CN113921917B - 一种锂离子电池的电解液浸润方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池制备技术领域，具体涉及一种锂离子电池的电解液浸润方法。本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，包括如下步骤：高压注液，一次搁置，一次预充电，二次搁置，二次预充电，三次搁置，补液，并对二次预充电步骤进行限定。该方法适用于所有锂离子电池，尤其适用于方型锂电池，克服了比较厚，大的方型电池的浸润效果很难改良的问题。采用本发明提供的方法，能够显著改善电池的浸润效果，电解液吸液量明显提升，电池内阻显著降低。

Description

一种锂离子电池的电解液浸润方法
技术领域
本发明属于锂离子电池制备技术领域，具体涉及一种锂离子电池的电解液浸润方法。
背景技术
目前锂离子电池市场越来越大，客户对电池能量密度的要求越来越高，对电池的尺寸要求越来越大，为了提升快充能力，不断减小电池内部涂敷厚度，造成极片活性物质和电解液浸润的空间越来越小；为了提升能量密度，不断减少电池内部游离空间，使得电解液无处存放。伴随着对电池稳定性的要求越来越高，正极中镍单晶及高镍单晶材料的应用也越来越多，极片无法完全浸润的问题逐渐普遍化。
极片浸润困难会造成电池循环跳水，甚至极片不同位置脱嵌锂的能力不一致，造成部分区域析锂，更严重发生热失控。目前传统的锂离子浸润流程都是在高压下先一次注液，极片进行高温自然搁置，再进行预充电，最后补液化成。此方法针对以前小圆柱、小软包及小方型电池来说看不到浸润困难问题，但对现在比较厚，大的方型电池来说浸润就没那么良好，一次电解液注入进去了，但是负压预充又会将电解液吸出来，浸润不好再去预充化成经常会发现正负极片正中心会有无法浸润的区域，再加上现在使用涂胶隔膜来保证极片正负极界面贴合良好，使极片的浸润难上加难。
目前，想要解决极片的电解液浸润问题很难用传统方法得到进一步改善，尤其是对于动力应用的方型厚且大电池，想要提升极片的浸润性能更是困难重重。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的传统的锂离子电池极片浸润方法并不适用比较厚、大的方型电池，浸润效果很难进一步提升的缺陷，从而提供一种锂离子电池的电解液浸润方法。
为此，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种锂离子电池的电解液浸润方法，包括如下步骤：高压注液，一次搁置，一次预充电，二次搁置，二次预充电，三次搁置，补液，其中，所述二次预充电步骤包括以下阶段：
初始阶段：使用0.05C～0.2C的倍率电流充电到3.0～3.2V，充电过程中设置至少一次脉冲放电过程，真空度为-50～-70kPa；
中间阶段：使用0.1C～0.5C的倍率电流充电到3.2～3.5V，充电过程中设置至少一次脉冲放电过程，真空度为-60～-80kPa；
末期阶段：使用0.3C～0.5C的倍率电流充电到3.5～电池截止电压，充电过程中设置至少一次脉冲放电过程，真空度为-70～-100kPa。
可选的，所述初始阶段的放电倍率为0.05～0.1C，放电时间为2～15s；
所述中间阶段的放电倍率为0.1～0.5C，放电时间为2～15s；
所述末期阶段的放电倍率为0.3～0.5C，放电时间为2～15s。
可选的，所述初始阶段，中间阶段和末期阶段各设置2～5次脉冲放电。
可选的，所述初始阶段，中间阶段和末期阶段之后分别静置1～10min。
可选的，所述二次预充电步骤的操作温度为35～55℃；对电池加压500～1000N。
可选的，所述高压注液的操作为采用真空和高压循环的注液方式在电池中注入设计注液量90-100％的电解液；
可选的，所述真空和高压循环的注液方式的一个循环为：负压-50～-100kPa，保压10～30s，正压500～800kPa，保压10～30s，注入电解液，循环次数为4～10次。
可选的，所述一次搁置，二次搁置，三次搁置的温度均为35～55℃，时间均为4～10h；
所述三次搁置的过程中进行震动操作。
可选的，一次预充电的操作温度为25～45℃，使用0.01～0.1C的倍率电流充电到2.5～2.7V。
可选的，所述补液步骤为常压补液，补液至设计注液量。
可选的，所述的锂离子电池为方型锂电池，其电池外壳为铝、钢或塑料材质，电池长度≥100mm，高度≥80mm，厚度≥30mm。
可选的，电池长度100～1200mm，高度为80～200mm，厚度为30～100mm.
