一种电芯及其整形方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种电芯及其整形方法与应用，所述整形方法包括如下步骤：将一次注液后的电芯进行静置和化成后，进行二次注液和加热静置，完成电芯的整形；所述二次注液采用的混合溶液包括电解液、聚合物和催化剂。所述整形方法通过在电芯的二次注液工序中注入含有聚合物的电解液，利用聚合物发生交联反应时的体积膨胀，对凹面电芯进行整形，提升电芯的平面度，避免大型整形设备的使用，保证了电芯涂胶的均匀性和电化学性能。的均匀性和电化学性能。的均匀性和电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电芯及其整形方法与应用


[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种电芯及其整形方法与应用。

技术介绍

[0002]随着电池行业的快速发展，新能源汽车的动力电池为了提高比能量，无模组化结构的一体化成组电池包方案已经成为趋势，对于螺栓紧固件的使用越来越少，多利用结构胶进行结构紧固，因此，电池包内部涂覆的结构胶的摊开效果对电池包的应用起到至关重要的作用。
[0003]电池生产制造中，为了保证卷芯入壳的顺利，一般将卷芯厚度方向的群裕度设计在85
‑
95％之间。然而在注液工序，是利用对电池内部抽真空造成的负压环境而将电解液有效注入，并浸润到电池内部的电芯间隙中，使电解液进一步与隔膜以及极片上正负极材料和活性材料等进行浸润和渗透。在此过程中，由于电池各方向的构造导致各方向强度不同，同时在利用负压对电池进行注液时易造成铝壳电池壳体在厚度方向发生内凹，造成电芯变形，严重的变形会影响电池包内部涂覆的结构胶的均匀摊开，影响粘结强度，从而造成模组安全事故。因此，有必要对发生塑性变形后出现鼓胀现象的电池进行整形处理。
[0004]现有技术中，一般通过是通过压力对电芯进行整形，电池整形装置大多为只能对单一电池进行整形的简单设备，整形效率低，无法满足生产的需求；或为大型的机械整形设备，虽然能对电池进行批量的整形，但只能整形相同尺寸的电池；能对不同尺寸的电池进行整形的设备结构笨重，操作复杂，对操作人员的专业性有较高的要求，更为重要的是，整形设备一般适用于凸面电芯，对于凹面电芯整形效果一般，要想达到一定的整形效果，往往需要大的压力，但是较大的压力会对电芯外壳造成破坏。
[0005]基于以上研究，需要提供一种电芯的整形方法，所述整形方法简单易实现，成本低，无需使用大型整形设备，即可大幅提升电芯的平整度，保证电芯成组过程中涂胶的均匀性，减低用胶量，提升电芯的性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电芯及其整形方法与应用，所述整形方法通过在电芯的二次注液工序中注入含有聚合物的电解液，利用聚合物发生交联反应时的体积膨胀，对凹面电芯进行整形，提升电芯的平面度，避免大型整形设备的使用，保证电芯涂胶的均匀性和电化学性能。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种电芯的整形方法，所述整形方法包括如下步骤：
[0009]将一次注液后的电芯进行静置和化成后，进行二次注液和加热静置，完成电芯的整形；
[0010]所述二次注液采用的混合溶液包括电解液、聚合物和催化剂。
[0011]本专利技术在电芯一次注液后进行静置和化成，使电解液充分对电芯浸润，以及形成
稳定的SEI膜后再进行二次注液，使二次注液的溶液填充在电芯的空隙中，其中二次注液采用的溶液在以电解液为基础的情况下，还添加了聚合物和催化剂，经过后续的加热静置，使电芯空隙中的聚合物在加热和催化剂的作用下发生交联反应，形成具备一定弹性的固体填充物，充分填充电芯的空隙，因此，本专利技术在不增加电芯制备工艺的基础上，能避免大型整形设备的使用，解决电芯大面内凹的问题，不仅节约了成本，保证了电芯的电化学性能，还提高了电芯组成模组过程中涂胶的均匀性，减少了用胶量。
[0012]本专利技术对电芯的内部具体结构和组分，电解液的组分，以及化成的条件不做具体限定，本领域技术人员能够根据需求进行合理选择。
[0013]优选地，所述聚合物包括聚合物A和聚合物B。
[0014]优选地，所述聚合物A和聚合物B的粘度比为(0.8
‑
1.2):(0.8
‑
1.2)，例如可以是0.8:1、1:1、1.2:1或1:0.8，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0015]本专利技术所述聚合物采用粘度接近的两种聚合物，聚合物A和聚合物B能够在热和催化剂的作用下发生交联，即，本专利技术采用半预聚体法在电芯空隙中制备固态弹性聚合物解决电芯内凹的问题，且由于聚合物A和聚合物B两组分料粘度相近，能够使混合溶液的物料容易混合均匀，进而能提升交联产物的产率；若聚合物A和聚合物B的粘度差较大，由于聚合物的粘度受聚合物分子量的影响，即二者的分子量会相差较大，则二者反应得到的交联聚合物产率降低，无法对电芯进行有效整形。
[0016]优选地，所述聚合物A的粘度为20
