一种二次电池的浸润方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种二次电池的浸润方法，包括以下步骤：S1、在极片卷绕或叠片前，于湿度低于5％的环境下，取电解液中的一部分喷涂于经烘烤后的极片表面；S2、卷绕或叠片所述极片制成电芯，封装，注入剩余的电解液。相比于现有技术，本发明专利技术设计了一种新的方法来浸润二次电池，通过在极片表面提前喷涂一部分电解液来提前润湿极片，而后再制成电芯以及注入剩余的电解液，如此后续注入的电解液在浸润扩散过程中，因极片已提前被电解液润湿，则后续电解液在扩散过程中减少了阻力，扩散所需要的能量降低，进而可快速浸润电芯，达到缩短浸润时间的目的，相比于常规的72h以上的浸润，本发明专利技术的浸润方法可缩短至24～48h。润方法可缩短至24～48h。润方法可缩短至24～48h。

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池的浸润方法及其应用


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种二次电池的浸润方法及其应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其工作电压高、比能量大、循环寿命长及无记忆效应等特点而被人们广泛应用。目前锂离子电池已经普遍应用于3C数码消费类电子产品领域。而电池主要包括以下工艺流程：1)搅拌、涂布、辊压、模切；2)制片卷绕或叠片、焊接；3)入壳成型、封装；4)烘烤；5)注液；6)化成工序；7)抽真空、二封工序；8)分容等后续工序。
[0003]对于缩短锂离子电池制造时间是一个永恒的课题，在注液工序后往往需要较长时间的静置，以使得电解液被充分浸润，特别是对于高压实的电芯，浸润所需的时间更长，达到72h以上。而现在为追求能量密度，高压实电芯已成为制备的锂离子电池的一个趋势，因此需寻找一种新的方法以缩短电池的制造时间。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：提供一种二次电池的浸润方法，解决目前电池制造工序中浸润时间长的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种二次电池的浸润方法，包括以下步骤：
[0007]S1、在极片卷绕或叠片前，于湿度低于5％的环境下，取电解液中的一部分喷涂于经烘烤后的极片表面；
[0008]S2、卷绕或叠片所述极片制成电芯，封装，注入剩余的电解液。
[0009]优选的，步骤S1中，在极片表面喷涂完电解液后，加热所述极片。本专利技术采用提前浸润极片的方法，在未卷绕或叠片之前，浸润极片可提前在≥45℃下进行，能让极片快速直接浸润，为后续的电解液浸润降低了其扩散阻力及所需的能量。而如果是常规的电解液浸润方法，是在极片卷绕或叠片成电芯后进行封装，而后再注入电解液进行浸润，此时因电池已经封装，其内部是真空环境，如是在>45℃下进行，不仅电解液中的溶剂会挥发，且不能精准地浸润极片，高温状态也会促进电池内部的副反应，影响电池的电化学性能，由此常规方法电解液的浸润一般只能保持在小于45℃的较低温度下进行。
[0010]优选的，加热温度≥45℃；加热时间为1～600s。该加热时间可根据电解液的喷涂量、极片的大小以及电芯的实际情况进行调整，达到提前浸润极片的目的即可，这里不做过多限定。
[0011]优选的，加热温度为55～120℃。更优选的，加热温度可为60～70℃、70～80℃、80～90℃。加热后待极片冷却后即可进行常规的卷绕/叠片制成电芯，以及后续的电池制备工序。
[0012]优选的，所述电解液包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二甲酯(DMC)中的至少一种；喷涂于所述极片表面的电解液为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯
酯、碳酸二乙酯和碳酸二甲酯中的任意一种。
[0013]其中，本专利技术所述的取电解液中的一部分进行喷涂，该一部分可以是电解液中其中一种物质，如EC、PC和DMC的任意一种；也可以是多种物质的混合物，如EC、PC和DMC的至少两种。而经本专利技术人多次探究验证，采用其中一种物质(如EC、PC和DMC的任意一种)时，更有利于缩短整体的浸润时间，这是因为其中一种物质时，一方面更有利于喷涂完电解液后加热极片，另一方面多种物质各分子之间会竞争浸润极片位点，从而影响了浸润时间。
