一种电解液的注入方法技术

本发明专利技术提供了一种电解液的注入方法，包括如下步骤：（1）制备包含电极组的电槽，（2）对电槽进行负压处理，（3）第一次注液并进行离心处理，（4）真空处理，（5）第二次注液并进行离心处理，（6）完成注液；本发明专利技术采用负压处理结合离心的工艺，一方面改善了单纯负压处理容易导致气泡产生，在减压过程所产生的气泡会在离心过程进行有效消除，另外，该工艺也改善了单纯离心过程费时低效的缺点，消除负压过程产生的气泡以及获得均匀渗透的良好效果，该工艺能较好的保证电解液在电极片上的吸收，大大提高了电池的实际放电容量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢镍电池的加工领域，特别是涉及一种电解液的注入方法。
技术介绍
电池的电化学性能与其制造过程密切相关，电池的产品质量在很大程度上依赖于其制造过程的工艺控制。电池的制造是一个复杂的过程，包括多个不同的工艺过程，每一个工艺过程又包括许多小的工序，每一个工序的工艺效果都会对电池的电化学性能产生很大影响。其中电解液的注入过程是制造过程中的关键工艺过程之一，电解液的注入和吸收的效果直接影响电池的容量和充放电一致性等电化学性能。如果注入电池内的电解液不能与电芯中的极片和隔膜很好地浸润，会导致没有与电解液接触的极片的容量无法放出，造成电池容量的降低。电解液的吸收效果的好坏，会影响到电池内阻以及倍率等性能，从而影响电池的充放电一致性。目前氢镍等电池的传统注液方式一般为手工注液、自然下液，即用手工注入电解液后，让电解液在其重力作用下自然的流入到电池当中被其吸收。这种自然下液方式存在下液速度非常慢、电解液容易外溢、经常出现电池漏注、少注等缺陷，限制了注液工序产能，还直接导致出现断路、低容量、大内阻等一系列不良品电池。此外，这种方法还受到隔膜吸碱速度、电池极组松紧度、空气湿度、人为等诸多因素干扰。离心注液方法在一定程度上解决了上述问题，它采用固液分离装置，将单个电池均布在转轴的周围，利用转轴运动时产生的离心力加速电解液的流动，但是，这种办法操作速度慢，连续化程度低，不能适应电池工业化批量生产的要求，导致注液效率较低。JP09-102443A公开了如下的电解液注入方法：为了将电解液高效地注入到电池外壳内，通过在减压后的环境中将电解液注入到电池外壳内，促进了电解液向电极组的间隙中的渗透。在减压后的环境中，溶解在电解液内的气体的体积急剧地膨胀而易于产生气泡。因此，需要缓慢地进行电解液的注入，以便所产生的气泡不会使电解液从电池外壳溢出。即，在该现有技术中，即使促进了电解液向电极组的间隙中的渗透，也末必能够缩短注液时间。CN1705147A公开了一种电池加压注液的方法，该方法包括将所述电池的注液孔与盛液器相连通并固接稳固，然后将所述电池连同盛液器置于真空室内进行抽真空，当真空室内真空度值达到-0.06至-0.10兆帕后停止抽真空，转而向真空室内注入干燥空气或惰性气体，继续加压直至真空室内气压上升到1.5-2.5兆帕高压值后，恒压1.5-2.5分钟时间，解除真空室内高压，从真空室内取出得到加压注液的电池。该方法通过对电池壳进行抽真空后，在加压下注液，并保持一定时间，一定程度上达到了电解液对极芯的润湿作用，但是该专利技术中采用的抽真空的方法并不能将电池壳内抽成完全的真空，而且在充气加压注液的过程中，必然有气体进入电池壳内，这部分空气减少了电池壳内有限的容积，使得无法向电池内注入更多的电解液量。为了提高电解液的注入速度，有人提出将有机电解液加热后(如加热到40-60℃)再注入电池壳体内，以降低电解液的粘度和表面张力，从而增强电解液的流动性，促进其在电芯上的吸收。但由于有机电解液易挥发，往往导致注入电池的电解液实际成分发生变化，并且需要密封操作，对电解液经过的管道及电池壳体也要进行加热处理，操作繁琐。因此，现有技术中关于注液方法中，自然下液、手工注液以及真空或离心注液均存在相应的缺陷，要么注液效率低下，要么难以实现电解液在电极片上充分吸收，而大大降低了电池的实际放电容量，并且注液过程还产生气泡等其它因素而导致电解液很难完整注入。