优选的，本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法包括以下步骤：
高压注液：采用多次循环将电解液注入方型电池中，其中注液量为设计注液量的90％～100％；一个循环为负压-100kPa抽真空，保压30s，正压800kPa,保压10s注入电解液；循环次数4～10次。
其中，设计注液量的计算方法为，电解液量＝电池容量*注液系数，注液系数2.0～4.0。
一次搁置：把电池在35～55℃的环境中放置4～10h，旨在保证极片活性物质得到电解液初步浸润。
一次预充电：电池在25～45℃环境中，使用0.05C的电流充电到2.5V～2.7V截止，旨在使负极涂层释放内部应力，促使物理膨胀得到释放，增加内部孔隙，吸收电解液。
二次搁置：把电池在35～55℃的环境中再次放置4～10h，旨在保证已充分吸收电解液的极片活性物质得到电解液完全浸润。
二次预充电：充分激活电池内部活性物质，进一步控制电池的SEI膜稳定性，采用以下要求充电：
二次预充条件为大面加压500～1000N，为保证电池的厚度得到控制，正负极表面界面接触良好，避免析锂发生；
预充过程在35～55℃的环境中进行，确保此温度下负极SEI膜成膜优质，稳定；
预充过程采用阶梯式的抽真空-50～-100kPa，目的排出预充过程的副反应有害气体，同时不会将电解液吸出；
初始阶段使用0.05C～0.2C充电到3.2V，充电过程中增加两次脉冲放电过程，如电压到2.8和3.2V时进行10秒的小电流放电，放电倍率0.05～0.1C；整个过程真空-50～-70kPa，使负极成膜充分致密；完成后静置1min；
中间阶段使用0.1C～0.5C充电到3.5V，充电过程中增加两次脉冲放电过程，如电压到3.3V和3.5V时进行10秒的小电流放电，放电倍率0.1～0.5C；整个过程真空-60～80kPa，完成后静置1min；
末期阶段使用0.3C～0.5C充电到3.7V，充电过程中增加两次脉冲放电过程，如电压到3.6V和3.7V时进行10秒的小电流放电，放电倍率0.3-1C；整个过程真空-70～100kPa，完成后静置1min。
三次搁置：把电池在35-55℃的环境中再次放置4～10h，电池继续承受500～1000N的夹紧压力下放置于振动台上，同步施加一定波形进行振动，例如如正弦波形，对数扫频等，频率：1～300Hz，振幅＜1mm；可XYZ三个方向振动1-6h，旨在保证已充分吸收电解液的极片活性物质得到电解液完全浸润，正负极与隔膜界面贴合紧密，此步骤另外好处能够明显降低电池内阻。
补液：补充剩余未注入的电解液，如果预充阶段有电解液损失，需要加上前两步预充损失的电解液量，确保电池注液量一致，此工序无需高压注液，常规压力注液即可。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，包括如下步骤：高压注液，一次搁置，一次预充电，二次搁置，二次预充电，三次搁置，补液，并对二次预充电步骤进行限定，如此设置，能够在电解液注入后充分释放电池内部极片的内应力，增大正负极片的孔隙率，使电解液和内部颗粒接触更充分，从而增大电解液的吸入量，提升浸润效果。
本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，通过对放电倍率和放电时间的限定，具有在预充过程中消除电解液极化的作用，能够在负极表面减少副反应，形成有序均匀的SEI膜，进一步能够使电解液分布更均匀，改善浸润的效果。
本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，通过在二次预充电的各阶段进行静置，高温和振动下电解液的分子扩散能力增强，能够进一步提升电解液进入到极片更深处的效果。
本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，所述二次预充电步骤的操作温度为35-55℃；对电池加压500-1000N，能够使电池的厚度得到控制，正负极表面界面接触良好，避免析锂发生。
