[发明专利]一种锂离子电芯的制作工艺

说明书

本发明涉及一种锂离子电芯的制作工艺,包括以下步骤：1)制作电芯：将正极片、隔离膜和负极片通过叠片或卷绕的方式制成裸电芯；2)预压：将裸电芯置于密闭空间的下压板上，驱动装置驱动上压板下压以固定待压裸电芯；3)抽气：以≤‑50kPa的负压对密闭空间进行抽气；4)热压：通过加热使裸电芯温度维持在30～200℃，并以0.1～10MPa的压力对裸电芯施压3～300s；5)成型：使上压板上升，取出热压成型的裸电芯。本发明在热压成型过程增加抽气处理步骤，使极片与隔离膜接触更加均匀一致，从而避免充电界面黑斑，降低因析锂带来的内短路等安全风险，并提升电池充放电循环中的容量保持性能，使电池循环寿命提升20％以上。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电芯的制作工艺。

背景技术

循环寿命和安全性能是锂离子电池的两个重要性能指标。其中，电池循环寿命缩短的一个主要因素是电芯变形，尤其是卷绕型结构的锂离子电芯，随着电池不断地循环充放电，其正负极片厚度增加，卷芯内部应力增大而导致电芯变形。目前，行业内普遍的做法是在隔膜表层涂覆粘性功能涂层，并通过加热或加压等方式使隔膜与正负极片起到良好的粘接效果，从而解决电池循环过程中的变形问题。

然而，该做法存在以下缺陷：如图1所示，隔膜1的粘性涂层2厚度不均匀，同时正负极片也存在厚度波动，这样卷绕时隔膜偏厚位置会与极片3粘接形成密闭区域4，造成气体残留；这样，充电时阳极界面易在储气位置形成黑斑、锂枝晶，消耗电解液速度加快，导致电池循环容量快速衰减；此外，锂枝晶堆积到一定程度会刺破隔膜造成电池内短路，影响电池安全性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电芯的制作工艺，该工艺除能够防止电芯循环变形外，还可降低因隔膜涂覆厚度差异造成的电芯界面不均匀性，有效提高电池循环性能和安全性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电芯的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1)、制作电芯：将正极片、隔离膜和负极片通过叠片或卷绕的方式制成裸电芯；

步骤2)、预压：将裸电芯置于密闭空间的下压板上，驱动装置驱动上压板下压以固定待压裸电芯；

步骤3)、抽气：以≤-50kPa的负压对密闭空间进行抽气；

步骤4)、热压：通过加热使裸电芯温度维持在30～200℃，并以0.1～10MPa的压力对裸电芯施压3～300s；

步骤5)、成型：使上压板上升，取出热压成型的裸电芯。

相比于现有技术，本发明的制作工艺在对裸电芯进行热压成型时，通过增加抽气处理步骤，使极片和隔离膜之间的残留气体去除，再进行热压，这样能使极片与隔离膜接触更加均匀一致，从而防止电芯充电出现界面黑斑和析锂问题，有效提升电池的循环寿命和安全性能。

作为本发明锂离子电芯的制作工艺的优选方案，步骤2)中，所述裸电芯在预压前采用45～100℃的高温烘烤5min～24h，以使裸电芯内部受热均匀，同时缩短加压时间，提升生产效率。

作为本发明锂离子电芯的制作工艺的优选方案，步骤2)中，所述驱动装置为电机、气压缸或液压缸。

作为本发明锂离子电芯的制作工艺的优选方案，步骤3)中，所述抽气的时间为2～20s。

作为本发明锂离子电芯的制作工艺的优选方案，步骤4)中，施压的压力大小为0.5～10MPa。

作为本发明锂离子电芯的制作工艺的优选方案，步骤4)中，施压方式包括恒压施压和变压施压。其中，恒压施压即保持加压参数恒定，变压施压即施压过程使加压参数分段设置或连续变化。