一种锂电池电芯烘烤工艺制造技术

本发明专利技术提供一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至88-90℃，保持温度恒定；c)抽真空至0.09-0.10MPa，充入氮气，鼓风20min；e)重复步骤c)15-20次，停止加热，再重复步骤c)5-10次，至冷却至室温；f)重复步骤b)至步骤e)至干燥失重≤0.05％。本发明专利技术提供的锂电池电芯烘烤工艺，能有效避免箱内水气对锂电池电芯的影响以及氧气对电芯材料的影响；加快了锂电池电芯的干燥速度，有效；且避免了锂电池电芯在冷却过程中再次吸水的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池电芯烘烤工艺
本专利技术涉及锂电池生制作工艺，具体涉及一种锂电池电芯烘烤工工艺。
技术介绍
锂电池由于其高比能量、环保等特殊优势被广泛应用于电动汽车、储能系统、数码、军用产品等多个领域。锂电池在注液前常需进行烘干步骤，目前通用电芯烘烤工艺为在70℃烘干36-72小时，每2小时置换一次氮气。该过程中可能由于水分含量及烘烤时间长而影响电池的产品质量及安全性能：首先，采用该方法，电芯烘烤后水分含量在0.08-0.12％左右。水分是锂离子电池生产过程中需要严格控制的关键因素，水分的存在不但能够导致电解液中锂盐的分解并对正负极材料、集流体都有一定的腐蚀破坏作用，而且也导致电池的循环性能及安全性能的降低(1)与锂盐反应生成HF；(2)HF破坏SEI膜，引起二次成膜，导致电池性能恶化；其次，烘烤时间长达36-72小时，而在这一过程中，可能导致隔膜收缩、孔隙率降低、隔膜起皱现象，造成电芯内部极化增大严重影响电池性能。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种快速、有效避免隔膜闭孔的锂电池电芯烘烤工艺。为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至88-90℃，保持温度恒定；c)抽真空至0.09-0.10MPa，充入氮气，鼓风20min；e)重复步骤c)15-20次，停止加热，再重复步骤c)5-10次，至冷却至室温；f)重复步骤b)至步骤e)至干燥失重≤0.05％。作为优选，步骤b)中所述氮气置换具体步骤为：抽真空至0.09-0.10MPa，充入氮气10min，鼓风10min。作为优选，步骤c)中抽真空至0.09-0.10MPa并保持5min。作为优选，步骤c)中所述鼓风方式为在箱内采用涡流式鼓风。作为优选，步骤c)中所述充入氮气时间为10min。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术提供的锂电池电芯烘烤工艺，在加热升温的同时对真空干燥箱进行3次氮气置换，有效的避免了箱内水气对锂电池电芯的影响以及氧气对电芯材料的影响；2.本专利技术采用抽真空-充入氮气-鼓风循环操作，以加快真空干燥箱内的气体流动与循环速度，从而加快了锂电池电芯的干燥速度；3.本专利技术在冷却过程中，同样采用抽真空-充入氮气-鼓风循环操作，有效避免了在冷却过程中锂电池电芯再次吸水的问题；4.本专利技术提供的锂电池电芯烘烤工艺，在干燥过程中，干燥温度适宜，气流循环速度快，有效避免隔膜闭孔问题，也不易导致孔隙率下降或隔膜收缩或短路现象。下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。具体实施方式一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至88-90℃，保持温度恒定；本步骤中，在加热前对真空干燥箱内空气进行3次氮气置换，有效的避免了箱内水气对锂电池电芯的影响以及氧气对电芯材料的影响；c)抽真空至0.09-0.10MPa，充入氮气，鼓风20min；e)重复步骤c)15-20次，停止加热，再重复步骤c)5-10次至冷却至室温；本步骤中，采用抽真空-充入氮气-鼓风循环，以加快真空干燥箱内的空气流动与循环速度，从而加快了锂电池电芯的干燥速度，另外，锂电池电芯与氮气的单次接触时间相对较短，有效减少了氮气中少量杂质气体或水气对锂电池电芯的氧化等作用；停止加热后，即冷却过程再采用抽真空-充入氮气-鼓风循环操作，有效减少了锂电池电芯的再次吸潮。f)重复步骤b)至步骤e)至干燥失重≤0.05％；步骤f)中，所述干燥失重的计算方法为，m失＝(m始-m末)/m始；其中，m失为干燥失重，m妈为干燥前锂电池电芯质量，m末为干燥后锂电池电芯质量。实施例1一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至90℃，保持温度恒定；其中，所述氮气置换为抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风10min；c)抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风20min；e)重复步骤c)17次，停止加热，再重复步骤c)5次，至冷却至室温；f)称重记为m始，并重复步骤b)至步骤e)一次，并称重记为m末，计算干燥失重。