本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，采用真空和高压循环的注液方式进行高压注液，抽真空更彻底的排空内部空气，高压注液更能将电解液注入到电池最难浸润的地方，同时减小工序的时间，提高产能。
本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，所述三次搁置的过程中进行震动操作，保证已充分吸收电解液的极片活性物质得到电解液完全浸润，正负极与隔膜界面贴合紧密，此步骤另外的好处在于能够明显降低电池内阻。
本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法，适用于所有锂离子电池，尤其适用于方型锂电池，克服了比较厚，大的方型电池的浸润效果很难改良的问题。采用本发明提供的方法，能够显著改善电池的浸润效果，电解液吸液量明显提升，电池内阻显著降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的锂离子电池极片的电解液浸润方法的工艺流程图；
图2是本发明实施例1中浸润后负极片的照片；
图3是本发明对比例1中浸润后负极片的照片。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本实施例提供一种锂离子电池的电解液浸润方法，具体操作包括如下步骤：
高压注液，采用10次循环将电解液注入到2MEB(44.3*220*122)型号的方型电池中，此电池容量为180Ah，电池主要由电池结构件、隔膜、电解液、正极和负极组成。其中结构件由铝盖板和铝壳焊接组成外部结构，壳体内部主要为正极片、负极片和隔膜通过Z型叠片，一层一层叠加起来，电解液通过盖板预留的注液孔注入到壳体内部，浸润正负极片和隔膜。电解液为DMC：EC：DEC：EMC＝1：1：1：1，其中，注液量为设计注液量540g的90％；正极片组成为NCM811/导电剂/粘结剂＝97：1：2，负极片组成为石墨/导电剂/粘结剂＝96：1：3，隔膜为PE+陶瓷+PVDF，总厚度为16um(三者厚度比为12:3:1)，一个循环为负压-100kPa抽真空，保压30s，正压800kPa，保压10s，注入电解液48.6g。
一次搁置，把电池在45℃的环境中放置4h，旨在保证极片活性物质得到电解液初步浸润。
一次预充电，电池在45℃环境中，使用0.05C的电流充电到2.5V截止，旨在使负极涂层释放内部应力，促使物理膨胀得到释放，增加内部孔隙，吸收电解液。
二次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，旨在保证已充分吸收电解液的极片活性物质得到电解液完全浸润。
二次预充电，充分激活电池内部活性物质，进一步控制电池的SEI膜稳定性，采用以下要求充电：
电池预充条件为大面加压1000N，为保证电池的厚度得到控制，正负极表面界面接触良好，避免析锂发生；
预充过程在45℃的环境中进行，确保此温度下负极SEI膜成膜优质，稳定；
预充过程采用阶梯式的抽真空-50～-100kPa，目的是排出预充过程的副反应有害气体，同时不会将电解液吸出；
初始阶段：
a预充流程初始使用0.05C的倍率充电到2.8V，
b进行0.1C的倍率放电10秒，
c使用0.05C的倍率充电到3.2V，
d进行0.1C的倍率放电10秒，
放电主要是消除预充中未充分成膜的锂离子浓度极化，促使减小副反应。整个过程真空-50kPa，使负极成膜充分致密；完成后静置1min；
中间阶段：
a使用0.1C的倍率充电到3.3V，
b进行0.5C的倍率放电10秒，
c使用0.1C的倍率充电到3.5V，
d进行0.5C的倍率放电10秒，
整个过程真空-60kPa，完成后静置1min；
末期阶段：
a使用0.3C的倍率充电到3.6V，
b进行0.5C的倍率放电10秒，
c使用0.3C的倍率充电到3.7V，
d进行0.5C的倍率放电10秒，
整个过程真空-80kPa，完成后静置1min。
三次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，电池继续承受800N的夹紧压力下，放置过程中将电池放置于振动台上，同步施加正弦波形，频率：1～100Hz，振幅0.2mm，在XYZ三个方向各振动2h，结束。
