一种电池的快速烘烤方法技术

本发明专利技术提供了一种电池的快速烘烤方法，包括以下步骤：A)将电芯置于烘烤设备中，抽真空后通入活化气体和载气，进行预热；所述活化气体包括氨气、二氧化碳和甲醛中的一种或几种；所述载气为氮气、氩气和氦气中的一种或几种；所述活化气体的体积分数为0.1～5％；B)对预热后的电芯进行保温保压；C)重复步骤A)和B)至少一次；D)向烘烤设备中充入氮气至常压，进行氮气冷却循环，完成烘烤。本方法通过化学方法改变水分子的存在形态，通过在烘烤过程任意时间通入氨气，氨气分子与结合水和或非结合水通过氢键或化学键结合，氨气分子和水结合后可以显著降低混合物的沸点，使得在消耗更低能量下实现水分的高效去除。现水分的高效去除。现水分的高效去除。

【技术实现步骤摘要】
一种电池的快速烘烤方法


[0001]本专利技术属于电池
，尤其涉及一种电池的快速烘烤方法。

技术介绍

[0002]石化能源逐渐枯竭和温室效应的日益严重促使研究者们不断探索可持续和清洁能源。自1991年sony首次商业化锂离子电池后，锂离子电池已在3C类数码产品和动力电池中得到极大应用。由于锂离子电池相对传统铅酸蓄电池在循环寿命、体积能量密度和质量能量密度都更具有优势，近20年来众多技术人员都在致力于锂离子电池的商业化。由于锂元素存在供应短板，研究者把钠离子电池作为锂离子电池补充的重要方向，2021年宁德时代新能源科技股份有限公司首发钠离子电池，拉开了钠离子电池产业化的序章。
[0003]在这些电池制造工艺过程中，为保证电池的产品质量和使用安全性能，烘烤工序是至关重要的一步。电池的电芯生产工艺过程中很多步骤都需要烘烤，例如极片烘烤，电芯烘烤，正极活性物质、导电剂、粘结剂烘烤等。其中最为关键的是注液前的真空烘烤，一般水分要求小于300ppm。
[0004]为了达到快速烘烤而且水分值达标，目前行业普遍采取高真空下加热至80
‑
120℃烘烤，加热方式有热辐射、热传导和热对流，通过对烘烤设备和工艺的优化，烘烤效率可以做到每批次4～7小时。如专利CN112864463B采用梯度抽真空方式提高了烘烤效率。
[0005]锂离子电池和钠离子电池正负极极片是典型的多孔电极，极片孔隙率在20％
‑
40％之间，孔隙迂曲度较高，活性物质材料属于微纳米材料，具有大比表面积和易吸水的特点。现有的工艺方法和设备都是围绕着如何快速加热同时降低压强来提高效率，这类方法只能在一定程度上加速非结合水的烘烤速率，对于结合水并没有效果。由于烘烤通常是在含有隔膜状态下进行的，因此无法通过提高温度来实现结合水的去除。对于一些吸水性较强的材料水分烘烤至700ppm时，即使延迟烘烤时间也无法进一步降低水含量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电池的快速烘烤方法，本专利技术中的快速烘烤方法能够在消耗更低能量下实现水分的高效去除。
[0007]本专利技术提供一种电池的快速烘烤方法，在烘烤过程中通入活化气体和载气，所述活化气体包括氨气、二氧化碳和甲醛中的一种或几种；所述载气为氮气、氩气和氦气中的一种或几种；所述活化气体的体积分数为0.1～5％。
[0008]优选的，所述快速烘烤方法包括以下步骤：
[0009]A)将电芯置于烘烤设备中，抽真空后通入活化气体和载气，进行预热；
[0010]B)对预热后的电芯进行抽真空保温保压；
[0011]C)重复步骤A)和B)至少一次；
[0012]D)向烘烤设备中充入氮气至常压，进行氮气冷却循环，完成烘烤。
[0013]优选的，所述预热时的绝对气压为30000～99000Pa。
[0014]优选的，所述预热的温度为80～115℃。
[0015]优选的，预热的总时间为10～120min。
[0016]优选的，所述保温保压的真空度为10～100pa。
[0017]优选的，所述保温保压的温度为80～115℃。
[0018]优选的，所述保温保压的时间为10～120min。
[0019]优选的，进行至少两次所述氮气冷却循环。
[0020]优选的，每次氮气冷却循环中，先保持常压0.1～10min，然后抽真空在真空度为10～200Pa下保持0.1～10min。
