CN104167566A - 一种锂离子电池的封口化成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池的封口化成方法，包括以下步骤：(a)在电池壳上预留排气孔位和注液口，给电池加注电解液，称重；(b)密封电池注液口；(c)在常温环境下静置2.0小时至24.0小时；(d)静置完成后，对电池进行预充电；(e)完成预充电后，下静置0.5小时至20.0小时，打开排气孔，进行抽真空排气；(f)排完电池内部废气后，用钢珠密封排气孔，并用胶进行加固；(g)将电池静置在常温环境下，并对电池进行续充。现有技术在注液后不密封注液口，使得电池内部与外界接触时间较长，电池吸湿的可能性增加，而本发明在注液后直接密封注液口，使电池内部与外部环境接触时间非常短，减少了电池吸湿的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池的化成方法，尤其涉及一种锂离子电池的封口化成方法。
背景技术
锂离子电池是一类由Li+嵌入化合物为正负极的二次电池，使用非水电解质溶液的电池，具有能量密度高、环境友好、循环寿命长、安全性能好、快速充电等优点，是数码产品的理想电源，也是电动汽车、电动自行车的动力能源。
锂离子电池的化成主要有两方面的作用：一是使电池中的活性物质借助于第一次充电转成具有正常电化学作用的物质；二是使电极主要是负极表面生成有效的钝化膜(SEI 膜)，以防止负极自发与电解液发生反应，同时使活性物质与电解质之间有良好的接触。
常见的锂离子电池的化成方法为开口化成，其操作方法为：将电池注液后不密封注液口，使电池内部与外部环境相通，进行预充电和搁置，然后密封注液口。由于化成时电池与外部环境相通，所以能直接排除在预充及静置过程中产生的废气，但是在化成过程中，电池内部与外界接触的时间较长，电池吸湿的可能性增加，因此对化成环境的要求较高；而且采用该方法获得的电池之间的一致性稍差，电池制程周期长，也造成了制造费用的上升。
现有技术中还有一种化成工艺，是将电池注液后直接密封注液口，再进行预充电和搁置。此方法的电池内部与外部环境接触时间短，化成时电池处于密封状态，因此电池吸湿的可能性减少，且制程时间短，费用降低。但是，该方法在预充电及其搁置过程中所产生的废气直接留在电池内部，废气无法排除，导致电池前期循环衰减较大，不适用于方形电池的化成。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种锂离子电池的封口化成方法,解决现有锂离子电池化成过程中电池吸湿，废气无法排出，制程时间长，成本高的问题。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种锂离子电池的封口化成方法，包括以下步骤：
(a)首先在电池壳上预留排气孔位和注液口，然后按设计用量给电池加注电解液，并完成称重；
(b)密封电池注液口；
(c)将电池上盖板清洁干净，在常温环境下静置2.0小时至24.0小时；
(d)静置完成后，对电池进行预充电；
(e)完成预充电后，在常温环境下静置0.5小时至20.0小时，打开电池壳上的排气孔，进行抽真空排气；
(f)排完电池内部废气后，用钢珠密封电池壳上的排气孔，并用胶进行加固；
(g)将电池静置在常温环境下，并对电池进行续充。
上文步骤（a）中所述排气孔位于所述电池上盖板边缘，由铝模构成，处于封闭状态。
优选的技术方案中，步骤（d）中电流为：0.03C至1.0C，时间为：0.7小时至20.0小时。
优选的技术方案中，步骤（b）采用激光焊接的方式密封注液口。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.现有技术在注液后不密封注液口，使得电池内部与外界接触时间较长，电池吸湿的可能性增加，而本发明在注液后直接密封注液口，使电池内部与外部环境接触时间非常短，减少了电池吸湿的可能性。
2.现有技术直接在注液后就把注液口密封，预充电及搁置过程中产生的废气直接留在电池内部，导致了废气无法排除，而本发明在预充电后，通过设计的排气孔排除预充电及搁置过程中产生的废气。
3.本发明的制程时间短，电池之间的一致性提高，循环性能有一定提升，与现有技术开口化成工序相比，制造费用降低。
附图说明
图1是本发明实施例一工艺与传统工艺制得的电池容量检测曲线对比图；
图2是本发明实施例一工艺与传统工艺制得的电池循环次数曲线对比图；
图3是本发明实施例二的电池上盖板结构示意图。
