一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法技术

本发明专利技术提供一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法，所述锂离子电池卷芯包括以下烘烤步骤：S1、将装有卷芯的物料盒置于真空烤箱中，抽真空，静置若干分钟后充入氮气至常压，并按设定的温度和时间进行预热，真空值为L0，氮气压力值为P0；S2、将S1中的卷芯进行第一次循环烘烤，在真空值L1下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P1下烘烤一定时间；循环以上工步骤N1次。该发明专利技术，能够有效降低卷芯的烘烤温度，避免对隔膜、胶纸的损伤，并能通过阶梯式的调整真空值和氮气压力值，能有效的增加钢壳内卷芯和腔体内气体的交换，减少前期抽高真空所用时间，同时提高真空和氮气烘烤除水效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法
本专利技术涉及锂电池生产制造
，具体为一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法。
技术介绍
锂离子电池生产过程中，水分的控制非常重要。电池内部较高的水分值会造成较大的产气量、电池低电压、内阻不稳定、循环差等，对锂离子电池是一种致命的威胁。注夜之前的工序中，极片及其他原材料不可避免的会吸入一些分水，而去除水分目前比较有效的方式是烘烤。所以一种高效的锂离子电池卷芯（特别是入壳后的卷芯）烘烤方法对圆柱锂电池的生产至关重要。目前的烘烤技术中，大部分采用大于100℃的高温，在抽高真空和充氮气（真空值和氮气值一定）的循环工步下进行烘烤。此种工艺并不适用于对入壳后卷芯的烘烤，卷芯因含有隔膜、胶纸，长时间高温易变性，且入壳后的卷芯不仅自身包覆紧密，同时被钢壳包裹，气体流通性较差。所以对卷芯的烘烤一般需要一种低于90℃、能有效改善气体流通性能、且烘烤时间较短的方法。通过降低烘烤温度来使用目前的烘烤工艺，会大大延长烘烤时间，特别是磷酸铁锂极片85℃烘烤20h后水分值基本在400ppm以上，且不同批次卷芯烘烤后水分值偏差在100ppm以上，烘烤效果较差。
技术实现思路
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法，解决了现有卷芯烘烤效果差的问题。（二）技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：所述锂离子电池卷芯包括以下烘烤步骤：S1、将装有卷芯的物料盒置于真空烤箱中，抽真空，静置若干分钟后充入氮气至常压，并按设定的温度和时间进行预热，真空值为L0，氮气压力值为P0；S2、将S1中的卷芯进行第一次循环烘烤，在真空值L1下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P1下烘烤一定时间；循环以上工步骤N1次；S3、将S2中的卷芯进行第二次循环烘烤、在真空值L2下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P2下烘烤一定时间；循环以上工步骤N2次；S4、将S3中的卷芯进行第三次循环烘烤、在真空值L3下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P3下烘烤一定时间；循环以上工步骤N3次；S5、将S4中的卷芯进行第四次循环烘烤、在真空值L4下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P4下烘烤一定时间；循环以上工步骤N4次；S6、最后将真空烤箱内通过通入冷氮气循环降温，并取出电芯极片，多批次测试极片水分。优选的，所述S1中的预热时温度为75-90℃，预热时间1.5-3h，真空值LO为300-500Pa，氮气压力P0为常压。优选的，所述S1-S5中卷芯进行四次循环烘烤时，所述真空压力呈阶梯式下降，L0＞L1＞L2＞L3＞L4，L4压力值为50-100Pa。优选的，所述S1-S5中卷芯进行四次循环烘烤时，所述氮气压力值呈阶梯式上升，P0＜P1＜P2＜P3＜P4。优选的，所述S1-S5中卷芯进行四次循环烘烤时，所述前三次的单次循环烘烤时间一致，所述第四次氮气烘烤时间和真空烘烤时间均高于前三次，所述第四次循环烘烤次数N4大于前三次循环次数N1、N2、N3。优选的，所述使用的氮气露点值＜-40℃；优选的，所述S1中物料盒在真空烤箱中摆放时留有足够的空间，且每个物料盒之间留有＞2cm的气体流通通道。（三）有益效果本专利技术提供了一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法。具备以下有益效果：1、该专利技术，能够有效降低卷芯的烘烤温度，避免对隔膜、胶纸的损伤；2、该专利技术，通过阶梯式的调整真空值和氮气压力值，能有效的增加钢壳内卷芯和腔体内气体的交换，减少前期抽高真空所用时间，同时提高真空和氮气烘烤除水效果。附图说明图1为卷芯的烘烤工艺流程。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：本专利技术实施例提供一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法，所述锂离子电池卷芯包括以下烘烤步骤：本实施例对入壳后的18650型号磷酸铁锂卷芯进行烘烤。