[发明专利]一种可提高电芯一致性的锂离子电芯干燥方法

说明书

本发明公开了一种可提高电芯一致性的锂离子电芯干燥方法，采用冷冻干燥的方法对锂离子电芯进行干燥，该方法使用冷冻除水方法代替传统的高温干燥法，可提高电芯干燥的一致性，大大缩短电芯干燥时间，提高电芯的竞争力。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种可提高电芯一致性的锂离子电芯干燥方法。

背景技术

锂离子电芯是一种可反复充放电的二次电芯，它由阴阳极极片、隔离膜、电解液、机械件等主要成分组成。在锂离子电芯全生命周期过程中，特别地，在研究电芯生产制造过程中，水含量对电芯品质的影响极大，且不易去除。

目前锂电行业基本都是使用高温对电芯进行烘烤以达到干燥除水的目的，但是存在几个很大的弊端：1.温度高，能耗大，基本超过100℃；2.时间长，效率低，一般超过20h。由于长时间高温烘烤，一方面容易使隔离膜产生收缩或闭孔，降低电芯安全性；另一方面电芯除水的均一性也比较差；

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可提高电芯一致性的锂离子电芯干燥方法，使用冷冻除水方法代替传统的高温干燥法。提高电芯干燥的一致性，大大缩短电芯干燥时间，提高电芯的竞争力。

本发明采取的技术方案为：

一种可提高电芯一致性的锂离子电芯干燥方法，采用冷冻干燥的方法对锂离子电芯进行干燥。

进一步地，所述的锂离子电芯干燥方法包括以下步骤：

(1)预冷：先使用0.2±0.05℃/min的降温速率，将电芯降温到0±5℃，保温；再使用1±0.05℃/min的降温速率，将电芯降温到-30±5℃，保温；

(2)抽真空至200Pa；

(3)升华干燥：先使用0.2±0.05℃/min的升温速率，将电芯升温到-15±5℃，保温；再使用1±0.05℃/min的升温速率，将电芯升温到0±5℃，保温；

(4)解析干燥：先使用1±0.05℃/min的升温速率，将电芯升温到20±5℃，保温；再使用1±0.05℃/min的升温速率，将电芯升温到45±5℃，保温。

步骤(1)中，电芯在0±5℃保温的时间为1±0.5h；在-30±5℃保温的时间为2±0.5h。

步骤(3)中，所述保温时间均为1±0.5h。

步骤(3)中，升华干燥时，控制真空度50Pa。

步骤(4)中，所述保温时间均为1±0.5h。

步骤(4)中，解析干燥时，控制真空度20Pa。

本发明通过控制干燥过程中的升降温速度与预冷温度、升华干燥温度与真空度、解析干燥温度与真空度，实现了对于锂离子电芯的干燥，该干燥过程平均耗时约12.5h，较常规高温烘烤工艺缩短了近一半的时间，且干燥的过程中极片表面没有出现气泡或鼓包；干燥过程中的温度范围控制在-30～45℃，电芯的化学性质和物理结构基本没有改变，且除水的一致性很好。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.干燥后的产品保持了原来的化学组成和物理性质；

2.具有优异的复水性，有利于后续电解液的浸润；

3.热量消耗较高温方法少；

4.效率高，除水时间较高温方法大大降低；

5.除水均一性高，大大提高了电芯的一致性，提高电芯配组成功率。

附图说明

图1为实施例1和对比例1中的电芯的含水量的数据分布图；