CN109309265A - 一种高电压聚合物锂离子电池平整改善化成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高电压聚合物锂离子电池平整改善化成工艺，该工艺是通过在不同的温度、充电状态（SOC）、压力和时间下分步进行化成并同时实现电池整形。本发明通过对化成参数影响电池极化的参数压力、时间、电流和温度进行合理的匹配，在电池电芯产气最大化阶段，恰当地降低温度并施加一定的压力进行搁置，显著有效地降低了气体膨胀程度，有效地消除释放电池化成时内部导致电池变形的应力，从而显著地改善了电池厚度的一致性，保证了电池平整度；使传统的“静置‑预化成‑静置‑补电‑加夹板化成”等操作工序合并在一体机上一步到位，大大地缩短了化成时间，提升了生产效率。

Description

一种高电压聚合物锂离子电池平整改善化成工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及到一种高电压聚合物锂离子电池平整改善化成工艺。
背景技术
随着3C终端功能的丰富，以及消费者对使用体验（例如画面的细腻程度、游戏的流畅性、续航时间的长短等）要求的日益提升，客户对3C锂离子电池的能量密度要求越来越高。受终端个体轻薄化趋势的限制，在无法提升产品体积的前提下，提高锂离子电池的单位体积能量密度成为各大锂离子电池厂商的迫切需求。目前4.4V高电压聚合物锂离子电池产品已经普遍使用，由于在能量密度要求的提高和电池体积不能增大的前提下，提升提升4.4V高电压聚合物锂离子电池的能量密度往往就通过提高正负极材料的压实密度、降低外包装铝塑膜厚度等方法来实现，但这些方法往往导致目前生产过程中出现4.4V高电压聚合物锂离子电池平整度明显较差的现象，导致经常出现因电池发软等品质问题，进而遭到客户严重投诉的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高电压聚合物锂离子电池平整改善化成工艺，以解决上述背景技术中提出的技术问题。为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种高电压聚合物锂离子电池平整改善化成工艺，其具体步骤如下，
（1）将电池电芯进行真空高温烘烤去除水分，然后注电解液并进行封口和高温搁置，使电解液快速浸润；
（2）将高温搁置后的电池，置于集分段变压力控制***、温控***、时间控制***、化成充放电功能的一体化化成设备，在45℃的高温高压状态下进行整形一段时间，消除电池内部卷绕应力，使正负极片界面的反应良好，保证电池平整度，其中时间设定为15min，压力设定为0.3Mpa；
（3）先把电池充电到电量的40%SOC，然后在高温45℃的恒温状态下，让电池恒压整型保持30min，压力设定为0.6Mpa；接着把恒压定型后的电池，增加压力和温度，使电池在高温70℃的状态下充电到100%SOC，压力设定为1.0Mpa，时间设定为60min；
（4）降低温度，在常温的环境下对电池施加一定的压力，使电池逐渐定型，压力设定为0.2Mpa，时间设定为30min；
（5）对电池进行抽气、封口和分容即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）通过对化成参数影响电池极化的参数压力、时间、电流和温度进行合理的匹配，在电池电芯产气最大化阶段，恰当地降低温度并施加一定的压力进行搁置，显著有效地降低了气体膨胀程度，有效地消除释放电池化成时内部导致电池变形的应力，从而显著地改善了电池厚度的一致性，保证了电池平整度；
（2）使传统的“静置-预化成-静置-补电-加夹板化成”等操作工序合并在一体机上一步到位，大大地缩短了化成时间，提升了生产效率。
附图说明
图1为使用激光测厚仪测试电池厚度位置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术及设备人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
比较例：
传统方法：取本公司型号钴酸锂体系电池355770，批次为2017030901，容量2500mAh电池5PCS进行化成，编号为1#-5#，电池注电解液后高温静置12小时，静置后热压整形，整形后在恒定的压力状态下，常温环境下使用500mA电流充电到3.8V，然后2500mA的电流充电到电压4.4V，充电完成后对电池进行抽气、封口和分容，分容后使用激光厚度测试仪测试电池芯体四个角位厚度及芯体中心点的厚度。
实施例：
本发明实施例中一种高电压（4.4V）聚合物锂离子电池平整改善化成工艺：
取本公司型号钴酸锂体系电池355770，批次为2017030901，容量2500mAh电池5PCS进行化成，编号为6#-10#
（1）将电池电芯进行真空高温烘烤去除水分，然后注电解液并进行封口和高温搁置，使电解液快速浸润；
（2）将高温搁置后的电池，置于集分段变压力控制***、温控***、时间控制***、化成充放电功能的一体化化成设备，在45℃的高温高压状态下进行整形一段时间，消除电池内部卷绕应力，使正负极片界面的反应良好，保证电池平整度，其中时间设定为15min，压力设定为0.3Mpa；
（3）先把电池充电到电量的40%SOC，然后在高温45℃的恒温状态下，让电池恒压整型保持30min，压力设定为0.6Mpa；接着把恒压定型后的电池，增加压力和温度，使电池在高温70℃的状态下充电到100%SOC（电压至4.4V），压力设定为1.0Mpa，时间设定为60min；
（4）降低温度，在常温的环境下对电池施加一定的压力，使电池逐渐定型，压力设定为0.2Mpa，时间设定为30min；
（5）对电池进行抽气、封口和分容即可。
分容后使用激光厚度测试仪测试电池芯体四个角位厚度及芯体中心点的厚度。
下表1为比较例与实施例电池测试的厚度数据对比，从厚度数据及统计分析得出，比较例的1#-5#电池厚度一致性平均标准差为0.02，而本发明实施例6#-10#电池厚度的一致性平均标准差为0.006，不在一个数量级上，因此使用本发明的化成工艺所生产的4.4V高电压聚合物锂离子电池平整度明显优于比较例。
表1：比较例与实施例所生产电池充电到电量100%SOC后的厚度数据对比
（电池标称厚度为3.55mm±0.2mm）
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种高电压聚合物锂离子电池平整改善化成工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤：
（1）将电池电芯进行真空高温烘烤去除水分，然后注电解液并进行封口和高温搁置；
（2）将高温搁置后的电池，置于集分段变压力控制***、温控***、时间控制***、化成充放电功能的一体化化成设备，在45℃的高温0.3Mpa高压状态下进行整形15min；
（3）先把电池充电到电量的40%SOC，然后在高温45℃的恒温状态下，让电池恒压整型保持30min，压力设定为0.6Mpa；接着把恒压定型后的电池，增加压力和温度，使电池在高温70℃的状态下充电到100%SOC，压力设定为1.0Mpa，时间设定为60min；
（4）降低温度，在常温的环境下对电池施加一定的压力，使电池逐渐定型，压力设定为0.2Mpa，时间设定为30min；
（5）对电池进行抽气、封口和分容即可。
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