一种锂离子电池新型制作工艺方法技术

一种锂离子电池新型制作工艺方法涉及到方形锂离子动力电池以及储能电池的制作，尤其涉及到锂离子注液后静置活化‑化成‑高温老化‑二次注液‑化成‑封口工艺。本发明专利技术包括：注液后静置步骤：电池注液后，使用特殊的塞子将注液孔堵住，然后进行储存；化成步骤：使用针头将该塞子刺穿，该针头的另一端连接在化成设备上的管道，对以上所述的电芯在抽真空中进行预充电或充放电；老化步骤：通过针头将塞子进行刺穿的方式，利用抽真空的方式将该电池内部产生的气体排出；二次注液步骤：通过针头刺穿塞子的方式进行补液；二次化成步骤：使用针头将塞子刺穿，该针头的另一端连接在化成设备上的管道，对以上所述的电芯在抽真空过程中进行充电。封口步骤：对封口的塞子进行刺穿，在负压挤压的情况下，将塞子压紧，然后进行激光封口。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池新型制作工艺方法
本专利技术涉及到方形锂离子动力领域以及方形锂离子储能领域，尤其涉及到锂离子注液后静置活化-化成-高温老化-二次注液-化成-封口工艺。
技术介绍
锂离子电池具有高电压、高比容量、高比功率以及长寿命性等特点，已经成为重要的新能源，广泛应用于动力电池以及储能电池领域，但是由于电池在制作过程中容易吸水，在一定的湿度条件下如何尽量防止吸水，并且尽量减少环境的改造以及湿度控制成本，已经成为许多生产厂商的瓶颈；同时如何提升产品的一致性，成为整个行业共同研究的课题。目前行业内，各大厂商分别采用密封订或胶纸对注液孔进行密封，从而保障电池内部不受外部环境水分的影响，在化成过程中，将注液孔封闭或解开进行化成，在此过程中，需要投入大量的成本进行环境管控，如果采用胶纸密封，胶纸容易脱落，并且由于密封性不好，很容易导致水分进入电池内部，如采用密封订，会导致内部产生大量的气体无法及时排出，储存在电池内部，使壳体膨胀或对电池产生影响。目前行业里，在进行封口前，需要将密封圈拔掉或胶纸撕掉，塞入密封胶垫，然后将表面的电解液洗干净，再进行烘干，防止在激光焊接过程中由于壳体上有电解液等而引起激光封口炸火，或铝壳表面有电解液腐蚀而引起的外观不良，这需要浪费大量的人力，物力，设备以及电资源。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术通过：1.提供一种铝壳动力电芯的注液后静置活化-化成-高温老化-二次注液-化成-封口工艺，以达到降低环境湿度要求的同时，有效的将电芯内保持真空或充入一定的保护气体，将电芯内的水分进行有效反应，抑制水分的进入再反应。2.通过针头进行抽真空，能防止电解液对壳体以及盖板进行腐蚀，从而避免激光封口前需要对电池进行清洗。3.通过不断的抽真空以及充入保护气体，能保证电池内部不受外界环境的影响，可以降低外部环境的控制，从而减少环境湿度控制方面的成本投入。4.通过负压以及挤压的状态下，进行封口，能够保证厚度的一致性。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：注液后静置步骤：锂离子在注液后，利用特殊的塞子将注液孔密封，防止水分进入电芯内部，然后将电池放入物料盒内。化成步骤：将电池上夹后，使用一定的充放电步骤对电池进行预充电，在此过程中，通过针头刺穿电池注液孔塞子的方式对电池进行抽真空处理，及时有效的排掉内部产生的气体。化成结束后，对该电池充入一定量的保护气体，以免电池在拔下针头后，由于负压而导致外界水分进入。老化步骤：电池在化成后，电池充入特殊气体，拔下针头，转移到一定的温度下老化，在此过程中也可以通过针头的方式对电池进行抽真空处理，以免外部空气中的水分进入，同时，通过抽真空，可以将内部产生的气体进行排出。二次注液步骤：如果电池内部的电解液量不能满足设计要求，通过针头注入的方式，起到补液的效果。二次化成步骤：将电池上夹后，使用一定的充电步骤对电池进行充电，在此过程中，通过针头刺穿电池注液孔塞子的方式对电池进行抽真空处理，不断的排掉内部产生的气体。化成结束后，对该电池充入一定量的保护气体，以免电池在拔下针头后，由于负压而导致外界水分进入，此过程可以将二次注液内的微量水分进行分解产气，同时可以使补注入的电解液再次均匀的浸入到电池内部各处。负压挤压步骤：通过负压的方式完全将电芯内的气体排出，同时进行挤压，到一定的厚度时再进行激光焊接封口。激光封口步骤：由于电池在整个过程中都是抽真空处理，内部的电解液不会转移到壳体以及盖板上，这样就可以节省大量的人力、设备以及清洗剂等的投入，可以直接进行焊接，同时在负压以及挤压的状态下，进行封口，能够保证厚度的一致性。本专利技术实施例的有益效果是：电池在整个过程中，可以通过负压的方式将电芯内部产生的气体及时有效的排出，其次，通过特殊的材质做成的塞子，不论是没有穿刺的塞子，或通过针头穿刺的塞子，都能通过外力的作用，使电池内部与外部完全隔绝，同样，充入一定的保护气体，能保证电池内部的压力≥外部的压力，可以避免外界的水分进入电池内部，能降低对外界环境的依赖。附图说明图1是本专利技术例新型锂离子电池制作工艺方法的完整流程示意图。具体实施方式下面结合示意图，对本专利技术实施例进行详细说明：请参考图1，本专利技术实施例新型锂离子电池制作工艺方法包括：一次注液步骤10：锂离子电池在注液时，注入电解液总重量的预先设定比例。