其中：1、上盖板；2、极柱；3、注液口；4、排气孔位。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：一种锂离子电池的封口化成方法，其包括以下步骤：
(a)首先在电池壳上预留排气孔位4和注液口3，然后按设计用量给电池加注电解液，并完成称重；
(b)采用激光焊接方式密封电池注液口3；
(c)将电池上盖板1清洁干净，在常温环境下静置2.0小时至24.0小时；
(d)静置完成后，对电池进行预充电；
(e)完成预充电后，在常温环境下静置0.5小时至20.0小时，打开电池壳上的排气孔，进行抽真空排气；
(f)排完电池内部废气后，用钢珠密封电池壳上的排气孔，并用胶进行加固；
(g)将电池静置在常温环境下，并对电池进行续充。
本实施例中，步骤（d）中电流为：0.03C至1.0C，时间为：0.7小时至20.0小时。
本实施例中，步骤(f)中“胶”指UV固化胶或AB胶；性能指标要求：耐酸、碱腐蚀、主动或被动固化速度快、固化后受温度影响形变小。
各取一个用开口化成工艺注液的电池和本发明封口化成工艺注液的电池，对电池容量和循环寿命进行测试，结果如图1、图2所示。图1为开口化成工艺电池容量，封口化成工艺容量的直方图，从对比容量数据来看，本发明注液化成工艺制得的电池容量的一致性好，容量高300mAh以上，图2为1833-12Ah三种化成工艺循环数据对比，从循环数据来看，本发明封口化成工艺比其他两种工艺稍好，一致性高。
实施例二：一种锂离子电池的封口化成方法，其包括以下步骤：
(a)首先在电池壳的上盖板1（参见附图3所示）上预留排气孔位4和注液口3，然后按设计用量给电池加注电解液，并完成称重；
(b)采用在注液口3焊接安全阀的方式来密封电池注液口3；
(c)如图3所示，将电池极柱2、安全阀周围清洁干净，置入真空度－50至65KPa的真空箱中2－6小时，全数检查焊接位的密封性；
（d）在30-50℃的温度环境下静置约9.0-15.0小时；
(e)静置完成后，对电池进行预充电；
(f)完成预充电后，在常温环境下静置0.5－20.0小时，打开电池壳上的排气孔，进行抽真空排气；
(g)排完电池内部废气后，用钢珠密封电池壳上的排气孔，并用胶进行加固；
(h)将电池静置在常温环境下，并对电池进行续充。
本实施例中，步骤（d）中预充电电流为：0.03C至1.0C，时间为：0.7小时至20.0小时。
本实施例中，步骤(g)中“胶”指UV固化胶或AB胶；性能指标要求：耐酸、碱腐蚀、主动或被动固化速度快、固化后受温度影响形变小。
实施例三：一种锂离子电池的封口化成方法，其包括以下步骤：
(a)首先在电池壳上预留排气孔位4和注液口3，然后按设计用量给电池加注电解液，并完成称重；
(b)采用激光焊接方式密封电池注液口3；
(c)将电池上盖板1清洁干净，在常温环境下静置2.0小时至24.0小时；
(d)静置完成后，对电池进行预充电；
(e)完成预充电后，在常温环境下静置8.0小时至36.0小时；
(f)将电池静置在常温环境下，并对电池进行续充；
(g) 完成续充电后，打开电池壳上的排气孔，进行抽真空排气；
(h)排完电池内部废气后，用钢珠密封电池壳上的排气孔，并用胶进行加固；
本实施例中，步骤（d）中电流为：0.03C至1.0C，时间为：0.7小时至20.0小时。
本实施例中，步骤(h)中“胶”指UV固化胶或AB胶；性能指标要求：耐酸、碱腐蚀、主动或被动固化速度快、固化后受温度影响形变小。
Claims (3)
1. 一种锂离子电池的封口化成方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(a)首先在电池上盖板上预留排气孔位（4）和注液口（3），然后按设计用量给电池加注电解液，并完成称重；
(b)密封电池注液口；
(c)将电池上盖板（1）清洁干净，在常温环境下静置2.0小时至24.0小时；
(d)静置完成后，对电池进行预充电；
(e)完成预充电后，在常温环境下静置0.5小时至36.0小时，打开电池上盖板上的排气孔，进行抽真空排气；
(f)排完电池内部废气后，用钢珠密封电池上盖板上的排气孔，并用胶进行加固；
(g)将电池静置在常温环境下，并对电池进行续充。
2. 根据权利要求1所述的锂离子电池的封口化成方法，其特征在于：步骤（d）中电流为：0.03C至1.0C，时间为：0.7小时至20.0小时。
3. 根据权利要求1所述的锂离子电池的封口化成方法，其特征在于：所述步骤（b）采用激光焊接的方式密封注液口。
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