[0021]本专利技术提供了一种电池的快速烘烤方法，包括以下步骤：A)将电芯置于烘烤设备中，抽真空后通入活化气体和载气，进行预热；所述活化气体包括氨气、二氧化碳和甲醛中的一种或几种；所述载气为氮气、氩气和氦气中的一种或几种；所述活化气体的体积分数为0.1～5％；B)对预热后的电芯进行保温保压；C)重复步骤A)和B)至少一次；D)向烘烤设备中充入氮气至常压，进行氮气冷却循环，完成烘烤。本方法通过化学方法改变水分子的存在形态，通过在烘烤过程任意时间通入氨气，氨气分子与结合水和或非结合水通过氢键或化学键结合，氨气分子和水结合后可以显著降低混合物的沸点，使得在消耗更低能量下实现水分的高效去除。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术中快速烘烤方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种电池的快速烘烤方法，包括以下步骤：
[0025]A)将电芯置于烘烤设备中，抽真空后通入活化气体和载气，进行预热；
[0026]所述活化气体包括氨气、二氧化碳和甲醛中的一种或几种；所述载气为氮气、氩气和氦气中的一种或几种；所述活化气体的体积分数为0.1～5％；
[0027]B)对预热后的电芯进行保温保压；
[0028]C)重复步骤A)和B)至少一次；
[0029]D)向烘烤设备中充入氮气至常压，进行氮气冷却循环，完成烘烤。
[0030]准备阶段
[0031]将电芯放入烘烤设备中。
[0032]在本专利技术中，所述电芯可以是锂离子电池的电芯，也可以是钠离子电池的电芯，本专利技术对此不进行特殊的限定。在本专利技术中，所述烘烤设备为本领域技术人员常用的烘烤设备。
[0033]通入活化气体和载气阶段
[0034]对放置电芯的箱体进行抽真空，然后通入活化气体和载气。
[0035]在本专利技术中，所述活化气体是能与水分子通过氢键或化学键结合的形成低沸点物质的小分子，优选为氨气、二氧化碳和甲醛中的一种或几种；所述载气为氮气、氩气和氦气中的一种或几种；所述活化气体占活化气体和载体总量的体积分数优选为0.1～5％，更优选为1～4％，如0.1％，0.5％，1％，1.5％，2％，2.5％，3％，3.5％，4％，4.5％，5％，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0036]预热阶段
[0037]对放置有电芯的箱体加热，进行预热。
[0038]在本专利技术中，所述预热过程中，升温至温度为80～115℃，优选为85～110℃，如80℃，85℃，90℃，95℃，100℃，105℃，110℃，115℃，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述预热过程的总时间优选为10～120min，更优选为20～100min，如10min，20min，30min，40min，50min，60min，70min，80min，90min，100min，110min，120min，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值；所述预热过程中的绝对气压优选为30000～99000Pa，更优选为50000～80000Pa，如30000Pa，40000Pa，50000Pa，60000Pa，700本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池的快速烘烤方法，其特征在于，在烘烤过程中通入活化气体和载气，所述活化气体包括氨气、二氧化碳和甲醛中的一种或几种；所述载气为氮气、氩气和氦气中的一种或几种；所述活化气体的体积分数为0.1～5％。2.根据权利要求1所述的快速烘烤方法，其特征在于，所述快速烘烤方法包括以下步骤：A)将电芯置于烘烤设备中，抽真空后通入活化气体和载气，进行预热；B)对预热后的电芯进行抽真空保温保压；C)重复步骤A)和B)至少一次；D)向烘烤设备中充入氮气至常压，进行氮气冷却循环，完成烘烤。3.根据权利要求2所述的快速烘烤方法，其特征在于，所述预热时的绝对气压为30000～99000Pa。4.根据权利要求3所述的快速烘烤方法，其特征在于，所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢林，李顺利，蒋治亿，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：