锂电池制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种锂电池制造工艺，包括制备工序、第一烘烤工序、组装工序、第二烘烤工序、注液浸润工序、封口工序、搁置浸润工序以及化成工序。本发明专利技术公开的锂电池制造工艺，通过先将极片或者卷芯进行第一烘烤工序以去除极片或者卷芯中部分的水分，再通过第二烘烤工序对制成的半成品电池进行烘烤，可以高效地去除电池内部的水分以提高电池的综合性能，且烘烤的过程中不用大幅度地提高烘干温度和延长烘烤时间，不会对电池的性能产生负面影响，且不会带来更大的能源消耗；此外，通过设置先对半成品电池进行注液浸润，再对成品电池进行搁置浸润，并设置搁置浸润的方式为先倒立浸润，再直立浸润，使得卷芯的浸润效果更好，提高成品电池的综合性能。

Manufacturing Technology of Lithium Battery

The invention discloses a manufacturing process of lithium battery, including preparation process, first baking process, assembly process, second baking process, liquid injection soaking process, sealing process, shelving soaking process and formation process. The manufacturing process of the lithium battery disclosed in the present invention can efficiently remove the moisture inside the battery to improve the comprehensive performance of the battery by first baking the polar sheet or the coil core to remove some moisture in the polar sheet or the coil core, and then baking the semi-finished battery through the second baking process, without greatly increasing the baking temperature and temperature during the baking process. Extending the baking time will not have a negative impact on the performance of batteries, and will not lead to greater energy consumption. In addition, by setting up a liquid infiltration for semi-finished batteries, then a shelf infiltration for finished batteries, and setting the way of shelf infiltration for first inverted infiltration, then vertical infiltration, make the infiltration effect of coil core better, improve the comprehensive performance of finished batteries.

【技术实现步骤摘要】
锂电池制造工艺
本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂电池制造工艺。
技术介绍
无机锂盐是离子电池电解液中重要的成分，由于无机锂盐遇水便会产生化成反应，严重影响电池的综合性能。因此在锂离子电池制造过程中，对电池内部水分的去除尤为重要。现有的锂电池制造工艺中有一道烘烤工艺，使用真空烤箱进行烘烤除水。对于电池直径更大、高度更高(例如直径≥18mm，高度≥65mm)的圆柱锂离子电池，一般是采用延长烘烤时间或者提高烘烤温度来降低电池内部的水分。但是，这种方式存在一些缺陷，由于电池装配结束后，电池内部属于半封闭空间，卷芯内部的水分很难完全被去除。同时，烘烤温度过高会使卷芯隔膜收缩，孔隙率降低，对电池的性能产生负面的影响，且烘烤时间太长，会引起极片内部粘结剂老化，极片材料容易脱落，导致电池性能降低。此外，采用延长烘烤时间或者提高烘烤温度的烘烤方式也会带来更多的能源消耗。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术公开一种锂电池制造工艺，用以解决现有的锂电池制造工艺中，锂电池烘干工艺不能完全去除电池卷芯内部的水分或者会导致电池性能降低的问题。本专利技术采用如下技术方案实现：一种锂电池制造工艺，包括：制备工序，制备极片或者卷芯；第一烘烤工序，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中进行烘烤；组装工序，将经过所述第一烘烤工序的所述极片卷绕成卷芯并将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘烤工序的所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池；第二烘烤工序，将完成所述组装工序的所述半成品电池放进烤箱中进行烘烤；注液浸润工序，在完成所述第二烘烤工序的所述半成品电池中注入电解液进行所述卷芯的浸润；封口工序，对完成所述注液浸润工序的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；搁置浸润工序，将完成所述封口工序的所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润；化成工序，将完成所述搁置浸润工序的所述成品电池进行充放电。