一种电池裸电芯及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种电池裸电芯及其制备方法与应用，属于电池技术领域。本发明专利技术电池裸电芯的制备方法包括以下步骤：(1)将裸电芯置于封装袋中，抽真空后封口；(2)将经步骤(1)包装的裸电芯与封装袋一起置于等压腔体中，进行温等静压处理，得到所述电池裸电芯。本发明专利技术采用温等静压的方式对裸电芯进行常温或一定温度下的施压，确保裸电芯所受压力和温度的均匀性，这样提高了裸电芯的界面均匀性和不同电芯间的一致性，使入壳前裸电芯极片与极片间的贴合程度提高；同时，本发明专利技术提高了裸电芯的加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电池裸电芯及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种电池裸电芯及其制备方法与应用，属于电池

技术介绍
随着石油等不可再生能源的不断消耗以及对环境保护的迫切要求，新能源已经逐渐成为替代传统能源的主力。锂离子电池因为高比能量、长寿命等优点成为各国和各行各业青睐对象，被广泛用于各类消费类电池、储能电站以及新能源汽车。然而，锂离子电池在新能源汽车上的应用，电池的一致性和可靠性是消费者关心的主要方面。影响锂离子电池可靠性与质量的主要因素是锂离子电池生产过程工序多，工艺复杂等原因。确保过程中半成品和成品的一致性非常重要。目前动力锂电池裸电芯一般都是通过热压机实现裸电芯的热压整形功能，上下板通常通过内嵌加热丝实现加热功能，裸电芯放在上下加热板间，通过油缸加压推动施加压力，实现裸电芯的热压工序，量产生产中主要通过是通过多层压板，多层热压的方式实现。例如，中国专利CN108878982A披露出一种电芯热压机的上下料热压方法及装置，其中电芯热压机的上下料热压方法包括：电芯上料，通过输送带将需要进行热压的电芯水平输送到预设位置；电芯热压，通过热压板对到达预设位置的电芯进行热压，热压板在对电芯进行热压过程为非直接接触；电芯下料，将完成热压工序的电芯下料，电芯通过输送带输送远离热压位置并完成下料；电芯热压机的上下料热压装置，包括热压板及输送带；热压板包括下热压板及上热压板，上热压板及下热压板用于对电芯施加压力，上热压板及下热压板与电芯为间接接触。现有通过上下加热板，压机加压的方式实现裸电芯的热压整形的方式，因为加热板一般通过电阻丝加热，而且随着裸电芯尺寸的增加，温度均匀性越来越难以保证，目前基本只能控制在±3℃，另外，压力的均匀性只能通过压板的平行度，平面度来保证，在使用过程中很可能因为压板偏移，导轨直线度，极片边缘涂布产生的削薄带来的厚度不均等原因，导致压力不均匀，影响裸电芯热压时压力和温度的不均匀，进而影响极片间的均匀性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种裸电芯的界面均匀性和不同电芯间的一致性高的电池裸电芯及其制备方法与应用。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种电池裸电芯的制备方法，其包括以下步骤：(1)将裸电芯置于封装袋中，抽真空后封口；(2)将经步骤(1)包装的裸电芯与封装袋一起置于等压腔体中，进行温等静压处理，得到所述电池裸电芯。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为20～150℃，压力为0.1～10MPa。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为60～100℃，压力为4～7MPa。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为85℃。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，等压腔体内装有液体介质，所述液体介质为纯水或导热油。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，温等静压处理的时间为1～1800s。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，封装袋为铝塑膜或PE袋。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)之前还包括以下步骤：经过叠片或卷绕工艺制得裸电芯。第二方面，本专利技术提供了一种采用上述方法制备所得的电池裸电芯。作为本专利技术所述电池裸电芯的优选实施方式，所述电池裸电芯为锂电池裸电芯。作为本专利技术所述电池裸电芯的优选实施方式，所述电池裸电芯的结合强度为0.35～1.21MPa，隔膜透气度为204.32～315.64s。第三方面，本专利技术提供了一种电池，其包括上述电池裸电芯。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用温等静压的方式对裸电芯进行常温或一定温度下的施压，确保裸电芯所受压力和温度的均匀性，这样提高了裸电芯的界面均匀性和不同电芯间的一致性，使入壳前裸电芯极片与极片间的贴合程度提高。