[0014]优选的，喷涂于所述极片表面的电解液为碳酸乙烯酯。采用EC进行提前喷涂，可以更好的提前浸润极片，且EC冷却后在36℃以下为固体，极片不会因该部分电解液提前浸润而导致极片整体湿度高，进而影响后续的卷绕工序。
[0015]优选的，喷涂的碳酸乙烯酯体积为所述电解液中碳酸乙烯酯总体积的30～100％。更优选的，喷涂的碳酸乙烯酯体积为所述电解液中碳酸乙烯酯总体积的50～70％、70～100％。
[0016]本专利技术的目的之二在于，提供一种二次电池的制备方法，包括上述任一项所述的二次电池的浸润方法。
[0017]优选的，封装所述电芯后直接注入剩余的电解液，然后在＜45℃下加热所述电芯。
[0018]本专利技术的目的之三在于，提供一种由上述所述的二次电池的制备方法制备得到的二次电池。
[0019]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种二次电池的浸润方法，包括以下步骤：S1、在极片卷绕或叠片前，于湿度低于5％的环境下，取电解液中的一部分喷涂于经烘烤后的极片表面；S2、卷绕或叠片所述极片制成电芯，封装，注入剩余的电解液。相比于现有技术，本专利技术设计了一种新的方法来浸润二次电池，通过在极片表面提前喷涂一部分电解液来提前润湿极片，而后再制成电芯以及注入剩余的电解液，如此后续注入的电解液在浸润扩散过程中，因极片已提前被电解液润湿，则后续电解液在扩散过程中减少了阻力，扩散所需要的能量降低，进而可快速浸润电芯，达到缩短浸润时间的目的，相比于常规的72h以上的浸润，本专利技术的浸润方法可缩短至24～48h。
附图说明
[0020]图1为本专利技术浸润方法的流程图之一。
[0021]图2为本专利技术浸润方法的流程图之二。
具体实施方式
[0022]本专利技术第一方面提供一种二次电池的浸润方法，包括以下步骤：
[0023]S1、在极片卷绕或叠片前，于湿度低于5％的环境下，取电解液中的一部分喷涂于经烘烤后的极片表面；
[0024]S2、卷绕或叠片所述极片制成电芯，封装，注入剩余的电解液。
[0025]该极片包括正极极片和/或负极极片，优选的，极片包括正极极片和负极极片，将正负极片均进行提前润湿，由此进一步加快了后续电芯的浸润速度。
[0026]其中，该正极极片包括正极集流体和涂覆正极集流体至少一表面的正极活性物质层。正极活性物质层可以是包括但不限于化学式如Li
a
Ni
x
Co
y
M
z
O2‑
b
N
b
(其中0.95≤a≤1.2，x>
0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1,0≤b≤1，M选自Mn，Al中的一种或多种的组合，N选自F,P,S中的一种或多种的组合)所示的化合物中的一种或多种的组合，所述正极活性物质还可以是包括但不限于LiCoO2、LiNiO2、LiVO2、LiCrO2、LiMn2O4、LiCoMnO4、Li2NiMn3O8、LiNi
0.5
Mn
1.5
O4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFePO4、LiNiPO4、LiCoFSO4、CuS2、FeS2、MoS2、NiS、TiS2等中的一种或多种的组合。所述正极活性物质还可以经过改性处理，对正极活性物质进行改性处理的方法对于本领域技术人员来说应该是己知的，例如，可以采用包覆、掺杂等方法对正极活性物质进行改性，改性处理所使用的材料可以是包括但不限于Al，B，P、Zr、Si、Ti、Ge、Sn、Mg、Ce、W等中的一种或多种的组合。而正极片采用的正极集流体通常是汇集电流的结构或零件，所述正极集流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池的浸润方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在极片卷绕或叠片前，于湿度低于5％的环境下，取电解液中的一部分喷涂于经烘烤后的极片表面；S2、卷绕或叠片所述极片制成电芯，封装，注入剩余的电解液。2.根据权利要求1所述的二次电池的浸润方法，其特征在于，步骤S1中，在极片表面喷涂完电解液后，加热所述极片。3.根据权利要求2所述的二次电池的浸润方法，其特征在于，加热温度≥45℃；加热时间为1～600s。4.根据权利要求3所述的二次电池的浸润方法，其特征在于，加热温度为55～120℃。5.根据权利要求1～4任一项所述的二次电池的浸润方法，其特征在于，所述电解液包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘良海，李雄成，钟欣，刘克永，涂健，刘斌，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：