[发明专利]一种锂电池制造过程中注液前烘烤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术，尤其是锂离子电池在注液前烘烤的方法。

背景技术

随着全球石油资源紧张、大气环境污染加剧。节能环保的纯电动汽车已被公认为21世纪汽车工业发展的主要方向。 国内外各汽车厂商慢慢将目光投向纯电动汽车和混合动力汽车。这些趋势必将大大推动新能源汽车产业的飞速发展, 也为锂离子电池的生产和研发提供良好的平台。纯电动汽车最关键部分是电池模块, 模块是由单体电池串并联组成。单体锂离子电池就成为最关键的部分。单体锂离子电池的性能好坏将直接影响整个电池模块的性能。也将影响电动车的正常运行。

动力锂离子电池一般使用以六氟磷酸锂为主体的功能性复合电解液，此类电解液与水反应，生产水与其他产物，反应生产的水还行继续与电解液继续反应，从而形成恶性循环。因此，锂离子电池制造过程中需要严格控制的一项关键性指标为注液前电池的水份含量。理论上水份含量越低越好，实际工业制造过程中，锂离子电池在注液前，电池极片的水份含量一般在200-400ppm，现阶段的电池制造水平可以容忍此种程度的水份含量。

因为电池制造过程中的特殊要求，电池注液前，电池的顶盖与壳体已经被激光焊接，且焊缝的密封性能良好，电池顶盖上只预留一个直径约1.2mm的注液孔，这样就大大增加了烘烤的难度；另外电池内部必须有隔膜这一重要的原材料，隔膜一般都是耐高温性能很差，锂电池行业经验告知我们，电池注液前烘烤的温度一般不能高于一个限定的数值，此上限温度一般由隔膜的材质所决定，这样又从另一个方面大大制约了注液前的烘烤效果。因此电池制造行业迫切需要一种比较合适、高效的注液前电池烘烤的方法来有效降低注液前电池水份的含量。

电池在制造过程中，要求处在干燥的环境中，且根据要求在某些特定的流程位置烘烤半成品，最终保证在注射电解液前电池极片的水分含量低于规定的数值。因为现阶段锂离子电池内使用的复合电解液，极易与水发生复杂的化学反应，生成的产物之一为水，产物水与电解液继续反应。故注液前的电池极片含水份量一般要低于规定的数值，一旦注液前电池水份含量超过这一规定的数值，其成品电池的性能将急剧下降，直至发生电池严重气胀，电池报废。电池在注射电解液前，只预留一个直径非常小的注射孔，这就大大增加了电池烘烤过程中的水份去除的难度，因此需要有更合理和更优化的烘烤方法加以实现。

从现阶段的电池制造技术水平来看，注液前的电池一般都需要烘烤，不同的电池制造厂商可能采用不同的烘烤方法，但传统的烘烤方法往往较难达到产品的技术要求，这就迫切需要一种合适的电池注液前的烘烤方法来解决此问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明通过加热使烘箱的温度恒定在规定的范围值以内，并通过真空泵对烘烤区持续抽真空（烘烤中途充一次氮气并保持数分钟），最终实现经过烘烤的电池内水份含量有效降低。

本发明的锂电池制造过程中注液前烘烤的方法，其是将待烘烤锂电池置于一端通过出气管道连接无油爪式真空泵、另一端通过进气管道连接氮气储气罐的密封烘箱中，在烘烤温度80±3℃下，持续抽真空15-20小时后，再通过氮气储气罐充干燥氮气3-5分钟，保压15-25分钟，再持续抽真空15-16小时，然后停止抽真空，停止加热，烘烤结束，烘箱保持真空，自然降温。

所述出气管道上设有真空联通阀，所述进气管道上设有氮气联通阀；抽真空时，真空联通阀打开，氮气联通阀关闭；充氮气时，真空联通阀关闭，氮气联通阀打开。

本发明在烘烤时的真空度为-0.090MPa以上。

为实现本发明方法的自动化控制，本发明中所述密封烘箱上设有可协调控制真空联通阀、氮气联通阀开闭的阀控制器以及温度控制器和压力控制器，使烘箱自动操作时，烘烤区域的温度自动控制在规定的范围内，并根据烘烤程序设定自动控制真空泵的开与关，并传递信号控制氮气管道电磁阀与真空管道电磁阀的开与关。

本发明易操作，实用性强，并能够有效降低注液前电池内极片的水份含量，大大提升了产品质量，同时可通过自动化控制实现生产效率的提升。

具体实施方式

下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。

实施例1