[发明专利]一种软包锂离子电池生产的开口化成方法

说明书

本发明公开了一种软包锂离子电池生产的开口化成方法，化成过程中同步进行排气，包括以下步骤：(一)电芯装夹；(二)夹具压合；(三)化成通电；(四)气袋吸附；(五)刺穿气袋；(六)电芯化成；(七)化成完成；(八)刺口密封；(九)气压平衡；(十)静置分容；(十一)夹具开夹；(十二)取出电芯，进行后续的二封、切边工艺。本发明电池生产过程中化成过程中同步进行排气，减少了分开处理的设备投入成本，缩短了化成时间，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种软包锂离子电池生产的开口化成方法。

背景技术

锂离子电池的生产制造，是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程，整体来说，锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、封口、化成、老化工艺，在这三个阶段的工艺中，每道工序又有数道关键工艺，每步都会对电池最后性能形成很大的影响，封口的电芯完成后，需要进行化成，就是对制造出来的锂离子电池进行一次小电流的充放电。

电池制作完成后，电极材料并不是处在最佳适用状态，或者物理性质不合适。例如颗粒太大，接触不紧密或者物相本身不对。例如一些合金机理的金属氧化物负极，需要进行首次充放电对其激活。在锂电池进行第一次充电过程中，Li+从正极活物质中脱出，经过电解液、隔膜、电解液后，嵌入负极石墨材料层间，在此过程中，电子沿着外围电路从正极迁移到负极此时，由于锂离子嵌入石墨负极电位较低电子会先与电解液反应生成SEI膜和部分气体，在此过程中会产生部分气体产生同时伴随少量电解液的消耗，有些电池厂家会在此过程后进行电池排气和补液的操作，尤其是对于钛酸电池来说，会产生大量的气体造成电池鼓包厚度超过10％。

化成完成后的电池排气工序是化成工艺中的一个关键工艺，大部分电池厂家是在充放电过程后，单独进行排气，采用小电流化成的整个化成工序时间长，过程中必须密封注液孔并密闭防止电解液长时间在高温高压过程中而气化损耗。由于锂离子对水敏感，在电池制作过程中，在极片或者电解液中存在微量水分，在化成时候就会产生大量气体，这些气体在封闭的电池内无法排泄出来，在化成过程中产生的气体在化成完后，又需要打开注液孔进行排气，然后再次密封，生产效率低下。

对于锂离子电池在注液后的热压化成工序，现有技术通常会采用如图1、图2所示的工艺方法来处理，图1中的工艺是：前段工艺－化成－排气－二封－切边－分容－后续工艺。图2中的工艺是：前段工艺－化成－分容－排气－二封－切边－后续工艺。上述二种工艺方法化成工序及排气工序均是单独分开进行并采用不同的设备或工装夹具以致设备的投入较高且化成时间长，生产效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是电池生产过程中化成－排气工序分开以致设备投入成本高且化成时间长，生产效率低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种软包锂离子电池生产的开口化成方法，其化成过程中同步进行排气，包括以下步骤：

(一)电芯装夹，将软包锂离子电池电芯装夹在热压化成夹具各个层压板内；

(二)夹具压合，通过热压化成夹具的层压板压合电芯，同时带动固定安装在层压板顶的开口化成和排气一体装置夹合电芯气袋；

(三)化成通电，通过中央控制单元控制热压化成夹具接通电芯化成充放电电源，对电芯进行第一次充电，电芯开始进行化成工艺；

(四)气袋吸附，开口化成和排气一体装置在其吸盘空腔内产生预设负压，并将吸盘喇叭口紧密的吸附在电芯气袋侧面；

(五)刺穿气袋，开口化成和排气一体装置内的气动部件开始工作输入压缩空气，压缩空气推动刺刀机构动作，吸盘空腔内的刺刀刺出并刺穿吸盘所吸附的电芯气袋；

(六)电芯化成，热压化成工艺开始进行充电流程，在吸盘空腔内恒定负压的作用下，电池化成过程中的产生的气体通过刺破口，途经吸盘空腔，通过开口化成和排气一体装置的抽气口导出；