同时，本专利技术提高了裸电芯的加工效率。具体实施方式为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。现有裸电芯热压一般使用上下加热板进行热压，加热温度的均匀性一般，压力均匀性由上下平板的平行度和平面度决定，随着设备使用时间的延长，设备平面度和平行度出现问题时，裸电芯就会随之出现偏移。受压不均，导致电芯内部不均匀，当板上有缺陷时会损坏裸电芯。为了克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种电池裸电芯的制备方法，其包括以下步骤：(1)将裸电芯置于封装袋中，抽真空后封口；(2)将经步骤(1)包装的裸电芯与封装袋一起置于等压腔体中，进行温等静压处理，得到所述电池裸电芯。本专利技术使用温等静压的方式对裸电芯进行施压，能确保裸电芯各个方向和各个点压力均匀，并且温度是在一个整体，也更均匀且可控，这样不仅传热时间短、传热效率更高，而且提高了裸电芯的界面均匀性和不同电芯间的一致性，可以有效提高入壳前裸电芯极片与极片间的贴合程度。研究表明，与现有裸电芯热压方法相比，本专利技术方法裸电芯热压效率(单设备效率)由5ppm提升至15ppm。并且，现有裸电芯热压方法的传热时间为2min以上，本专利技术方法的传热时间仅1min以下。其中，传热时间是指待压物品(例如裸电芯)内外温度达到设定温度的时间，本领域的技术人员应当知道，等静压时间的长度与传热时间有关，但非线性关系。本专利技术方法不限于裸电芯型号、尺寸，封装袋中可放置至少1个裸电芯，即上述步骤(1)中，在等压腔空间允许的前提下，可将1个、2个、3个或3个以上的裸电芯置于同一个封装袋中，但裸电芯之间需要保持一定距离，互相之间不能有接触。需注意的是，温等静压过程中裸电芯不能与温等静压的介质触碰，温等静压过后裸电芯需要在裸电芯环境下进行拆包操作，在拆包过程中，施压介质不能与裸电芯触碰。另外，本领域技术人员可根据其常规技术知识选择采用何种方式将裸电芯置于封装袋中，例如，可通过机械手或者人工将裸电芯置于封装袋中。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为20～150℃，压力为0.1～10MPa。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的更优选实施方式，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为60～100℃，压力为4～7MPa。温等静压处理过程中，具体条件(例如温度、压力和时间等)可根据不同的电芯类型进行调整，但研究表明，当温等静压处理的温度为60～100℃，压力为4～7MPa时，裸电芯的界面均匀性和不同电芯间的一致性更好，更有利于提高入壳前裸电芯极片与极片间的贴合程度。并且，此压力条件对裸电芯无损伤。更优选地，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为85℃。作为本专利技术所述电池裸电芯的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，等压腔体内装有液体介质，所述液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池裸电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将裸电芯置于封装袋中，抽真空后封口；/n(2)将经步骤(1)包装的裸电芯与封装袋一起置于等压腔体中，进行温等静压处理，得到所述电池裸电芯。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池裸电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将裸电芯置于封装袋中，抽真空后封口；
(2)将经步骤(1)包装的裸电芯与封装袋一起置于等压腔体中，进行温等静压处理，得到所述电池裸电芯。


2.如权利要求1所述的电池裸电芯的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为20～150℃，压力为0.1～10MPa。


3.如权利要求2所述的电池裸电芯的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为60～100℃，压力为4～7MPa。


4.如权利要求3所述的电池裸电芯的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，温等静压处理的温度为85℃。


5.如权利要求1所述的电池裸电芯的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，等压腔体内装有液体介质，所述液体介质为纯水或导热油。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志彬，梅骜，钟平财，许顺利，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44