补液：补充剩余未注入的电解液，如果预充阶段有电解液损失，需要加上前两步预充损失的电解液量，确保电池注液量一致，此工序无需高压注液，常规压力注液即可。
将预充后的方型电池继续充满电，进行拆解查看极片的浸润情况，图2为浸润后负极片的照片，从图中可以看出，使用此发明的极片颜色均匀。其它实施例和本实施例的照片接近，不再罗列。采用拆解电池，称取电池内部所有极片的重量的方法测试电解液吸液量，采用在50％SOC下，4C放电10s的方法测试电池内阻，具体结果见下表。
实施例2
本实施例提供一种锂离子电池的电解液浸润方法，具体操作包括如下步骤：
高压注液，采用10次循环将电解液注入到2MEB(44.3*220*122)型号的方型电池中，此电池容量为180Ah，电池主要由电池结构件、隔膜、电解液、正极和负极组成。其中结构件由铝盖板和铝壳焊接组成外部结构，壳体内部主要为正极片、负极片和隔膜通过Z型叠片，一层一层叠加起来，电解液通过盖板预留的注液孔注入到壳体内部，浸润正负极片和隔膜。电解液为DMC：EC：DEC：EMC＝1：1：1：1，其中，注液量为设计注液量540g的90％；正极片组成为NCM811/导电剂/粘结剂＝97：1：2，负极片组成为石墨/导电剂/粘结剂＝96：1：3，隔膜为PE+陶瓷+PVDF，总厚度为16um(三者厚度比为12:3:1)，一个循环为负压-100kPa抽真空，保压30s，正压800kPa，保压10s，注入电解液48.6g。
一次搁置，把电池在45℃的环境中放置4h，旨在保证极片活性物质得到电解液初步浸润。
一次预充电，电池在45℃环境中，使用0.1C的电流充电到2.8V截止，旨在使负极涂层释放内部应力，促使物理膨胀得到释放，增加内部孔隙，吸收电解液。
二次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，旨在保证已充分吸收电解液的极片活性物质得到电解液完全浸润。
二次预充电，充分激活电池内部活性物质，进一步控制电池的SEI膜稳定性，采用以下要求充电：
电池预充条件为大面加压1000N，为保证电池的厚度得到控制，正负极表面界面接触良好，避免析锂发生；
预充过程在45℃的环境中进行，确保此温度下负极SEI膜成膜优质，稳定；
预充过程采用阶梯式的抽真空-50～-100kPa，目的是排出预充过程的副反应有害气体，同时不会将电解液吸出；
初始阶段：
a预充流程初始使用0.1C的倍率充电到2.8V，
b进行0.2C的倍率放电10秒，
c使用0.1C的倍率充电到3.2V，
d进行0.2C的倍率放电10秒，
放电主要是消除预充中未充分成膜的锂离子浓度极化，促使减小副反应。整个过程真空-50kPa，使负极成膜充分致密；完成后静置1min；
中间阶段：
a使用0.2C的倍率充电到3.3V，
b进行0.7C的倍率放电10秒，
c使用0.2C的倍率充电到3.5V，
d进行0.7C的倍率放电10秒，
整个过程真空-60kPa，完成后静置1min；
末期阶段：
a使用0.5C的倍率充电到3.6V，
b进行0.7C的倍率放电10秒，
c使用0.5C的倍率充电到3.7V，
d进行0.7C的倍率放电10秒，
整个过程真空-80kPa，完成后静置1min。
三次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，电池继续承受800N的夹紧压力下，放置过程中将电池放置于振动台上，同步施加正弦波形，频率：1～100Hz，振幅0.2mm，在XYZ三个方向各振动2h，结束。
补液：补充剩余未注入的电解液，如果预充阶段有电解液损失，需要加上前两步预充损失的电解液量，确保电池注液量一致，此工序无需高压注液，常规压力注液即可。
将预充后的方型电池继续充满电，进行拆解查看极片的浸润情况。采用拆解电池，称取电池内部所有极片的重量的方法测试电解液吸液量，采用在50％SOC下，4C放电10s的方法测试电池内阻，具体结果见下表。
实施例3
本实施例提供一种锂离子电池的电解液浸润方法，具体操作包括如下步骤：
