一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺制造技术

一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，属于聚合物锂离子电芯制备封装领域。技术方案如下：电芯封装前，将补液管路沿电池极片底端插入电芯内部，将排气管路沿电芯顶封测通至电芯边缘；进行注液，注液后对带气袋电芯进行初步封装，真空放置待电解液浸润极片；设置压力和温度，进行加压化成，通过单相排气管路直接将气体导出至尾气处理系统；化成过程中，注入略高于计算值的剩余电解液；化成过程结束后，电芯降温后取出，检查、密封预置管路，入库存放。有益效果是:本发明专利技术所述的可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺能降低成本、简化工艺、提升安全性能与电化学性能，为实现废旧电芯的梯次利用和容量恢复提供了可能性。

A process of polymer lithium ion battery with exhaust and liquid supplement

The invention relates to a polymer lithium-ion battery forming process which can exhaust and replenish liquid, belonging to the field of polymer lithium-ion battery preparation and packaging. The technical scheme is as follows: before the encapsulation of the electric core, insert the replenishment pipeline along the bottom end of the battery electrode into the inner part of the electric core, connect the exhaust pipeline along the top seal of the electric core to the edge of the electric core; inject the liquid, after the injection, preliminarily encapsulate the electric core with the air bag, place the electrode to be wetted by the electrolyte in vacuum; set the pressure and temperature, pressurize it, and direct the gas to the tail through the single-phase exhaust pipeline Gas processing system: during the formation process, inject residual electrolyte slightly higher than the calculated value; after the formation process, take out the electric core after cooling, check and seal the preset pipeline, and put it in storage. The beneficial effect is that the polymer lithium-ion battery forming process which can exhaust and replenish liquid can reduce cost, simplify process, improve safety performance and electrochemical performance, and provide possibility for realizing echelon utilization and capacity recovery of waste electric core.

