一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法技术

本发明专利技术公开了一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，包括以下步骤：1）将电芯置于鼓风干燥设备中干燥，进风气体来自降温区的环境，露点≤

A drying method for square laminated lithium ion battery cells

The invention discloses a drying method for a square laminated lithium ion battery cell, which includes the following steps: 1) place the cell in a blast drying device for drying, and the inlet air comes from the environment of the cooling area, with a dew point of \u2264

【技术实现步骤摘要】
一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池电芯的干燥
，具体涉及一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池主要采用有机电解液，常用的六氟磷酸锂会和水持续反应，所以水分含量显著影响锂离子电池的性能和循环。在电芯制造行业，如何节能有效的去除电芯注液前干燥阶段的水分，是一个重要的工艺问题。
[0003]目前行业内主要用氮气置换工艺对电芯进行干燥，即对存有电芯的腔体进行真空，随后充入干燥的高纯氮气，同时有加热系统。该工艺较为复杂，一般需3次置换，对设备的损坏较大，同时对氮气的要求较高，成本较高。现有技术公开了一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，其是将待干燥的电芯置于封闭的腔体中，设定腔体的恒定温度，进行若干次抽真空、卸真空循环动作，在所述的封闭的墙体内形成循环气体气流，干燥所述电芯。现有技术公开了一种大容量锂离子电池电芯的干燥方法。该干燥方法包括：1 )将锂离子电池电芯置于充有干燥空气的干燥腔体中，抽真空至真空度为85kPa～95kPa，加热至体系温度为90℃～105℃；2)维持体系温度为90℃～105℃，真空度为85kPa～95kPa，在干燥腔体内部鼓风2 .5h～4h；3)维持体系温度为90℃～105℃，对干燥腔体抽真空至真空度为10～30Pa后保压；该步骤所用时间为12h～18h。相比于传统氮气置换工艺，该方法未使用氮气，但使用同一腔体又做真空加热又做鼓风干燥，对设备要求非常之高，并且时间长，生产效率低。现有技术公开了一种锂离子电池干燥方法，其将鼓风干燥温度设置为200℃以上，但是目前聚烯烃隔膜在200℃以上发生熔融，即干燥时就破坏了隔膜的作用，另外，PVDF的熔点为172℃，热变形温度为112~145℃，200℃以上时的PVDF失去了对活性物质的粘结作用。现有技术公开了一种圆柱形电芯及其烘烤方法，包括如下步骤：将电芯在温度为82
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88℃的条件下进行鼓风干燥9
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11h；将鼓风干燥后的所述电芯进行真空干燥；其中，所述真空干燥包括10
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14次的如下循环过程：先在真空度≤
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0.08Mpa、温度为80
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90℃的条件下真空干燥20
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30min；然后在氮气或惰性气体条件下常压静置处理后，在温度为80
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90℃的条件下加热15
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25min。该方法步骤复杂，破真空
‑
抽真空频繁，而且时间不短，需要接近20小时，采用惰性气体，成本偏高。
[0004]鉴于此，需要一种简单有效的电芯干燥方法，进一步简化干燥工艺提升生产的干燥效率，同时降低能耗，缩减电芯制造工费，最终降低电池成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的是提供一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，解决常规氮气置换工艺的高成本低效率问题，同时相比于现有技术的弊端，简化干燥工艺提升生产的干燥效率，同时降低能耗，缩减电芯制造工费，最终降低电池成本。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：
一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，包括以下步骤：将方形叠片锂离子电池电芯鼓风干燥后进行真空干燥，实现方形叠片锂离子电池电芯的干燥；所述真空干燥时，真空值阶梯变化。
[0007]本专利技术中，真空干燥时，一直保持真空，利用真空值阶梯变化可提高干燥均匀性，优选的，真空干燥时，真空值为
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20～
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50 kPa保持0.5～2小时，然后
‑
60～
‑
