【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池储能，具体涉及一种高比能软包锂离子电池制造方法。
技术介绍
1、为了制造高比能锂离子电池，需要采用采用克容量高的负极材料，然而此类材料往往存在首次效率低的缺点，直接应用不仅不能够提高锂离子电池比能量反而会使比能量降低。其原因在于，化成过程中从正极材料中脱嵌出的锂离子有很大一部分在负极材料表面形成sei膜，sei膜是一种没有电化学活性的膜，从而导致活性锂离子流失，最终表现为电池容量和比能量较低。为了使低首效的负极材料在实际中得到应用，中国专利，公开号为cn106450481a，公开一种锂离子电池及其制备方法，采用预锂化的方式弥补负极材料首效低的问题。一般采用负极极片与锂片通过辊压的方式使负极材料与锂金属合金化，这样的缺点是合金化的过程会释放大量的热，未发生合金化的锂金属与负极直接接触，由于电位差较大，在注液时又会发生短路放热，甚至破坏负极涂层，这种方式对环境要求较高，而且使不可控因素增加。或者对负极带与金属锂源构成原电池对负极带进行补锂，补锂后再进行裁切并组装电池，由于负极补锂后性质活泼，给极片裁切及电池装配等工序带来较大的麻烦。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：针对以上预锂化的作用及常规负极材料预锂化的缺点，提供一种高比能软包锂离子电池制造方法。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种高比能软包锂离子电池制造方法，包括如下步骤：
4、s1、全电池的预组装：采用双层隔膜按常规叠片方式制造全电池，双层隔膜之间夹有锂
5、s11、双层隔膜基体面贴合，放置第一片负极片后隔膜回缠，在回缠隔膜中间放入锂源极片，锂源极片的极耳朝向与正负极片的极耳朝向相反；
6、s12、放置锂源极片后在双层隔膜外陶瓷面上放置正极片，隔膜再次回缠并在回缠的隔膜中间按原方向放入锂源极片；
7、s13、以此类推进行叠片操作，最后一片为负极，外侧隔膜不夹锂源极片；
8、s2、全电池的预锂化：全电池负极在充放电机上对正极进行放电操作，锂源极片上的单质锂以锂离子的形式，嵌入负极或使负极材料合金化，实现电池负极的预锂化；
9、s3、全电池的化成：采用恒功率充电方式使全电池在充电接受能力高的时候处于大电流状态，充电接受能力低的时候处于相对较低电流状态，提高电流利用率，提高电池首次充放电效率，包括如下阶段：
10、s31、激活恒流阶段；用于检测电池状态是否正常并初步激活电池0.01c1～0.025c1充电10～30min；
11、s32、低压恒流充电阶段；用于打开和丰富电极及隔膜内锂离子通道，以便于后续快速化成0.025c1～0.05c1充电至电池端电压3.45～3.55v；
12、s33、恒功率充电阶段；用于恒功率充电，电池充电接受能力较高时处于较高电流状态充电，当电极极化严重导致电池端电压快速升高时，电池处于较低充电电流状态，电池始终处于一个合理的充电电流，降低无效能耗0.05p1～0.1p1充电至电池端电压为4.2v；
13、s34、恒压充电阶段；用于促进极片深层次处活性物质的转化，4.2v恒压至0.02c时电池化成结束。
14、本技术方案通过提出一种三电极体系对软包锂离子全电池预锂化的方法，该方法补锂量精准可控，操作简单，其原理为：采用双层隔膜按常规叠片方式制造全电池，双层隔膜之间夹有锂源极片，电池经过预封并灌注电解液后，以锂源极片为负极，全电池负极为正极在充放电机上进行放电操作，锂源极片上的单质锂以锂离子的形式嵌入负极或与负极材料合金化，实现电池负极的预锂化，然后抽出锂源极片并对软包电池抽真空封口，进入化成工序。化成时采用恒功率充电可以使电池在充电接受能力高的时候处于大电流状态，充电接受能力低的时候处于相对较低电流状态，提高电流利用率，提高电池首次充放电效率。采用该方式有效避免合金化预锂化的缺点，且预补均匀预补量精准可控，使新型负极材料得以实际应用，另外具有化成电流利用率高，电池首次效率高的优点。
15、在其中一些实施例中，所述步骤s1中，预组装的全电池包括如下部件：
16、电池槽，材质为铝塑膜，铝塑膜厚度100～200um，电池槽采用单面冲坑，方式对应电池底部位置没有侧面，压制形成有一侧开口的坑形；电池槽分为槽体区和气袋区，槽体区用于放置极群，气袋区用于盛装电池化成过程中产生的气体；
17、电池盖，采用与电池槽相同规格和材质的铝塑膜，电池盖为平面结构，电池盖尺寸与电池槽平面投影尺寸相同；
18、正极片，由集流体和活性物质组成，集流体为铝箔，集流体厚度为10um～12um，活性物质由高镍三元正极材料、炭黑和粘结剂组成，重量百分含量分别为93％～95％，3％～4％，2％～3％，活性物质压实密度3.5～3.6g/cm3；
19、负极片，由集流体和负极活性物质组成，集流体为铜箔，集流体厚度为5um～8um，负极活性物质由硅氧-石墨复合材料、炭黑和粘结剂组成，重量百分含量分别为96％～97.5％，0.5％～1.5％，2％～2.5％，负极活性物质压实密度1.4～1.5/cm3；
20、锂源极片，由导电栅格和锂金属组成，导电栅格是由极耳和覆锂区组成，极耳位于覆锂区边缘中心位置，锂金属在栅格两侧厚度相同，锂金属超出栅格平面5～10um；
21、隔膜，单面涂陶瓷隔膜，隔膜孔率50％～60％，基体厚度3～5um，陶瓷厚度2～3um，隔膜宽度较负极片宽度大1～1.5mm；
22、极耳引出端，分为正极引出端和负极引出端，正极引出端由pp绝缘胶和铝片组成，负极引出端由pp绝缘胶和镍片或铜片或镀镍铜片组成；