优选地，所述第一烘烤工序包括：第一分步，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长10±1min；第二分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；第三分步，保持烤箱的真空度将烘烤温度降低为90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长60±1min；第四分步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长5±1min；第五分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；依次循环所述第四分步和所述第五分步，循环时长为17±7周；且/或，所述第二烘烤工序包括：第一子步，将所述半成品电池放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长10±1min；第二子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；第三子步，保持烤箱的真空度并对所述烤箱内部持续鼓风，将烘烤温度降低为90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长60±1min；第四子步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长5±1min；第五子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；依次循环所述第四子步和所述第五子步，循环时长为44±5周。优选地，所述注液浸润工序包括：在完成所述第二烘烤工序后，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液，注入的电解液的量为M，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.050)MPa～(-0.075)MPa，t＝60s～80s，M＝6.8±0.1g；且/或，所述搁置浸润工序包括将所述成品电池在温度为T2的条件下先倒立18-24h，再直立12-24h，T2＝35℃-40℃。优选地，所述手套箱内部的温度为21±6℃，湿度小于或等于2.0％RH。优选地，所述组装工序在温度为20±5℃，湿度小于或等于25％RH的条件下进行；且/或，所述第一烘烤工序结束到进入所述第二烘烤工序的间隔时间小于或等于4小时；且/或，所述成品电池的高度为73±5mm；且/或，所述组装工序还包括将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部之后，在所述电池外壳之开设有所述开口的一端的外周压出滚槽。优选地，所述制备工序具体包括：切割工序，切割出宽度为65±5mm的正极片和宽度为66.5±5mm的负极片，所述正极片包括正极金属基片和涂覆在所述正极金属基片外的正极涂层；制片工序，将正极耳焊接在所述正极片上，将第一负极耳焊接在所述负极片的一端，将第二负极耳焊接在负极片的另一端；卷绕工序，将焊接有正极耳的正极片、焊接有第一负极耳和第二负极耳的负极片以及隔膜由外至里按照“第一隔膜/负极片/第二隔膜/正极片”的顺序叠加并卷绕成卷芯。优选地，采用第一焊接电流I1将第一负极耳和第二负极耳焊接在所述电池外壳的内底部，焊接持续时间为t1，采用第二焊接电流I2对所述第一负极耳、所述第二负极耳进行补焊，焊接持续时间为t2，其中，I1＝1.03KA-1.15KA，t1＝2.3ms±0.2ms，I2＝0.79KA-0.90KA，t2＝2.3ms±0.2ms。优选地，所述正极片的压实密度小于或等于4.3g/cm3、负极片的压实密度小于或等于1.8g/cm3；且/或，所述正极耳的长度为65±5mm，所述正极耳的外露长度为13.5-14.5mm；且/或，所述正极耳焊接在所述正极片长度方向的2/5-1/2处。优选地，所述正极涂层包括磷酸铁锂材料，所述化成工序包括：第一分步，用恒定电流0.2C给所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，整个充电时长120min；第二分步，用恒定电流0.3C给完成所述第一分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，限制充电时长230min；第三分步，将完成所述第二分步后的所述成品电池静置5min；第四分步，用恒定电流0.5C给完成所述第三分步后的所述成品电池充电，且在充电过程中，设置充电上限电压为3650mV，当充电电压上升到设定值后，保持充电电压不变，然后控制充电电流逐渐下降至0.01C，停止充电，整个充电时长200min；第五分步，将完成所述第四分步后的所述成品电池静置5min；第六分步，将完成所述第五分步的所述成品电池在恒定电流为0.5C的条件下持续放电，且在放电过程中，设置放电下限电压为2000mV，限制放电时长150min；第七分步，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池制造工艺，其特征在于，包括：制备工序，制备极片或者卷芯；第一烘烤工序，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中进行烘烤；组装工序，将经过所述第一烘烤工序的所述极片卷绕成卷芯并将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘烤工序的所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池；第二烘烤工序，将完成所述组装工序的所述半成品电池放进烤箱中进行烘烤；注液浸润工序，在完成所述第二烘烤工序的所述半成品电池中注入电解液进行所述卷芯的浸润；封口工序，对完成所述注液浸润工序的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；搁置浸润工序，将完成所述封口工序的所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润；化成工序，将完成所述搁置浸润工序的所述成品电池进行充放电。