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种电解液的注入方法，该方法能够充分保证电解液在电极片上的吸收，电解液渗透完全，能在电芯中均匀分布，注液过程气泡产生较少，并能在合理时间内高效进行注入。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：一种电解液的注入方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备包含电极组的电槽，所述电极组由隔着隔膜的正极板及负极板进行卷绕而成；（2）将电槽置于密封性良好的注液区内，对所述的电槽利用抽气泵进行抽气处理，使得所述电槽内部的气压变为负压；（3）向所述的电槽进行第一次电解液注入，并且待上述注液结束后向所述电槽施加离心力，所述离心在带有转盘的离心装置上进行，所述转盘的转速为1500-2000rpm，离心时间为30-60s；所述第一次电解液注入的注入量为电解液总重量的30-60%；（4）第一次注液结束后，对电槽进行抽真空处理，真空处理的时间为60-120min，抽真空的真空度低于0.09MPa；（5）向所述的电槽进行第二次电解液注入，并且待上述注液结束后向所述电槽施加离心力，所述离心在带有转盘的离心装置上进行，所述转盘的转速为1500-2000rpm，离心时间为30-60s；所述第二次电解液注入的注入量为电解液总重量的40-70%；（6）向电槽内部充入压力为0.020-0.035MPa的氮气并保持40-70s；将电槽内部泄压，即完成注液；所述的电解液为碱性电解液，其应用于以氢氧化镍为主正极活性物质的正极、以储氢合金作为负极活性物质的储氢合金负极的电池中，所述碱性电解液中添加有钨化合物、钼化合物、铌化合物中的一种和多种，所述碱性电解液的比重约为1.3。其中，所述隔膜为织布无纺布、合成树脂微多孔膜的一种；其单位面积重量为55g/m2以下。所述储氢合金以通式Ce1-xZrxMgNiy-a-bAlaMb,其中，M为Co、Mn、Zn中的一种，0.1≤x≤0.3，3.0≤y≤3.8，0.1≤a≤0.3，0.1≤x≤0.5。所述氢氧化镍正极活性物质中固溶有选自钴(Co)、锌(Zn)、锰(Mn)、银(Ag)、镁(Mg)以及铝(Al)元素中的至少一种元素。所述碱性电解液以氢氧化钾(KOH)为主材料，且包含氢氧化钠(NaOH)。所述电解液的粘度不高于20cp。所述以氢氧化镍为主正极活性物质的正电极的干燥方法采用红外-激光-热风三能一体组合干燥方式，具体包括：（1）设置一包含传输构件和干燥部件的干燥器；（2）在长度方向上依靠所述传输构件将电极基材由干燥部件的入口传输到出口的同时，对涂敷有电极浆料的带状电极基材进行干燥；其中，所述传输构件用于水平地支撑要在所述干燥部件中传输的所述电极基材，所述传输构件由若干辊以一定的间距相连接组成，所述间距为10-20cm；所述红外干燥的温度为100℃，所述激光干燥的温度为110℃，所述鼓风干燥的温度为90℃。另外，本专利技术还提供了一种碱性电池，在外包装罐内具备碱性电解液和电极组，所述电极组由以储氢合金为负极活性物质的储氢合金负极、以氢氧化镍为主要正极活性物质的镍正极、和隔膜构成，其中，所述储氢合金以通式Ce1-xZrxMgNiy-a-bAlaMb,其中，M为Co、Mn、Zn中的一种，0.1≤x≤0.3，3.0≤y≤3.8，0.1≤a≤0.3，0.1≤x≤0.5；所述氢氧化镍正极活性物质中固溶有选自钴(Co)、锌(Zn)、锰(Mn)、银(Ag)、镁(Mg)以及铝(Al)元素中的至少一种元素；所述碱性电解液以氢氧化钾(KOH)为主材料，且包含氢氧化钠(NaOH)，且碱性电解液中添加有钨化合物、钼化合物、铌化合物中的一种和多种，所述碱性电解液的比重约为1.3；所述隔膜为织布无纺布、合