锂离子电池的充电除水方法及锂离子电池制造工艺技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体公开了一种锂离子电池的充电除水方法及锂离子电池制造工艺。所述锂离子电池的充电除水方法，至少包括以小于等于1C的电流对注液封口后的锂离子电池进行恒流充电的步骤。所述锂离子电池制造工艺包括上述充电除水工序。该充电除水方法通过提前充电的方式，优化锂离子电池的制造工艺，能深度有效的去除锂离子电池制造时极片或极组含有的水分，避免锂离子电池内部因含有水分而破坏SEI膜，进而影响锂离子电池的容量及寿命等。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池的充电除水方法及锂离子电池制造工艺
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池的充电除水方法及锂离子电池制造工艺。
技术介绍
二次锂离子电池具有比容量大、充放电寿命长、无记忆效应、环境污染小等诸多优点，自20世纪90年代初商业化以来，很快就替代镍镉和镍氢电池，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机等便携式电器中。并且有正在向电动汽车、航空航天、储能电站等新领域发展的趋势。但是，水分的存在容易对锂离子电池SEI的形成及电池性能有一定的影响，主要表现为电池容量变小、放电时间变短、内阻增大、循环容量衰减、电池膨胀等现象，因此，锂离子电池的制作过程中，无论环境湿度还是正负极材料或者电解液的含水量均需要严格控制。水在电池内部会与电解液中的锂盐发生水解反应生成HF，其反应方程式为：LiPF6+H2O＝LiF+2HF+POF3，反应生成的HF会破坏电池负极上的SEI膜，因此，会导致电池在循环性能测试或者循环使用时，不断的进行SEI膜的重组和修复，消耗Li源，从而影响电池的使用寿命。为确保锂离子电池的性能，在生产制造锂离子电池时，必须严格控制各个环节的水，以免水分进入锂离子电池内部。目前锂离子电池生产制造时，常规去除水分的做法主要是通过烘烤的方式，即在极板卷绕前和注液前将极片和极组放在设定好温度的环境下进行深度烘干。不过采用这种方式并不能彻底去除水分，烘烤结束进行极片或极组转移时，极片或极组容易再次吸收水分(如果空气比较潮湿会比较明显)，获得的极片或极组的含水量在500ppm左右，而无法获得含水量更低的极片或极组，这也影响电池的容量，同时，还无形中延长了生产周期，造成效率低下。因此，有必要寻找去除水分的新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有烘烤除水技术不能除尽锂离子电池极片或极组水分导致影响锂离子电池容量及烘烤除水致使锂离子电池生产周期延长等问题，提供一种锂离子电池的充电除水方法。本专利技术的另一个目的在于，提供一种锂离子电池的制造工艺。为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：一种锂离子电池的充电除水方法，至少包括以小于或等于1C的电流对注液封口后的锂离子电池进行恒流充电的步骤。相应地，该锂离子电池的除水方法用于锂离子电池制造工艺中。本专利技术上述实施例提供了锂离子电池的充电除水方法，该充电除水方法通过提前充电的方式，能深度有效的去除锂离子电池制造时极片或极组含有的水分，避免锂离子电池内部因含有水分而破坏SEI膜，进而影响锂离子电池的容量及寿命等。本专利技术上述实施例中采用该充电除水方法的锂离子电池制造工艺，省去了常规锂离子电池制造工艺中采用的烘烤工序，缩短了锂离子电池的生产周期、提高了锂离子电池的生产效率，优化制造工艺；更重要的是该除水方法能够深度有效的去除锂离子电池生产制造时极片或极组含有的水分，从而使得生产制造的锂离子电池具有更好循环寿命、容量保存率、容量恢复率，整体上提高了锂离子电池的电性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例为验证钴酸锂(LCO)体系锂离子电池在注水、不注水及不同陈化时间的CV曲线；图2是本专利技术实施例CV曲线图1的局部放大图；图3是本专利技术实施例1提供的不同正极体系锂离子电池的CV曲线；图4是本专利技术实施例1及对比例1提供的钴酸锂(LCO)体系电池容量测试结果对比图；图5是本专利技术实施例1及对比例1提供的钴酸锂(LCO)体系电池满电电芯内阻测试结果对比图；图6是本专利技术实施例1及对比例1提供的钴酸锂(LCO)体系电池循环性能测试结果对比图；图7是本专利技术实施例1及对比例1提供的钴酸锂(LCO)体系电池60℃7d存储性能测试结果对比图；其中，A表示对锂离子电池注水10μL，陈化0h处理；B表示对锂离子电池注水10μL，陈化24h处理；C表示对锂离子电池注水10μL，陈化48h处理；D表示对锂离子电池未注水，陈化0h处理；E表示对锂离子电池未注水，陈化24h处理；F表示对锂离子电池未注水，陈化48h处理。