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池制造工艺，其特征在于，包括：制备工序，制备极片或者卷芯；第一烘烤工序，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中进行烘烤；组装工序，将经过所述第一烘烤工序的所述极片卷绕成卷芯并将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池，或者，将经过第一烘烤工序的所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部以制成半成品电池；第二烘烤工序，将完成所述组装工序的所述半成品电池放进烤箱中进行烘烤；注液浸润工序，在完成所述第二烘烤工序的所述半成品电池中注入电解液进行所述卷芯的浸润；封口工序，对完成所述注液浸润工序的所述半成品电池进行封口以制成成品电池；搁置浸润工序，将完成所述封口工序的所述成品电池先倒立搁置浸润，再直立搁置浸润；化成工序，将完成所述搁置浸润工序的所述成品电池进行充放电。2.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述第一烘烤工序包括：第一分步，将所述极片或者所述卷芯放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长10±1min；第二分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；第三分步，保持烤箱的真空度将烘烤温度降低为90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长60±1min；第四分步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，烘烤时长5±1min；第五分步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述极片或者所述卷芯进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；依次循环所述第四分步和所述第五分步，循环时长为17±7周；且/或，所述第二烘烤工序包括：第一子步，将所述半成品电池放进烤箱中，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度为95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长10±1min；第二子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度95±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长10±1min；第三子步，保持烤箱的真空度并对所述烤箱内部持续鼓风，将烘烤温度降低为90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长60±1min；第四子步，对烤箱内部抽真空直至烤箱内部的真空度为设置烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，烘烤时长5±1min；第五子步，向烤箱内充进氮气直至烤箱内真空度为保持烘烤温度90±5℃对所述半成品电池进行烘烤，并对所述烤箱内部持续鼓风，烘烤时长30±1min；依次循环所述第四子步和所述第五子步，循环时长为44±5周。3.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述注液浸润工序包括：在完成所述第二烘烤工序后，在温度为T1的所述半成品电池中注入电解液，注入的电解液的量为M，完成注液后将所述半成品电池移进真空箱内，并对所述真空箱的内部进行抽真空直至所述真空箱内的真空度达到P，保压时间为t，其中，T1＝65℃±5℃，P＝(-0.050)MPa～(-0.075)MPa，t＝60s～80s，M＝6.8±0.1g；且/或，所述搁置浸润工序包括将所述成品电池在温度为T2的条件下先倒立18-24h，再直立12-24h，T2＝35℃-40℃。4.根据权利要求3所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述手套箱内部的温度为21±6℃，湿度小于或等于2.0％RH。5.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述组装工序在温度为20±5℃，湿度小于或等于25％RH的条件下进行；且/或，所述第一烘烤工序结束到进入所述第二烘烤工序的间隔时间小于或等于4小时；且/或，所述成品电池的高度为73±5mm；且/或，所述组装工序还包括将所述卷芯安装于具有一端开口的电池外壳内部之后，在所述电池外壳之开设有所述开口的一端的外周压出滚槽。6.根据权利要求1所述的锂电池制造工艺，其特征在于，所述制备工序具体包括：切割工序，切割出宽度为65±5mm的正极片和宽度为66.5±5mm的负极片，所述正极片包括正极金属基片和涂覆在所述正极金属基片外的正极涂层；制片工序，将正极耳焊接在所述正极片上，将第一负极耳焊接在所述负极片的一端，将第二负极耳焊接在负极片的另一端；卷绕工序，将焊接有正极耳的正极片、焊接有第一负极耳和第二负极耳的负极片以及隔膜由外至里按照“第一隔膜/负极片/第二隔膜/正极片”的顺序叠加并卷绕成卷芯。7.根据权利要求6所述的锂电池制造工艺，其特征在于，采用第一焊接电流I1将第一负极耳和第二负极耳焊接在所述电池外壳的内底部，焊接持续时间为t1，采用第二焊接电流I2对所述第一负极耳、所述第二负极耳进行补焊，焊接持续时间为t2，其中，I1＝1.03KA-1.15KA，t1＝2.3ms±0.2ms，I2＝0.79KA-0.90KA...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，黄国文，许博爱，欧瑞先，
申请(专利权)人：深圳市卓能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44