[发明专利]一种高容量高压实负极锂离子电池的浸润方法

说明书

本发明涉及锂离子电池制备领域，特别涉及一种高容量高压实负极锂离子电池的浸润方法。在高温浸润的基础上，采用抽真空注液、高温搁置、预化成、高温搁置、二次注液封口、续化成一共六个阶段，针对高容量高压实负极进行充分浸润，一是在保留高温浸润高效率的优点，前后使用两次高温搁置，减少了浸润时间和等待时间，节约了时间成本；二是增加预化成和续化成工序，提升高容量高压实负极吸附电解液的能力，避免充放电过程中析锂现象；提高了高容量高压实锂离子电池的循环寿命。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制备领域，特别涉及一种高容量高压实负极锂离子电池的浸润方法。

背景技术

能源短缺和环境污染是现代社会面临的两大问题，为了缓解能源和环境压力，电动汽车产业应运而生，快速发展电动汽车逐步代替燃油车已成当代必然趋势。锂离子电池具有循环性能好、能量密度高、工作温度范围大、无记忆效应、绿色无污染等优点。

随着人们对锂离子电池能量密度的不断追求，对电池极片压实密度也不断提高。压实密度提高对极片的浸润增加了难度。为了生产更好的锂离子电池，必须优化其生产制作中的浸润过程。目前，锂离子电池的浸润方法主要包括如下方法：(1)室温浸润：电芯注液后，通过在室温下搁置40至48h，使电解液慢慢渗透至电芯内部，通过预化成，使电解液浸润极片内部；(2)高温浸润：电芯注液后，通过在高温下搁置30h至38h后，使电解液慢慢渗透至电芯内部，通过预化成，使电解液浸润极片内部。但是，在高容量高压实负极材料方面，常温浸润工艺无法实现电解液在负极片的充分浸润，造成负极活性物质活化不充分，锂离子无法自由嵌入，造成析锂现象。另外，高温浸润工艺能实现在室温浸润基础上，利用高温提高电解液的扩散速度，但是对提高极片内部浸润能力效果不明显，仍无法实现高容量高压实负极锂离子动力电池的充分浸润。

发明内容

针对目前锂离子电池的室温浸润普遍困难、电芯失液量高、循环寿命不理想的问题，本发明提供一种高容量高压实负极锂离子电池的浸润方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高容量高压实负极锂离子电池的浸润方法，包括以下步骤：

S1、抽真空注液：将制备好的电池放在注液架上，注液架中放入105wt％所需电解液的量，因为在循环抽真空的过程中，电解液会挥发，所以待注液的量需要增加5％，保证注入充足的电解液。将注液架置于真空箱中抽真空，真空保压后泄压，泄压的管子尾部接一个尾气处理装置，泄压后搁置，让电解液在电芯内部慢慢渗透，然后循环三到六次；

S2、高温搁置：将抽真空注液后未封口的电芯在高温下进行搁置，注液口向上，搁置8～12h，同时在烘箱内充入惰性气体进行保护。充氮气保护有利于防止电解液在搁置过程中吸水，高温搁置有利于加速电解液的扩散，让电解液渗透到电芯内部；

S3、预化成：在充电设备上，用0.01C～0.2C的电流对步骤S2完成后的电芯进行预充电，充电上限电压为3.2V～3.6V，充电时间为30min～300min；预化成有利于电解液浸润到极片内部；

S4、高温搁置：将预化成后未封口电芯在高温下进行搁置，注液口向上，搁置8～14h，同时在烘箱内充入惰性气体进行保护。高温搁置有利于除去化成过程中产生的气体，避免封口后，产生气泡，极片界面不良。高压实极片孔隙较小，同时高温搁置也利于电解液在极片内部的扩散和浸润；

S5、二次注液、封口：将完成步骤S4的电池放在注液架上，注液架中放入105wt％所需电解液的量，因为在循环抽真空的过程中，电解液会挥发，同上述步骤S1，待补液的量需要增加5％。将注液架置于真空箱中抽真空，真空保压后泄压，泄压的管子尾部接一个尾气处理装置，泄压后搁置，让电解液在电芯内部慢慢渗透，然后循环二到四次完成补液，补液后将电池封口；此处循环次数过多，会把原本注入电芯内的电解液抽出来。二次注液的目的主要是为了弥补第一次注液量的不足和预化成过程中喷液的损失，保证电池在后续循环过程中电解液充足，保持良好的循环寿命；