高压注液，采用10次循环将电解液注入到2MEB(44.3*220*122)型号的方型电池中，此电池容量为180Ah，电池主要由电池结构件、隔膜、电解液、正极和负极组成。其中结构件由铝盖板和铝壳焊接组成外部结构，壳体内部主要为正极片、负极片和隔膜通过Z型叠片，一层一层叠加起来，电解液通过盖板预留的注液孔注入到壳体内部，浸润正负极片和隔膜。电解液为DMC：EC：DEC：EMC＝1：1：1：1，其中，注液量为设计注液量540g的90％；正极片组成为NCM811/导电剂/粘结剂＝97：1：2，负极片组成为石墨/导电剂/粘结剂＝96：1：3，隔膜为PE+陶瓷+PVDF，总厚度为16um(三者厚度比为12:3:1)，一个循环为负压-100kPa抽真空，保压30s，正压800kPa，保压10s，注入电解液48.6g。
一次搁置，把电池在45℃的环境中放置4h，旨在保证极片活性物质得到电解液初步浸润。
一次预充电，电池在45℃环境中，使用0.05C的电流充电到2.5V截止，旨在使负极涂层释放内部应力，促使物理膨胀得到释放，增加内部孔隙，吸收电解液。
二次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，旨在保证已充分吸收电解液的极片活性物质得到电解液完全浸润。
二次预充电，充分激活电池内部活性物质，进一步控制电池的SEI膜稳定性，采用以下要求充电：
电池预充条件为大面加压1000N，为保证电池的厚度得到控制，正负极表面界面接触良好，避免析锂发生；
预充过程在45℃的环境中进行，确保此温度下负极SEI膜成膜优质，稳定；
预充过程采用阶梯式的抽真空-50～-100kPa，目的是排出预充过程的副反应有害气体，同时不会将电解液吸出；
初始阶段：
a预充流程初始使用0.05C的倍率充电到2.8V，
b进行0.1C的倍率放电10秒，
c使用0.05C的倍率充电到3.0V，
d进行0.1C的倍率放电10秒，
e使用0.05C的倍率充电到3.2V，
f进行0.1C的倍率放电10秒，
放电主要是消除预充中未充分成膜的锂离子浓度极化，促使减小副反应。整个过程真空-50kPa，使负极成膜充分致密；完成后静置1min；
中间阶段：
a使用0.1C的倍率充电到3.3V，
b进行0.5C的倍率放电10秒，
c使用0.1C的倍率充电到3.4V，
d进行0.5C的倍率放电10秒，
e使用0.1C的倍率充电到3.5V，
f进行0.5C的倍率放电10秒，
整个过程真空-60kPa，完成后静置1min；
末期阶段：
a使用0.3C的倍率充电到3.6V，
b进行0.5C的倍率放电10秒，
c使用0.3C的倍率充电到3.7V，
d进行0.5C的倍率放电10秒，
e使用0.3C的倍率充电到3.8V，
f进行0.5C的倍率放电10秒，
整个过程真空-80kPa，完成后静置1min。
三次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，电池继续承受800N的夹紧压力下，放置过程中将电池放置于振动台上，同步施加正弦波形，频率：1～100Hz，振幅0.2mm，在XYZ三个方向各振动2h，结束。
补液：补充剩余未注入的电解液，如果预充阶段有电解液损失，需要加上前两步预充损失的电解液量，确保电池注液量一致，此工序无需高压注液，常规压力注液即可。
将预充后的方型电池继续充满电，进行拆解查看极片的浸润情况。采用拆解电池，称取电池内部所有极片的重量的方法测试电解液吸液量，采用在50％SOC下，4C放电10s的方法测试电池内阻，具体结果见下表。
实施例4
本实施例提供一种锂离子电池的电解液浸润方法，具体操作包括如下步骤：
高压注液，采用10次循环将电解液注入到2MEB(44.3*220*122)型号的方型电池中，此电池容量为180Ah，电池主要由电池结构件、隔膜、电解液、正极和负极组成。其中结构件由铝盖板和铝壳焊接组成外部结构，壳体内部主要为正极片、负极片和隔膜通过Z型叠片，一层一层叠加起来，电解液通过盖板预留的注液孔注入到壳体内部，浸润正负极片和隔膜。电解液为DMC：EC：DEC：EMC＝1：1：1：1，其中，注液量为设计注液量540g的90％；正极片组成为NCM811/导电剂/粘结剂＝97：1：2，负极片组成为石墨/导电剂/粘结剂＝96：1：3，隔膜为PE+陶瓷+PVDF，总厚度为16um(三者厚度比为12:3:1)，一个循环为负压-100kPa抽真空，保压30s，正压800kPa，保压10s，注入电解液48.6g。