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种锂离子电池的充电除水方法，至少包括以小于或等于1C的电流对注液封口后的锂离子电池进行恒流充电的步骤。其中，在任一实施例中，由于不同体系的锂离子电池，水的起始反应电压不同，反应结束电压也不相同。因此，在进行上述恒流充电除水之前，采用循环伏安法(第一次循环伏安曲线的扫描)对不同体系的锂离子电池进行循环伏安扫描，检测该体系的锂离子电池水的反应电位，记下循环伏安曲线(简称CV曲线)中水分反应结束时的电压V0，该反应结束电压V0值作为充电除水工序恒流充电的电压。在任一的实施例中，对所述锂离子电池进行恒流充电一段时间，指的是对锂离子电池恒流充电至该体系电池的V0值电压。具体地，该V0电压的确定具体根据不同体系的锂离子电池而定，如钴酸锂体系的锂离子电池，恒流充电至电池电压为3.1V左右；镍钴锰酸锂(NMC532)体系的锂离子电池，恒流充电至电压为2.8V左右。为了说明本专利技术实施例提供的锂离子电池循环伏安曲线(CV曲线)可以检测出电池内水分的反应电位，以及不同陈化时间电池内水分的反应电位的变化情况。对钴酸锂(LCO)体系锂离子电池分别做了以下处理：A、注水10μL，陈化0h处理；B、注水10μL，陈化24h处理；C、注水10μL，陈化48h处理；D、不注水，陈化0h处理；E、不注水，陈化24h处理；F、不注水，陈化48h处理。然后进行CV曲线扫描，结果如图1及图2所示。从图1～2中可知：注水电池的反应峰明显比未注水的反应峰强，面积大，可见此处为水分的反应峰位；未注水的电池当烘烤时间足够长，如24h到48h，电池内的水分含量达到一个临界值，此时电池内的水分与电解液达到一个水解平衡，所以此时陈化时间对其反应峰面积的影响很小。本专利技术上述实施例提供的锂离子电池的充电除水方法，采用提前使水发生反应的方式替代了常规烘烤除水方式，能够彻底去除锂离子电池极片或极组中的水分，且由于先装壳后进行水的反应，不会出现极片或极组再次吸收空气中的水分，因此，该充电除水方法能深度有效的去除锂离子电池生产制造时极片或极组含有的水分，避免锂离子电池内部因含有水分而破坏SEI膜，进而影响锂离子电池的容量及寿命等。相应地，本专利技术在上述实施例提供的锂离子电池的充电除水方法的基础上，还提供了一种锂离子电池制造工艺。在一实施例中，该锂离子电池制造工艺包括匀浆、制片、卷绕、入壳、注液、封口、充电除水、陈化、预充、分容。其中，通过采用上述提供的锂离子电池的充电除水方法替代常规锂离子电池制造工艺，不再需要对极片或极组进行烘烤或类似的除水工序；更重要的是该充电除水方法形成的充电除水工序能够深度有效的去除锂离子电池制造时极片或极组含有的水分，从而使得制造的锂离子电池具有更好循环寿命、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池的充电除水方法，至少包括以小于或等于1C的电流对注液封口后的锂离子电池进行恒流充电的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的充电除水方法，至少包括以小于或等于1C的电流对注液封口后的锂离子电池进行恒流充电的步骤。2.如权利要求1所述的锂离子电池的除水方法，其特征在于：还包括通过循环伏安法检测水分反应结束电压的步骤。3.如权利要求2所述的锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，党琦，
申请(专利权)人：深圳市比克动力电池有限公司，深圳市比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44