[发明专利]一种可换液锂浆料电池的制备方法

说明书

本发明提供了一种可换液锂浆料电池的制备方法，该方法包括除水预处理步骤和注液步骤。其中，在除水预处理步骤中，经由第一注排端口向可换液锂浆料电池中注入预处理溶剂体系，保持一段时间后，经由第二注排端口将预处理溶剂体系排出，用以实现可换液锂浆料电池的除水预处理；在除水预处理之后的注液步骤中，经由第一注排端口向可换液锂浆料电池中注入电解液，用以完成可换液锂浆料电池的注液。本发明避免了传统锂离子电池在干燥设备中完全烘干的方法，而是利用了可换液锂浆料电池的注排端口，注入可以达到除水目的的预处理溶剂体系并且将反应后的预处理溶剂体系排出电池壳体，从而实现高效、彻底、无材料劣化风险的电池内部除水。

技术领域

本发明涉及锂浆料电池领域，具体地涉及一种可换液锂浆料电池的制备方法。

背景技术

锂浆料电池是一种新型的锂离子电池。锂浆料电池的电极片是由储锂活性物质、导电材料和电解液组成的浆料构成。其中，非粘结固定的储锂活性物质和导电材料在浆料电极中处于悬浮或沉淀状态，当电池受到外部冲击或震动时，储锂活性物质和导电材料可以在电解液中局部移动，形成动态导电网络，从而避免了传统锂离子电池由于电极材料从集流体脱落或松动导致的电池容量下降和循环寿命衰减的问题。

锂浆料电池的材料体系与传统的锂离子电池的材料体系相近。目前，锂浆料电池采用的电解质锂盐主要是LiPF₆，其对水分非常敏感，很容易与电解液中微量水分发生反应：LiPF₆+H₂O→LiF+HF+POF₃，生成的HF不仅腐蚀电极材料，而且破坏SEI膜，导致电池内部阻抗的增大和循环寿命的减少。所以，有效地去除电池内部水分对电池良好性能的发挥至关重要。

传统锂离子电池注液前一般通过70℃烘干36-72小时，每2小时置换一次氮气的方法对电芯进行干燥除水。对于极片更厚、尺寸更大的锂离子电池一般会延长烘烤时间或增加烘烤温度，这样不但消耗了大量的能源和高纯氮气，而且烘烤温度过高会导致隔膜收缩、孔隙率降低，烘烤时间过长还会导致粘结剂老化。另外，电芯此时处于半封闭状态，从而导致电芯内部水分很难完全去除。因此，传统锂离子电池电芯的干燥除水方法更加无法满足极片厚度更大的锂浆料电池的内部除水要求。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提供一种可换液锂浆料电池的制备方法，该制备方法包括除水预处理步骤和注液步骤。在除水预处理步骤中，利用了可换液锂浆料电池的注排端口，将可以与水发生化学反应且不破坏电芯的预处理溶剂体系注入到电池壳体中。通过利用预处理溶剂体系中的非水有机溶剂对电池内部的水分进行解吸和分散，然后通过预处理溶剂体系内的除水添加剂与水进行反应对水分进行消耗。最后把预处理溶剂体系排出，可以达到深度有效的除水效果。该方法不但可以对设有超厚浆料电极的锂浆料电池进行快速、有效地除水，而且还节约了大量能源和氮气的消耗，避免了长时间高温导致的隔膜损坏。另外，排出的预处理溶剂体系经过二次处理后，可继续循环使用，达到无资源浪费的效果。该除水预处理方法不会对锂浆料电池电芯产生破坏，预处理后电池可直接注液进行化成及后续使用。

本发明提供的技术方案如下：

根据本发明提供一种可换液锂浆料电池的制备方法，可换液锂浆料电池包括电池壳体和容置于电池壳体内的电芯，在电池壳体上设有用于注排流体的第一注排端口和第二注排端口。制备方法包括除水预处理步骤和注液步骤，其中，在除水预处理步骤中，经由第一注排端口向可换液锂浆料电池中注入预处理溶剂体系，保持一段时间后，经由第二注排端口将预处理溶剂体系排出，用以实现可换液锂浆料电池的除水预处理；在除水预处理之后的注液步骤中，经由第一注排端口向可换液锂浆料电池中注入电解液，用以完成可换液锂浆料电池的注液。也就是说，本发明避免了传统锂离子电池在干燥设备中完全烘干的方法，而是利用了可换液锂浆料电池的注排端口，注入可以达到除水目的的预处理溶剂体系并且将反应后的预处理溶剂体系排出电池壳体，从而实现高效、彻底、无材料劣化风险的电池内部除水。在电池内部除水预处理之后，可经由注排端口向锂浆料电池的电池壳体内注入电解液，完成电池的制备。