一次搁置，把电池在45℃的环境中放置4h，旨在保证极片活性物质得到电解液初步浸润。
一次预充电，电池在45℃环境中，使用0.05C的电流充电到2.5V截止，旨在使负极涂层释放内部应力，促使物理膨胀得到释放，增加内部孔隙，吸收电解液。
二次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，旨在保证已充分吸收电解液的极片活性物质得到电解液完全浸润。
二次预充电，充分激活电池内部活性物质，进一步控制电池的SEI膜稳定性，采用以下要求充电：
电池预充条件为大面加压1000N，为保证电池的厚度得到控制，正负极表面界面接触良好，避免析锂发生；
预充过程在45℃的环境中进行，确保此温度下负极SEI膜成膜优质，稳定；
预充过程采用阶梯式的抽真空-50～-100kPa，目的是排出预充过程的副反应有害气体，同时不会将电解液吸出；
初始阶段：
a预充流程初始使用0.05C的倍率充电到2.8V，
b进行0.1C的倍率放电10秒，
c使用0.05C的倍率充电到3.2V，
d进行0.1C的倍率放电10秒，
放电主要是消除预充中未充分成膜的锂离子浓度极化，促使减小副反应。整个过程真空-50kPa，使负极成膜充分致密；完成后静置1min；
中间阶段：
a使用0.1C的倍率充电到3.3V，
b进行0.5C的倍率放电10秒，
c使用0.1C的倍率充电到3.5V，
d进行0.5C的倍率放电10秒，
整个过程真空-60kPa，完成后静置1min；
末期阶段：
a使用0.3C的倍率充电到3.6V，
b进行0.5C的倍率放电10秒，
c使用0.3C的倍率充电到3.7V，
d进行0.5C的倍率放电10秒，
整个过程真空-80kPa，完成后静置1min。
三次搁置，把电池在45℃的环境中再次放置4h，电池继续承受800N的夹紧压力下，放置过程中将电池放置于振动台上，同步施加正弦波形，频率：1～200Hz，振幅0.5mm，在XYZ三个方向各振动4h，结束。
补液：补充剩余未注入的电解液，如果预充阶段有电解液损失，需要加上前两步预充损失的电解液量，确保电池注液量一致，此工序无需高压注液，常规压力注液即可。
将预充后的方型电池继续充满电，进行拆解查看极片的浸润情况。采用拆解电池，称取电池内部所有极片的重量的方法测试电解液吸液量，采用在50％SOC下，4C放电10s的方法测试电池内阻，具体结果见下表。
对比例1
本对比例提供一种锂离子电池的电解液浸润方法，具体操作包括如下步骤：
高压注液，采用10次循环将电解液注入到2MEB(44.3*220*122)型号的方型电池中，此电池容量为180Ah，电池主要由电池结构件、隔膜、电解液、正极和负极组成。其中结构件由铝盖板和铝壳焊接组成外部结构，壳体内部主要为正极片、负极片和隔膜通过Z型叠片，一层一层叠加起来，电解液通过盖板预留的注液孔注入到壳体内部，浸润正负极片和隔膜。电解液为DMC：EC：DEC：EMC＝1：1：1：1，其中，注液量为设计注液量540g的90％；正极片组成为NCM811/导电剂/粘结剂＝97：1：2，负极片组成为石墨/导电剂/粘结剂＝96：1：3，隔膜为PE+陶瓷+PVDF，总厚度为16um(三者厚度比为12:3:1)，一个循环为负压-100kPa抽真空，保压30s，正压800kPa，保压10s，注入电解液48.6g。
一次搁置，把电池在45℃的环境中放置10h，旨在保证极片活性物质得到电解液初步浸润。
一次预充电，电池在45℃环境中，采用以下要求充电：
电池预充条件为大面加压800N，为保证电池的厚度得到控制，正负极表面界面接触良好，避免析锂发生；
预充过程在45℃的环境中进行，确保此温度下负极SEI膜成膜优质，稳定；
预充过程采用阶梯式的抽真空-50～-100kPa，目的是排出预充过程的副反应有害气体，同时不会将电解液吸出；
初始阶段：
预充流程初始使用0.05C的倍率充电到2.8V，
放电主要是消除预充中未充分成膜的锂离子浓度极化，促使减小副反应。整个过程真空-50kPa，使负极成膜充分致密；完成后静置1min；
中间阶段：
使用0.1C的倍率充电到3.3V，