‑
50mPas，例如可以是20mPas、25mPas、30mPas、35mPas、40mPas、45mPas或50mPas，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]优选地，所述聚合物B的粘度为20
‑
50mPas，例如可以是20mPas、25mPas、30mPas、35mPas、40mPas、45mPas或50mPas，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]本专利技术所述聚合物A和聚合物B的粘度均指熔体粘度，二者在常温状态下均为熔融状态，因此，所述粘度为常温熔体粘度。
[0019]本专利技术所述聚合物A和聚合物B的粘度在相近的基础上，二者粘度需在特定范围内，来保证电芯的整形效果，若粘度过大，则得到的混合溶液粘度过大，影响了二次注液的电解液浸润性，无法使混合溶液充分填充在空隙中，使整形效果下降；若粘度过小，则二者分子量过小，则聚合物A和聚合物B则无法形成或形成较少的固体交联产物，从而影响整形效果。
[0020]优选地，所述加热静置的温度为35
‑
60℃，例如可以是35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述加热静置的时间为12
‑
48h，例如可以是12h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、45h或48h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]本专利技术二次注液后进行加热静置，静置的条件会影响交联产物的形成，若加热静置的温度过低或者时间过短，都会造成交联反应不充分，无法形成有效的固态弹性聚合物，从而无法支撑壳体凹面；若加热静置的温度过高，则聚合物A和聚合物B的反应太快，使反应失控，造成局部鼓胀，使电芯无法得到有效整形。
[0023]优选地，所述一次注液采用的溶液仅包括电解液。
[0024]本专利技术仅在二次注液过程中添加聚合物和催化剂，一次注液工序仅注入电解液，使其充分浸润和生成SEI膜，若在一次注液的溶液中添加聚合物和催化剂，由于聚合物A和聚合物B均具有一定的粘度，在一次注液中加入会影响电解液对电极的浸润，且二者反应生成的产物会进一步加大电芯内阻，造成电池界面恶化，影响电性能；而在二次注液中加入聚合物A、聚合物B以及催化剂，由于电芯已经完成了内部的浸润以及化成，生成了稳定的SEI膜，因此保证了电池的界面和性能完好，二次注液中的成分主要在壳体与卷芯孔隙处填充，能够最大程度的减少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯的整形方法，其特征在于，所述整形方法包括如下步骤：将一次注液后的电芯进行静置和化成后，进行二次注液和加热静置，完成电芯的整形；所述二次注液采用的混合溶液包括电解液、聚合物和催化剂。2.根据权利要求1所述的整形方法，其特征在于，所述聚合物包括聚合物A和聚合物B；优选地，所述聚合物A和聚合物B的粘度比为(0.8
‑
1.2):(0.8
‑
1.2)。3.根据权利要求2所述的整形方法，其特征在于，所述聚合物A的粘度为20
‑
50mPas；优选地，所述聚合物B的粘度为20
‑
50mPas。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的整形方法，其特征在于，所述加热静置的温度为35
‑
60℃；优选地，所述加热静置的时间为12
‑
48h；优选地，所述一次注液采用的溶液仅包括电解液；优选地，所述一次注液前还包括电芯抽真空步骤。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的整形方法，其特征在于，所述混合溶液的制备方法包括：混合电解液、聚合物A、聚合物B和催化剂，得到所述混合溶液；优选地，所述电解液、聚合物A、聚合物B和催化剂的质量比为(88
‑
92):(3
‑
8):(3
‑
8):(0.008
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0.015)；优选地，所述混合的温度为0
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20℃，优选为10
‑
15℃；优选地，所述混合的搅拌速度为600
‑
800r/min，时间为1
‑
3h。6.根据权利要求2
‑
5任一项所述的整形方法，其特征在于，所述聚合物A包括端基为羟基的聚合物；优选地，所述聚合物A包括聚醚多元醇，优选为分子量分布在2000
‑
6000的聚环氧丙烷醚多元醇。7.根据权利要求2
‑
6任一项所述的整形方法，其特征在于，所述聚合物B包括端基为
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，徐辉，张晓宇，刘汉祥，苑丁丁，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：