[发明专利]一种提高软包电池化成浸润性及SEI膜稳定性的方法

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，为解决传统软包电池化成工艺中卷芯处铝塑膜易鼓胀，导致浸润性和SEI膜稳定性差的问题，提供了一种提高软包电池化成浸润性及SEI膜稳定性的方法，其特征在于，在电芯真空注液前，于卷芯与气袋交界处，进行至少两处的一次预封处理，得到第一预封区，然后真空注液、于气袋开口处封装，经化成，抽气、热封、裁切得到电芯。本发明在软包电池卷芯与气袋交界处附近进行预封处理，起到对卷芯处定型的作用，使得电芯在化成过程中均保持较好的浸润效果，并且有助于高温老化形成稳定的SEI膜。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种提高软包电池化成浸润性及SEI膜稳定性的方法。

背景技术

在液态锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。这种钝化层是一种界面层，具有固体电解质的特征，是电子绝缘体却是Li⁺的优良导体，Li⁺可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出，因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”(solid electrolyte interface)简称SEI膜。

SEI膜的形成对电极材料的性能产生至关重要的影响。一方面SEI膜的形成消耗了部分锂离子，使得首次充放电不可逆容量增加，降低了电极材料的充放电效率；另一方面SEI 膜具有有机溶剂不溶性，在有机电解质溶液中能稳定存在，并且溶剂分子不能通过该层钝化膜，从而能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。因此，深入研究SEI膜的形成机理、组成结构、稳定性及其影响因素，并进一步寻找改善SEI膜性能的有效途径，一直都是世界电化学界研究的热点。

软包锂离子电池一般采用铝塑膜作为包装材料，该材料由聚丙烯层、铝层、尼龙层构成，其优点是柔性、重量轻、设计灵活。在化成过程中会产生多种气体，例如C₂H₄、CO等，为了存储这些气体，通常会在铝塑膜袋上预留有气袋区用于储存生成的气体，这些气袋区是柔软易弯曲的。

电芯在浸润和化成中产生的气体会导致软包电池的鼓胀，这种现象在高Ni三元电池中尤为明显，卷芯处铝塑膜的鼓胀会导致电解液液位偏低，影响偏上部的极片的浸润性，并且预充化成之后电池均会进行高温老化，目的是让形成的SEI膜溶解再生成，若电解液不能完全浸润极片，也会影响到极片的SEI成膜。

中国专利文献上公开了“一种软包锂离子电池电解液浸润方法、软包锂离子电池的化成方法”，申请公布号为CN 106876792A，该发明在封装后保持真空静置，目前大部分电芯制造均已经采用了真空注液方法。但是无法保证电池在充放电过程中极片与电解液浸润效果，因为电芯(尤其在高镍体系中)化成过程中的产气较多，气体导致电芯的鼓胀、电解液液位随之降低，气囊侧极片的浸润和SEI成膜由于消耗电解液变得不充分。可能导致黑斑、析锂等问题(如图1)。

发明内容

本发明为了克服传统软包电池化成工艺中卷芯处铝塑膜易鼓胀，导致浸润性和SEI膜稳定性差的问题，提供了一种提高软包电池化成浸润性及SEI膜稳定性的方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高软包电池化成浸润性及SEI膜稳定性的方法，在电芯真空注液前，于卷芯与气袋交界处，进行至少两处的一次预封处理，得到第一预封区，然后真空注液、于气袋开口处封装，经化成，抽气、热封、裁切得到电芯。

本发明通过在软包电池卷芯与气袋的交界处附近进行预封处理，保持电芯处在化成过程中的形状稳定性(不鼓胀)，使大部分气体排至气袋区，维持了电解液的液位，从而提高电解液浸润性及在化成老化过程中的SEI成膜稳定性。

作为优选，所述第一预封区距离最终封口2～5mm。

作为优选，所述第一预封区的尺寸为长75mm*宽8mm。