未有院所和厂家考虑采取措施，因而有必要提供一种更有效地电芯制做方法来避免CID翻转，提高实验成功率。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种可以有效地防止电芯失效的锂离子电池的带电封口制备方法及锂离子电池。
一方面，本发明提供了一种锂离子电池的带电封口制备方法，其包括以下步骤：
1)将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电至少30分钟，小电流不高于0.3C；
2)将电芯放入真空箱，在低气压下保存至少5分钟，真空箱内气压不高于40KPa；
3)从真空箱中取出电芯，进行大电流充电，直到充满，大电流为3C-0.3C，截止电压不高于4.2V，截止电流不大于0.01C；
4)将电芯继续放入真空箱中保存5-30分钟；
5)取出电芯后，依次称重和补充减少的电解液，然后进行封口。
进一步地，上述步骤1)中，将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电至少40分钟，小电流不高于0.2C。
进一步地，上述步骤1)中，将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电至少50分钟，小电流不高于0.1C。
进一步地，上述步骤2)中，将电芯放入真空箱，在低气压下保存至少6分钟，真空箱内气压不高于30KPa。
进一步地，上述步骤2)中，将电芯放入真空箱，在低气压下保存至少7分钟，真空箱内气压不高于20KPa。
进一步地，上述步骤3)中，从真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，大电流为2C-0.4C，截止电压不高于4.2V，截止电流不大于0.006C。
进一步地，上述步骤3)中，从真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，大电流为1C-0.8C，截止电压不高于4.2V，截止电流不大于0.003C。
进一步地，上述步骤4)中，将电芯继续放入真空箱中保存10-25分钟。
进一步地，上述步骤4)中，将电芯继续放入真空箱中保存15-20分钟。
另一方面，本发明提供了一种锂离子电池，其通过上述的一种锂离子电池的带电封口制备方法制备。
本发明所提供的一种锂离子电池的带电封口制备方法及锂离子电池，其相较于现有技术主要具有以下优点：
1)将电芯先进行预充充电，再进行封口，有别于传统的先进行密封封口，再预充充电，充电过程中产生的气体及时排出电芯，避免了封口后形成高压；
2)采用真空脱气过程，更有效地脱出溶解在电解液中的和滞留在卷芯中的气体。
具体实施方式
下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施倒是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一：
本实施例一所提供的一种锂离子电池的带电封口制备方法包括以下步骤：
1)将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电30分钟，小电流为0.3C；
2)将电芯放入真空箱，在低气压下保存5分钟，真空箱内气压为40KPa；
3)从真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，大电流为2C，截止电压为4.2V，截止电流为0.01C；
4)将电芯继续放入真空箱中保存20分钟；
5)取出电芯后，依次称重和补充减少的电解液，然后进行封口。
另外，还将上述锂离子电池的带电封口制备方法应用在锂离子电池的制造中。
实施例二：
本实施例二所提供的一种锂离子电池的带电封口制备方法包括以下步骤：
1)将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电40分钟，小电流为0.2C；
2)将电芯放入真空箱，在低气压下保存6分钟，真空箱内气压为20KPa；
3)从真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，大电流为0.3C，截止电压为4.2V，截止电流为0.006C；
4)将电芯继续放入真空箱中保存15-20分钟；
5)取出电芯后，依次称重和补充减少的电解液，然后进行封口。
另外，还将上述锂离子电池的带电封口制备方法应用在锂离子电池的制造中。
实施例三：
本实施例三所提供的一种锂离子电池的带电封口制备方法包括以下步骤：
1)将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电50分钟，小电流为0.1C；
2)将电芯放入真空箱，在低气压下保存7分钟，真空箱内气压为10KPa；
3)从真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，大电流为3C，截止电压为3V，截止电流为0.003C；
4)将电芯继续放入真空箱中保存5-10分钟；
5)取出电芯后，依次称重和补充减少的电解液，然后进行封口。
另外，还将上述锂离子电池的带电封口制备方法应用在锂离子电池的制造中。
关于步骤2)，为了优化不同真空度的影响，采用50Ah方形电芯在不同真空度下保存30分钟，测量预充后的电芯厚度膨胀量，结果如下：
当真空度低于40KPa时，厚度膨胀量较低，表明该真空度范围可有效抑制电芯膨胀。
关于步骤4)，为了优化不同真空度的影响，采用50Ah方形电芯在10KPa真空度下保存不同时间，测量预充后的电芯厚度膨胀量，结果如下：
真空保存时间(分钟) 膨胀量(μm)
对比例1 0.5 643
对比例2 1 354
对比例3 2 231
实施例3 5 57
实施例2 15 31
实施例3 30 20
从对比数据可以看出当保存时间大于5分钟时，可以获得较小的厚度膨胀量，表明该时间范围内可有效抑制电芯膨胀。
综上，本发明相较于现有技术主要具有以下优点：
1)将电芯先进行预充充电，再进行封口，有别于传统的先进行密封封口，再预充充电，充电过程中产生的气体及时排出电芯，避免了封口后形成高压；
2)采用真空脱气过程，更有效地脱出溶解在电解液中的和滞留在卷芯中的气体。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电至少30分钟，所述小电流不高于0.3C；
2)将电芯放入真空箱，在低气压下保存至少5分钟，所述真空箱内气压不高于40KPa；
3)从所述真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，所述大电流为3C-0.3C，截止电压不高于4.2V，截止电流不大于0.01C；
4)将电芯继续放入所述真空箱中保存5-30分钟；
5)取出电芯后，依次称重和补充减少的电解液，然后进行封口。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电至少40分钟，所述小电流不高于0.2C。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，将注液后的电芯暂不封口，进行小电流预充电至少50分钟，所述小电流不高于0.1C。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将电芯放入真空箱，在低气压下保存至少6分钟，所述真空箱内气压不高于30KPa。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将电芯放入真空箱，在低气压下保存至少7分钟，所述真空箱内气压不高于20KPa。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，从所述真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，所述大电流为2C-0.4C，截止电压不高于4.2V，截止电流不大于0.006C。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，从所述真空箱中取出电芯，进行大电流恒流恒压充电，直到充满，所述大电流为1C-0.8C，截止电压不高于4.2V，截止电流不大于0.003C。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，将电芯继续放入所述真空箱中保存10-25分钟。
9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，将电芯继续放入所述真空箱中保存15-20分钟。
10.一种锂离子电池，其特征在于，通过权利要求1-9任一所述的一种锂离子电池的带电封口制备方法制备。
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CN108183262A (zh) * 2017-12-05 2018-06-19 山西长征动力科技有限公司 一种高比能锂离子软包电池的化成方法
CN108199085A (zh) * 2017-12-21 2018-06-22 河北银隆新能源有限公司 一种锂离子电池真空封口方法

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