成树脂微多孔膜的一种，其单位面积重量为55g/m2以下；另外，所述电解液的注入是采用上述的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液的注入方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备包含电极组的电槽，所述电极组由隔着隔膜的正极板及负极板进行卷绕而成；将电槽置于密封性良好的注液区内，对所述的电槽利用抽气泵进行抽气处理，使得所述电槽内部的气压变为负压；向所述的电槽进行第一次电解液注入，并且待上述注液结束后向所述电槽施加离心力，所述离心在带有转盘的离心装置上进行，所述转盘的转速为1500‑2000rpm，离心时间为30‑60s；所述第一次电解液注入的注入量为电解液总重量的30‑60%；第一次注液结束后，对电槽进行抽真空处理，真空处理的时间为60‑120min，抽真空的真空度低于0.09MPa；向所述的电槽进行第二次电解液注入，并且待上述注液结束后向所述电槽施加离心力，所述离心在带有转盘的离心装置上进行，所述转盘的转速为1500‑2000rpm，离心时间为30‑60s；所述第二次电解液注入的注入量为电解液总重量的40‑70%；向电槽内部充入压力为0.020‑0.035MPa的氮气并保持40‑70s；将电槽内部泄压，即完成注液；所述的电解液为碱性电解液，其应用于以氢氧化镍为主正极活性物质的正极、以储氢合金作为负极活性物质的储氢合金负极的电池中，所述碱性电解液中添加有钨化合物、钼化合物、铌化合物中的一种和多种，所述碱性电解液的比重约为1.3。...

【技术特征摘要】
1.一种电解液的注入方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备包含电极组的电槽，所述电极组由隔着隔膜的正极板及负极板进行卷绕而成；将电槽置于密封性良好的注液区内，对所述的电槽利用抽气泵进行抽气处理，使得所述电槽内部的气压变为负压；向所述的电槽进行第一次电解液注入，并且待上述注液结束后向所述电槽施加离心力，所述离心在带有转盘的离心装置上进行，所述转盘的转速为1500-2000rpm，离心时间为30-60s；所述第一次电解液注入的注入量为电解液总重量的30-60%；第一次注液结束后，对电槽进行抽真空处理，真空处理的时间为60-120min，抽真空的真空度低于0.09MPa；向所述的电槽进行第二次电解液注入，并且待上述注液结束后向所述电槽施加离心力，所述离心在带有转盘的离心装置上进行，所述转盘的转速为1500-2000rpm，离心时间为30-60s；所述第二次电解液注入的注入量为电解液总重量的40-70%；向电槽内部充入压力为0.020-0.035MPa的氮气并保持40-70s；将电槽内部泄压，即完成注液；所述的电解液为碱性电解液，其应用于以氢氧化镍为主正极活性物质的正极、以储氢合金作为负极活性物质的储氢合金负极的电池中，所述碱性电解液中添加有钨化合物、钼化合物、铌化合物中的一种和多种，所述碱性电解液的比重约为1.3。2.根据权利要求1所述的电解液的注入方法，其特征在于，所述隔膜为织布无纺布、合成树脂微多孔膜的一种；其单位面积重量为55g/m2以下。3.根据权利要求1所述的电解液的注入方法，其特征在于，所述储氢合金以通式Ce1-xZrxMgNiy-a-bAlaMb,其中，M为Co、Mn、Zn中的一种，0.1≤x≤0.3，3.0≤y≤3.8，0.1≤a≤0.3，0.1≤b≤0.5。4.根据权利要求1所述的电解液的注入方法，其特征在于，所述氢氧化镍正极活性物质中固溶有选自钴(Co)、锌(Zn)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆国明，何世辉，周赛军，王鹏俊，
申请(专利权)人：中科泰能高铭科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33