【技术实现步骤摘要】
一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺
本专利技术属于聚合物锂离子电芯制备封装领域，尤其涉及一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺。
技术介绍
专利名称为一种软包锂电池排气补液装置，申请号为201811562441.5的中国专利技术专利申请，主要为装置结构和设计专利，使用范围未确定。排气补液装置结构包括三层联通管、第一弹性垫片、第二弹性垫片和外层胶层，所述外层胶层包覆在三层联通管上，并与软包锂电池的热封层配合连接，所述第一弹性垫片和第二弹性垫片分别设置在三层联通管内。专利名称为一种具有排气补液功能的锂离子电池，专利号为201720957020.7中国技术专利，应用于长循环后的电池恢复使用。电池包括锂离子电池本体和排气补液装置，锂离子电池本体包括软包封装，排气补液装置包括从软包封装中伸出的排气补液结构，中空设置的排气补液结构内壁形成贯穿通道，贯穿通道的出口与软包封装内腔连通，贯穿通道的入口与外界连通；排气补液结构在贯穿通道入口端灌封有高温下呈黏流态的高分子密封层。现有技术中存在以下技术问题：(1)原聚合物锂离子电芯封装过程中，铝塑膜气袋预留过大，铝塑膜浪费率高；(2)原工艺气袋预留不足时，化成过程会存在爆炸或电芯漏气隐患，实验室安全性低；(3)原工艺二封真空抽气密封时，电解液会随抽气过程流失，电解液量不足导致电化学性能降低；(4)原工艺在电芯化成后，设置真空二封，工艺繁琐；(5)现有排气补液装置更关注于电池使用过程中或失效时排气补液，忽略电芯制备过程中的排气补液需求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，该工艺降低成本、简化工艺、提升安全性能与电化学性能，为实现废旧电芯的梯次利用和容量恢复提供了可能性。技术方案如下：一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，步骤如下：S1、电芯封装前，将补液管路沿电池极片底端插入电芯内部，将排气管路沿电芯顶封测通至电芯边缘；S2、进行注液，注液后对带气袋电芯进行初步封装，真空放置待电解液浸润极片；S3、设置压力和温度，进行加压化成，通过单相排气管路直接将气体导出至尾气处理系统；S4、化成过程中，注入略高于计算值的剩余电解液；S5、化成过程结束后，电芯降温后取出，检查、密封预置管路，入库存放。进一步的，所述自动排气补液管路耐电解液腐蚀材料。进一步的，使用注液泵，首次注液60～90％后，对带气袋电芯进行初步封装。进一步的，步骤S3中，所述压力的设置范围是0.6～1.0MPa，所述温度的设置范围是60～80℃。进一步的，所述尾气处理系统中包含尾气接收材料。进一步的，步骤S4中，通过注液泵缓慢注入剩余电解液。进一步的，步骤S1中，首先，根据电池外形尺寸，手动或者采用设备将管路切成预期尺寸；其次，手动或采用设备将管路沿铝塑膜内侧插入电芯内部预期位置，预期位置：补液管路为极片底部内侧位置；排气管路为靠近顶封侧处极片旁。进一步的，所述电解液是六氟磷酸锂。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺具有以下有益效果：(1)原聚合物锂离子电芯封装过程中，铝塑膜气袋预留过大，材料浪费；本专利技术可减少铝塑膜使用量，降低成本。(2)原工艺气袋预留不足时，化成过程会存在爆炸或电芯漏气隐患；本专利技术气体直接导出至尾气处理系统，降低电芯内压过大带来的安全问题，提高安全性。(3)原工艺二封真空抽气密封时，电解液会随抽气过程流失，电解液量降低；本专利技术在电芯化成过程中补足电解液量，提升电化学性能。(4)原工艺在电芯化成后，设置真空二封工部；本专利技术可省去二封过程，简化工艺，降低成本；(5)现有排气补液装置更关注于电池使用过程中或失效时排气与补液，而本专利技术既解决了上述排气补液问题，也解决电芯封装制作过程中的排气补液问题。主要效益为：降低成本、简化工艺、提升安全性能与电化学性能，为实现废旧电芯的梯次利用和容量恢复提供了可能性。附图说明图1为原化成工艺电芯图；图2为本专利技术可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺电芯图。具体实施方式下面结合附图1-2对可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺做进一步说明。实施例1一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，步骤如下：S1、电芯封装前，将补液管路沿电池极片底端插入电芯内部，将排气管路沿电芯顶封测通至电芯边缘；管路直径和长度无固定限制，与电池外形尺寸相关联，锂电池软包电池无固定外形尺寸要求，根据要求自行设计；过程：a.手动或设备将管路切成规定或算完尺寸；b手动或设备将管路沿铝塑膜内测插入电芯内部规定位置即可，规定位置：补液管路为极片底部靠里位置；排气管路为靠近顶封侧处极片旁。注意事项：管路位置不能与电极片重叠在一起；管路插入时不能破坏极片、铝塑膜、隔膜的完整性。S2、进行注液，注液后对带气袋电芯进行初步封装，真空放置待电解液(有机电解液如六氟磷酸锂等)浸润极片；S3、设置压力和温度，进行加压化成，通过单相排气管路直接将气体导出至尾气处理系统；S4、化成过程中，注入略高于计算值的剩余电解液；根据电池设计容量确定，磷酸铁锂正极材料4.5g/Ah±20％；三元正极材料5g/Ah±20％S5、化成过程结束后，电芯降温后取出，检查、密封预置管路，入库存放。优选地，所述自动排气补液管路耐电解液腐蚀材料。优选地，使用注液泵，首次注液60～90％后，对带气袋电芯进行初步封装。优选地，步骤S3中，所述压力的设置范围是0.6～1.0MPa，所述温度的设置范围是60～80℃。优选地，所述尾气处理系统中包含尾气接收材料。优选地，通过注液泵缓慢注入剩余电解液，所述电解液是六氟磷酸锂或者其他有机锂盐电解液。实施例2一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，用于聚合物锂离子电芯制备封装、化成过程；聚合物锂离子电芯胀气时排气补液；电解液量不足时，电芯容量和性能恢复；聚合物锂离子电芯梯次利用与循环利用过程。步骤如下：(1)电芯封装前，将补液管路沿电池极片底端插入电芯内部，将排气管路沿电芯顶封测通至电芯边缘，预置自动排气补液特殊管路，管路为耐电解液腐蚀材料，管路直径、长度与电芯规格相关；(2)使用注液泵，首次注液60～90％后，对带气袋电芯进行初步封装、真空放置待电解液浸润极片；(3)设置符合电芯工艺要求的压力(0.6～1.0MPa)和温度(60～80℃)条件下加压化成，通过单相排气管路直接将气体导出至尾气处理系统；(4)尾气处理系统：系统带泵，根据电芯排气量可进行调频，将气体导出至尾气处理器，尾气处理器内含尾气吸收材料(如活性炭、其他吸附剂等他)。(5)化成过程中，通过注液泵缓慢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，其特征在于，步骤如下：/nS1、电芯封装前，将补液管路沿电池极片底端插入电芯内部，将排气管路沿电芯顶封测通至电芯边缘；/nS2、进行注液，注液后对带气袋电芯进行初步封装，真空放置待电解液浸润极片；/nS3、设置压力和温度，进行加压化成，通过单相排气管路直接将气体导出至尾气处理系统；/nS4、化成过程中，注入略高于计算值的剩余电解液；/nS5、化成过程结束后，电芯降温后取出，检查、密封预置管路，入库存放。/n

【技术特征摘要】
1.一种可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，其特征在于，步骤如下：
S1、电芯封装前，将补液管路沿电池极片底端插入电芯内部，将排气管路沿电芯顶封测通至电芯边缘；
S2、进行注液，注液后对带气袋电芯进行初步封装，真空放置待电解液浸润极片；
S3、设置压力和温度，进行加压化成，通过单相排气管路直接将气体导出至尾气处理系统；
S4、化成过程中，注入略高于计算值的剩余电解液；
S5、化成过程结束后，电芯降温后取出，检查、密封预置管路，入库存放。


2.如权利要求1所述的可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，其特征在于，所述自动排气补液管路耐电解液腐蚀材料。


3.如权利要求1所述的可排气补液的聚合物锂离子电池化成工艺，其特征在于，使用注液泵，首次注液60～90％后，对带气袋电芯进行初步封装。


4.如权利要求1所述的可排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：董艳影，宋玉波，邹毅，
申请(专利权)人：大连恒超锂业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21