23、电解液，电解液灌注量3g/ah。
24、在其中一些实施例中，所述步骤s1中，预组装的全电池具体结构为：
25、隔膜/隔膜/负极片/隔膜/锂源极片/隔膜/正极片/隔膜/锂源极片/隔膜/负极片/隔膜/锂源极片/隔膜/······/负极片/隔膜/隔膜；
26、按照设计片数将极片叠好后，利用超声焊接的方式分别将正负极所有极耳与正负极引出端焊接在一起，正极引出端与正极耳超声波焊接电压为50～55v，负极引出端与负极耳超声波焊接电压为70～75v，经过极耳贴胶后及电芯干燥后将电芯放入电池槽进行预封。
27、在其中一些实施例中，所述步骤s1中，预封采用软包电池封装机，电池槽的槽体区底部不进行封口，槽体区与气袋区临界位置采取间断式封口，临界位置封口长度是临界长度的1/2～2/3，对临界位置间断热封既不影响化成产生的气体进入气袋，又能较好地避免气体鼓掌导致电池槽变形，其余位置均进行封口。
28、在其中一些实施例中，所述步骤s1中，预封口结束后将预封电池倒置于干燥房中，干燥房内温度18～20℃，温度过低会降低电池活性影响预锂化速度，过高会导致电解液挥发过快，干燥放内露点-40本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，预组装的全电池包括如下部件：
3.如权利要求1所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，预组装的全电池按照设计片数将极片叠好后，利用超声焊接的方式分别将正负极所有极耳与正负极引出端焊接在一起，正极引出端与正极耳(4)超声波焊接电压为50～55V，负极引出端与负极耳(5)超声波焊接电压为70～75V，经过极耳贴胶后及电芯(2)干燥后将电芯(2)放入电池槽(1)进行预封。
4.如权利要求2所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤S1中，预封采用软包电池封装机，电池槽(1)的槽体区(11)底部不进行封口，槽体区(11)与气袋区(12)临界位置采取间断式封口，临界位置封口长度是临界长度的1/2～2/3，对临界位置间断热封既不影响化成产生的气体进入气袋，避免气体鼓掌导致电池槽(1)变形，其余位置均进行封口。
5.如权利要求3所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其
6.如权利要求1所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，预锂化的具体包括如下小步：将锂源极片(23)与充放电机的负极相连，电池负极引出端与充放电机正极相连，用0.05～0.2C电流进行放电，电流过低会影响预锂化速度，过高会影响负极极片之间及同一个负极片(21)上不同位置之间预锂化的一致性，根据预补量设置放电时间。
7.如权利要求6所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，放电结束后，抽出锂源极片(23)，进行真空封底，真空度-88～-90kpa，封底结束后将电池转移至化成房按规定的程序化成。
8.如权利要求7所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤S33中，由于步骤S31和步骤S32阶段的充电，此时电池的充电接受能力随着充电进行，极片中活性物质浓度下降，电池充电接受能力会逐渐下降，电极会出现极化现象，导致一部分电量会以热量的形式消耗，尤其是高比能锂离子电池极片较厚，极化现象尤为明显，所以针对高比能锂离子电池该阶段采用恒功率充电。
...【技术特征摘要】
1.一种高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，预组装的全电池包括如下部件：
3.如权利要求1所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，预组装的全电池按照设计片数将极片叠好后，利用超声焊接的方式分别将正负极所有极耳与正负极引出端焊接在一起，正极引出端与正极耳(4)超声波焊接电压为50～55v，负极引出端与负极耳(5)超声波焊接电压为70～75v，经过极耳贴胶后及电芯(2)干燥后将电芯(2)放入电池槽(1)进行预封。
4.如权利要求2所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，预封采用软包电池封装机，电池槽(1)的槽体区(11)底部不进行封口，槽体区(11)与气袋区(12)临界位置采取间断式封口，临界位置封口长度是临界长度的1/2～2/3，对临界位置间断热封既不影响化成产生的气体进入气袋，避免气体鼓掌导致电池槽(1)变形，其余位置均进行封口。
5.如权利要求3所述的高比能软包锂离子电池制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，预封口结束后将预封电池倒置于干燥房中，干燥房内温度18～2...
【专利技术属性】
技术研发人员：单颖会，吴涛，林双，战祥连，赵艳红，张志鹏，张传乐，徐艳，张兵，李振铎，王英健，王超，董智鑫，唐震，刘洋，宋国涛，宁帅，王安民，
申请(专利权)人：淄博火炬能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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