对于一次注液步骤10，电解液总重量为预先确定的能满足电芯性能所需的电解液的重量，电芯性能包括容量，循环以及倍率性能等，所述预先设定比例为70%-100%，该步骤的环境湿度为1%～2%，温度为20-25℃。本专利技术第一实例中，注入的电解液能满足电池性能的要求，电池不需要二次注液，也就是不需要二次注液步骤71到二次老化步骤73这三个步骤，可以直接进行负压挤压步骤。本专利技术第二实例中，注入的电解液不能满足电池性能要求，电池需要进行二次注液，也就是需要二次注液步骤71到二次老化步骤73这三个步骤，再进行负压挤压步骤。一次封口步骤20：电池注入相当量的电解液后，用特殊的塞子将注液孔塞住，然后放到物料盒内。环境湿度为1%～2%，温度为20-25℃。一次陈化步骤30：将封口后的所述电芯放置在湿度为1%-45%的环境下，搁置时间为10H-48H；相对于使用胶纸进行密封，本工艺可以使用设备进行密封，同时密封后电池受环境湿度的影响较小，且电解液不会对壳体进行腐蚀。由于采用塞子将电芯的内部与环境完全隔绝，受外部环境的湿度因素影响较少，基本不需要对环境湿度进行控制。化成步骤40：在湿度为1%-45%，温度为20℃-60℃的环境下，根据材料体系的不同，电池上夹后，可以使用不同的充放电步骤对电池进行预充电，在此过程中，通过针头刺穿电池注液孔塞子的方式对电池进行抽真空处理处理，及时有效的排掉内部产生的气体。化成结束后，对该电池充入一定量的保护气体，以免电池在拔下针头后，由于负压而导致外界水分进入。同时将针头密封，防止外界环境湿度的问题，导致针头以及管道内有水分。由于本专利技术及时有效的对电池进行抽真空，且电芯的内部与外部环境完全隔绝，受外部环境的湿度因素影响较少，基本不需要对环境湿度进行控制。一次老化步骤50：在湿度为10%-45%的湿度下，在一定的温度下进行老化搁置，搁置时间为0H-168H。根据材料体系的不同，在此过程中也可以通过针头的方式对电池进行抽真空处理，同时，通过抽真空，可以将内部产生的气体排出。本专利技术本步骤特别针对钛酸锂体系电池，该材料体系在老化过程中能够产生大量的气体，及时有效的将气体排出，可以加速内部的产气以及防止电池鼓壳。值得注意的是，不需要二次注液的电池在此过程后可以直接进行负压挤压定型，然后进行激光封口。由于本专利技术及时有效的对电池进行抽真空，且电芯的内部与外部环境完全隔绝，受外部环境的湿度因素影响较少，基本不需要对环境湿度进行控制。电压测试步骤60：对老化后的电池进行电压测试，电压不良的电池进行相对应的处理。二次注液步骤71：由于二次注液是相当于补入不够的电解液的过程，此过程需要的电解液较少，在不拔掉塞子的同时，可以采用针头的方式对电池进行注液。电池在湿度为1%～2%，温度为20℃～25℃的条件下进行补注液，使总注液量满足工艺要求。二次化成步骤72：在湿度为10%-45%的环境下，根据材料体系的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池新型制作工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：a.一次注液步骤：锂离子电池在注液时，根据设计和电池的实际情况，注入电解液的总重量的预先设定比例，预先设定比例在70%～100%之内；b.化成步骤：对电池进行负压或充入特殊保护气体的前提下，对该电池进行预充电或充放电；c.二次注液步骤：当电池注液保有量不足时，通过针头的方式注入一定的电解液;d.二次封口：对电池进行激光封口。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池新型制作工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：a.一次注液步骤：锂离子电池在注液时，根据设计和电池的实际情况，注入电解液的总重量的预先设定比例，预先设定比例在70%～100%之内；b.化成步骤：对电池进行负压或充入特殊保护气体的前提下，对该电池进行预充电或充放电；c.二次注液步骤：当电池注液保有量不足时，通过针头的方式注入一定的电解液;d.二次封口：对电池进行激光封口。2.如权利要求1所述的锂离子电池制作工艺方法，其特征在于：所述一次注液与化成之间还包括：一次封口步骤：注液后，立即用特殊的塞子将注液孔塞住；一次陈化步骤：将电池放在物料盒内，在一定的环境条件下，进行搁置10H-48H。3.如权利要求2所述的锂离子电池制作工艺方法，其特征在于：所述化成步骤还包括：一次化成步骤：根据材料体系的不同，采用0.02C～1C,充电时间为0.5H-8H,或采取先充电，后放电的，再充电的模式；在此过程中，利用负压抽真空的方式将里面产生的气体通过针头排出；二次化成步骤：根据材料体系的不同，采用0.1C～0.2C,充电时间为1H-4H,，在此过程中，利用负压抽真空的方式将里面产生的气体通过针头排出。4.如权利要求1所述的锂离子电池制作工艺方法，其特征在于：所述一次化成与二次注液之间还包括：电压测试步骤：根据预设电压值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜前，朱冠华，符泽卫，谭春华，刘恒宇，万伟超，罗云凤，吴明娇，
申请(专利权)人：云南锡业集团控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南,53