整个过程真空-60kPa，完成后静置1min；
末期阶段：
使用0.3C的倍率充电到3.7V，
整个过程真空-80kPa，完成后静置1min。
补液：补充剩余未注入的电解液，如果预充阶段有电解液损失，需要加上前两步预充损失的电解液量，确保电池注液量一致，此工序无需高压注液，常规压力注液即可。
将预充后的方型电池继续充满电，进行拆解查看极片的浸润情况，图3为浸润后负极片的照片，从图中可以看出，未使用此发明的极片中间出现明显的黑线，为电池没有充分浸润，在充放电过程中无法使负极充分嵌锂。采用拆解电池，称取电池内部所有极片的重量的方法测试电解液吸液量，采用在50％SOC下，4C放电10s的方法测试电池内阻，具体结果见下表。
表1
电池吸液量/g 电池内阻/mΩ
实施例1 476 0.68
实施例2 473 0.68
实施例3 475 0.67
实施例4 477 0.64
对比例1 420 0.74
从表中数据可知，采用本发明的方法，相比对比例无论是哪种实施例均能够明显改善浸润，且吸液量提升了约13％，另外还能降低电池内阻。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，包括如下步骤：高压注液，一次搁置，一次预充电，二次搁置，二次预充电，三次搁置，补液，其中，所述二次预充电步骤包括以下阶段：
初始阶段：使用0.05C~0.2C的倍率电流充电到3.0~3.2V，充电过程中设置至少一次脉冲放电过程，真空度为-50~-70kPa；
中间阶段：使用0.1C~0.5C的倍率电流充电到3.2~3.5V，充电过程中设置至少一次脉冲放电过程，真空度为-60~-80kPa；
末期阶段：使用0.3C~0.5C的倍率电流充电到3.5~电池截止电压，充电过程中设置至少一次脉冲放电过程，真空度为-70~-100kPa；
所述三次搁置的过程中进行震动操作；
所述初始阶段的放电倍率为0.05~0.1C，放电时间为2~15s；
所述中间阶段的放电倍率为0.1~0.5C，放电时间为2~15s；
所述末期阶段的放电倍率为0.3~0.5C，放电时间为2~15s；
所述高压注液的操作为采用真空和高压循环的注液方式，所述真空和高压循环的注液方式的一个循环为：负压-50~-100kPa，保压10~30s，正压500~800kPa，保压10~30s，注入电解液，循环次数为4~10次。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，所述初始阶段，中间阶段和末期阶段各设置2~5次脉冲放电。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，所述初始阶段，中间阶段和末期阶段之后分别静置1~10min。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，所述二次预充电步骤的操作温度为35~55℃；对电池加压500~1000N。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，所述高压注液的操作为采用真空和高压循环的注液方式在电池中注入设计注液量90-100%的电解液。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，所述一次搁置，二次搁置，三次搁置的温度均为35~55℃，时间均为4~10h。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，一次预充电的操作温度为25~45℃，使用0.01~0.1C的倍率电流充电到2.5~2.7V。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，补液步骤为常压补液，补液至设计注液量。
9.根据权利要求1-8任一项所述的锂离子电池的电解液浸润方法，其特征在于，所述的锂离子电池为方型锂电池，其电池外壳为铝、钢或塑料材质，电池长度≥100mm，高度≥80mm，厚度≥30mm。
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