本实施例中，m始＝35.7329g，m末＝35.7253g，干燥失重＝0.02127％。实施例2一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至88℃，保持温度恒定；其中，所述氮气置换为抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风10min；c)抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风20min；e)重复步骤c)15次，停止加热，再重复步骤c)7次，至冷却至室温；f)称重记为m始，并重复步骤b)至步骤e)一次，并称重记为m末，计算干燥失重。本实施例中，m始＝35.7332g，m末＝35.7249，干燥失重＝0.02323％。实施例3一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至89℃，保持温度恒定；其中，所述氮气置换为抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风10min；c)抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风20min；e)重复步骤c)20次，停止加热，再重复步骤c)10次，至冷却至室温；f)称重记为m始，并重复步骤b)至步骤e)一次，并称重记为m末，计算干燥失重。本实施例中，m始＝35.7366g，m末＝35.7277g，干燥失重＝0.01371％。对比例1一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至100℃，保持温度恒定；其中，所述氮气置换为抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风10min；c)抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风20min；e)重复步骤c)17次，停止加热，再重复步骤c)5次，至冷却至室温；f)称重记为m始，并重复步骤b)至步骤e)一次，并称重记为m末，计算干燥失重。本实施例中，m始＝35.7409g，m末＝35.735g，干燥失重＝0.0165％。解剖烘烤后电池发现有隔膜闭孔，孔隙率下降和隔膜收缩后电池正负极短路现象。对比例2一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至70℃，保持温度恒定；其中，所述氮气置换为抽真空至0.095MPa，充入氮气10min，鼓风10min；c)抽真空至0.095MPa并保持2h，充入氮气10min；e)重复步骤c)17次，停止加热，再重复步骤c)8次，至冷却至室温；f)称重记为m始，并重复步骤b)至步骤e)一次，并称重记为m末，计算干燥失重。本实施例中，m始＝35.7514g，m末＝35.7235g，干燥失重＝0.078％。由从实施例1-3与对比例1-2的对比可知，采用本专利技术提供的方法对锂电池电芯进行干燥，干燥整体时间较短，干燥效率高，且干燥后的锂电池电芯质量较好，能有效避免隔膜闭孔问题，也不易导致孔隙率下降或隔膜收缩或短路现象。上述实施方式仅为本专利技术的优选实施方式，不能以此来限定本专利技术保护的范围，本领域的技术人员在本专利技术的基础上所做的任何非实质性的变化及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至88‑90℃，保持温度恒定；c)抽真空至0.09‑0.10MPa，充入氮气，鼓风20min；e)重复步骤c)15‑20次，停止加热，再重复步骤c)5‑10次，至冷却至室温；f)重复步骤b)至步骤e)至干燥失重≤0.05％。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池电芯烘烤工艺，包括以下步骤：a)将锂电池电芯放入真空干燥箱；b)升温并氮气置换3次至88-90℃，保持温度恒定；c)抽真空至0.09-0.10MPa，充入氮气，鼓风20min；所述鼓风方式为在箱内采用涡流式鼓风；e)重复步骤c)15-20次，停止加热，再重复步骤c)5-10次，至冷却至室温；f)重复步骤b)至步骤e)至干燥失重≤0.05％。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国文，许海洋，李亮，王保，杨斌，豆森峰，
申请(专利权)人：深圳市卓能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44