S1、将取装有入壳卷芯的物料盒放入真空烤箱中，首先进行预热，预热时温度75-90℃，预热时间1.5-3h，抽真空至400Pa，静置10min后充入氮气（露点＜-50℃）至常压，设定烘烤温度为85℃，烘烤时间为120min，（放入前取卷芯测试极片水分）；S2、将S1中的卷芯进行第一次循环烘烤，抽真空至350Pa，烘烤10min,随后充入氮气至常压+0.1Mpa，烘烤40min;循环以上工步2次；S3、将S2中的卷芯进行第二次循环烘烤，抽真空至250Pa，烘烤15min；随后充入氮气至常压+0.15Mpa，烘烤40min；循环以上工步2次；S4、将S3中的卷芯进行第三次循环烘烤，抽真空至150Pa，烘烤15min；随后充入氮气至常压+0.2Mpa，烘烤50min；循环以上工步3次；S5、将S4中的卷芯进行第四次循环烘烤，抽真空至80Pa，烘烤20min；随后充入氮气至常压+0.25Mpa，烘烤60min；循环以上工步4次；抽真空至400Pa；S6、最后将真空烤箱内通入冷氮气循环降温至45℃以下，取出电芯极片，测试极片水分，多批次测量，水分值由600-750ppm降至350ppm以下，水分偏差50ppm以内。实施例二：本专利技术实施例提供一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法，所述锂离子电池卷芯包括以下烘烤步骤：本实施例对入壳后的18650型号三元电池卷芯进行烘烤。S1、将取装有入壳卷芯的物料盒放入真空烤箱中，首先进行预热，预热时温度75-90℃，预热时间1.5-3h，抽真空至400Pa，静置10min后充入氮气（露点＜-40℃）至常压，设定烘烤温度为85℃，烘烤时间为120min，（放入前取卷芯测试极片水分）；S2、将S1中的卷芯进行第一次循环烘烤，抽真空至350Pa，烘烤10min；随后充入氮气至常压+0.1Mpa，烘烤40min；循环以上工步1次；S3、将S2中的卷芯进行第二次循环烘烤，烘烤15min；随后充入氮气至常压+0.15Mpa，烘烤40min；循环以上工步2次；S4、将S3中的卷芯进行第三次循环烘烤，烘烤15min；随后充入氮气至常压+0.2Mpa，烘烤50min；循环以上工步1次；S5、将S4中的卷芯进行第四次循环烘烤，抽真空至80Pa，烘烤20min；随后充入氮气至常压+0.25Mpa，烘烤60min；循环以上工步2次；抽真空至400Pa；S6、将真空烤箱内通入冷氮气循环降温至45℃以下，取出电芯极片，测试极片水分。多批次测量，水分值由200-300ppm降至100ppm以下，水分偏差50ppm以内。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法，其特征在于：所述锂离子电池卷芯包括以下烘烤步骤：/nS1、将装有卷芯的物料盒置于真空烤箱中，抽真空，静置若干分钟后充入氮气至常压，并按设定的温度和时间进行预热，真空值为L0，氮气压力值为P0；/nS2、将S1中的卷芯进行第一次循环烘烤，在真空值L1下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P1下烘烤一定时间；循环以上工步骤N1次；/nS3、将S2中的卷芯进行第二次循环烘烤、在真空值L2下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P2下烘烤一定时间；循环以上工步骤N2次；/nS4、将S3中的卷芯进行第三次循环烘烤、在真空值L3下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P3下烘烤一定时间；循环以上工步骤N3次；/nS5、将S4中的卷芯进行第四次循环烘烤、在真空值L4下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P4下烘烤一定时间；循环以上工步骤N4次；/nS6、最后将真空烤箱内通过通入冷氮气循环降温，并取出电芯极片，多批次测试极片水分。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法，其特征在于：所述锂离子电池卷芯包括以下烘烤步骤：
S1、将装有卷芯的物料盒置于真空烤箱中，抽真空，静置若干分钟后充入氮气至常压，并按设定的温度和时间进行预热，真空值为L0，氮气压力值为P0；
S2、将S1中的卷芯进行第一次循环烘烤，在真空值L1下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P1下烘烤一定时间；循环以上工步骤N1次；
S3、将S2中的卷芯进行第二次循环烘烤、在真空值L2下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P2下烘烤一定时间；循环以上工步骤N2次；
S4、将S3中的卷芯进行第三次循环烘烤、在真空值L3下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P3下烘烤一定时间；循环以上工步骤N3次；
S5、将S4中的卷芯进行第四次循环烘烤、在真空值L4下烘烤一定时间；随后充入氮气，并在氮气压力值为P4下烘烤一定时间；循环以上工步骤N4次；
S6、最后将真空烤箱内通过通入冷氮气循环降温，并取出电芯极片，多批次测试极片水分。


2.根据权利要求1所述的一种高效的锂离子电池卷芯烘烤方法，其特征在于：所述S1中的预热时温度为75-90℃，预热时间1...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷现国，袁云泉，魏昂，任泽峰，
申请(专利权)人：山东天瀚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37