80kPa保持2～4小时，最后
‑
90～
‑
100kPa保持1～3小时；最优选的，真空干燥时，真空值为
‑
30～
‑
40 kPa保持0.5～1小时，然后
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60～
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70kPa保持2～3小时，最后
‑
90～
‑
100kPa保持1～2小时；作为示例，真空干燥时，真空值为
‑
40 kPa保持1小时，然后
‑
70 kPa保持3小时，最后
‑
100 kPa保持2小时。电芯干燥除了整体含水量需要低之外，内外一致的干燥度更是保持电池性能稳定的关键，现有技术较少提及此点，主要在于发现电芯内外含水率对电池性能影响的研究者不多，还在于现有方法存在的客观因素导致无法解决此问题，因此本领域技术人员都是将电芯干燥至标准内，而未见针对电芯各层干燥度近似提出技术方案。本专利技术采用鼓风加热后真空干燥的方法，结合阶段真空度变化，在低于现有生产用时的基础上，实现了电芯干燥，且意外的取得各部位干燥效果近似的技术效果。更主要的是，本专利技术提出的干燥方法成本低，既没有采用惰性气体，也降低了干燥时间，还充分利用气体循环，综合而言，明显降低成本。
[0008]本专利技术中，鼓风干燥时，温度为75～85℃，优选80℃；时间为1.5～2.5小时，优选2小时；鼓风干燥的进风气体的露点≤
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30℃，优选
‑
40～
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30℃。优选的，鼓风干燥的进风气体来自降温区，出风气体通入极片电芯车间；降温区用于存放真空干燥后待注液的电芯，防止热电芯注液热胀冷缩，极片电芯车间是电芯的叠片和入壳等工序，降温区的空气露点≤
‑
30℃，极片电芯车间的露点≤
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10℃。本专利技术将降温区的气体入鼓风干燥箱，可以助于干燥电芯，而出鼓风干燥箱的气体湿度还可以满足极片电芯车间的要求，将该出风的气体输入至极片电芯车间，实现废气利用。作为常识，维持低湿度需要较大的设备投入以及能耗，本专利技术的方法利于降低成本。
[0009]本专利技术中，真空干燥后，破真空的气体的露点≤
‑
50℃，优选
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60～
‑
50℃；优选的，破真空的气体来自注液间，锂离子电池制造工序，注液间的湿度要求最严格，露点≤
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50℃，该气体可用于真空加热干燥时的破真空，从而无需为破真空额外制备低湿度空气，利于降低成本。
[0010]本专利技术中，通过鼓风干燥和真空干燥两步干燥，在极少的时间内完成电芯的干燥，满足水分控制标准。传统氮气置换法需3轮以上抽真空、加热保温、破真空的循环操作，现有其他的干燥工艺也需要3次操作，而本技术方案只需两步即可完成干燥。本技术方案鼓风干燥工序需2小时，真空干燥工序需6小时，总干燥时间为8小时，效率高，设备投入少，工费降低。本方法的鼓风干燥温度为80℃，去除极片内大部分水分，主要是大孔中的水，真空干燥温度仅为80℃、平均真空值
‑
75kPa（相对于大气压101kPa低26kPa），干燥温度低且真空度低，鼓风干燥与真空温度相同，真空时不需要升温，不需要重复破真空抽真空，降低了能耗，进一步降低了制造工费，最终降低电池的成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：将方形叠片锂离子电池电芯鼓风干燥后进行真空干燥，实现方形叠片锂离子电池电芯的干燥；所述真空干燥时，真空值阶梯变化。2.根据权利要求1所述方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，其特征在于，真空干燥时，一直保持真空。3.根据权利要求1所述方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，其特征在于，真空干燥时，真空值为
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20～
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50 kPa保持0.5～2小时，然后
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60～
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80kPa保持2～4小时，最后
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90～
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100kPa保持1～3小时。4.根据权利要求3所述方形叠片锂离子电池电芯的干燥方法，其特征在于，真空干燥时，真空值为
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30～
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40 kPa保持0.5～1小时，然后
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60～
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永琛，王正伟，朱华君，何乐为，丁坤，徐勇，史云辉，李娜，
申请(专利权)人：星恒电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：