【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池安全制造领域，特别涉及一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法。
技术介绍
1、近年来，锂离子二次电池的产气问题受到越来越多行业人士的关注，特别是在开发高能量密度电池中，增加了产气的可能性，导致了不安全因素。相对于圆柱型电池和软包装电池，方形铝壳电池相比于其他形态的电池，由于其容量大、壳体为薄型化铝壳材料等因素，导致电池产生的气体更多，气体不易扩散逃逸，安全隐患更大。
2、在正常使用条件下，电池的产气主要来源于电解液的氧化还原分解、正极材料处的残留物质、干燥不足导致的残留h2o或副反应生产的h2o；在高温使用过程中，电池产气还与sei膜的分解、正极材料释放活性氧有关。产生的气体主要为co2，约占气体相对含量的90％。
3、目前，抑制电池产气的方法及存在的不足有以下几种：
4、1、在材料和电解质之间建立缓冲层
5、即在电极材料的表面和在阴阳极两侧的固体电解质界面建立涂层，涂层需要具有较高的结构稳定性，典型的通常包括sio2、al2o3、tio2、alf3、fef3等。但是涂层在电极表面的覆盖范围往往是不均匀的，导致持续的界面副反应和气体产生。同时，由于该种方法往往是在隔膜表面、或阴阳极表面涂覆，增加了离子/电子传输距离，导致电池的倍率性能和低温性能等大幅下降。
6、2、使用高质量的电解液是阴极和阳极形成稳定的钝化层
7、电解液是锂离子电池的主要成分，它与电极发生副反应，形成副产物，覆盖在电极表面，导致性能衰减。因此，高质量的电解质优化有利于在阴极
8、3、稳定材料结构
9、材料掺杂、表面改性、形态控制和材料设计也被用于抑制电极活性和消除活性材料和电解质之间的副反应。但是此类方法与sei层的构建方法类似，都具有很强的局限性，很难形成较大的应用价值，此外，此类通过材料结构稳定化构建，成本都会很高。
10、基于避免以上各现有解决方案存在的不足，本专利技术提供一种新的解决方案，欲从降低co2气体的含量占比，同时减少干燥不足导致的残留h2o或副反应生产的h2o的角度出发，降低电池产气鼓胀带来的安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术意在克服现有技术中存在的不足，提供一种新的方法来抑制方形铝壳电池产气膨胀的问题
2、本方案中的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，将电池的铝外壳进行清洁处理后，对铝外壳的内腔进行打磨抛光、清洁碎屑，然后喷粉，所述喷粉是将粉末状的氧化钙涂料均匀喷涂在铝外壳内腔的表面，接着进行加热使粉末状的氧化钙涂料熔化形成均匀的膜，待冷却后形成硬涂层，最后在180～300℃下进行固化10min以上。
3、进一步，所述的清洁处理方式包括以下步骤，第一步：超声波清洗；第二步：浸泡，使用酸性溶液进行浸泡；第三步：清洗，使用无水醇试剂进行冲洗。超声波清洗时按常规的方式，水要漫过铝外壳，超声过程中除去铝外壳在出厂时表面涂覆的油膜和污渍。酸性溶液浸泡进行深度清洁，去除污渍和铝的氧化物钝化层。最后的清洗切不能使用自来水或去离子水冲洗，因为此时铝的表面比较活泼，易与h2o发生反应。使用无水醇试剂，优选无水乙醇试剂冲洗的目的是除去第一步和第二步清洗残留的溶液和污渍。
4、进一步，所述酸性溶液为稀盐酸溶液、草酸溶液或硼酸溶液中的任意一种。
5、进一步，所述清洁处理时使用酸性溶液浸泡的时间为15～30min。
6、进一步，所述打磨抛光为依次采用400目、600目、1000目的砂纸对铝外壳的内腔进行打磨抛光，抛光后使用无水醇试剂进行冲洗去除碎屑。
7、进一步，每一次使用无水醇试剂冲洗后都将铝外壳进行氮吹至其表面干燥。清洁后的铝外壳的表面已经形成新的氧化铝保护层，在随后的干燥方式切不宜采用烘干或者沥干，优选在氮气氛围中，避免铝外壳与空气中的水分接触。抛光后的氮吹还可吹出无水醇试剂和未去除的碎屑。
8、进一步，所述喷粉时使用静电枪将氧化钙粉末带上正电荷进行喷涂。
9、本专利技术的工作原理及有益技术效果是：
10、在正常使用条件下，电池产气的成分主要是co2，约占气体成分的90％，同时，干燥不足导致的残留h2o与副反应生成的h2o都能导致电池产气，h2o与其反应生成的oh-会促进ec的水解产生co2和其他气体。在铝壳内腔涂覆的氧化钙能吸收co2和h2o，生成固体物质，能较好地抑制产气鼓胀的问题。
11、cao+co2＝caco3
12、cao+h2o＝ca(oh)2
13、其中，cao、caco3和ca(oh)2均为固体，co2为气体，h2o为液体或者水蒸气，均能达到抑制气体产生的目的。本专利技术所提出的方法，主要是将产生的气体吸收反应，从产气下游解决电池产气鼓胀的问题，因此针对不同有机溶剂、锂盐和电解质添加剂的有机电解液体系均能有良好的效益。
14、最后在180～300℃下进行固化，当热固性氧化钙涂料暴露在高温下时，它开始熔化，流出，然后发生化学反应，形成网状结构的高分子量聚合物，增强涂层的稳定性。涂层材料不进入电芯内部，因此不影响电芯的倍率性能和低温性能。
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1.一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：将电池的铝外壳进行清洁处理后，对铝外壳的内腔进行打磨抛光、清洁碎屑，然后喷粉，所述喷粉是将粉末状的氧化钙涂料均匀喷涂在铝外壳内腔的表面，接着进行加热使粉末状的氧化钙涂料熔化形成均匀的膜，待冷却后形成硬涂层，最后在180～300℃下进行固化10min以上。
2.根据权利要求1所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：所述的清洁处理方式包括以下步骤，第一步：超声波清洗；第二步：浸泡，使用酸性溶液进行浸泡；第三步：清洗，使用无水醇试剂进行冲洗。
3.根据权利要求2所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：所述酸性溶液为稀盐酸溶液、草酸溶液或硼酸溶液中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：所述清洁处理时使用酸性溶液浸泡的时间为15～30min。
5.根据权利要求1所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：所述打磨抛光为依次采用400目、600目、1000目的砂纸对铝外壳的内腔进行打磨抛光，抛光后使用无水醇试
6.根据权利要求2或5所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：每一次使用无水醇试剂冲洗后都将铝外壳进行氮吹至其表面干燥。
7.根据权利要求1所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：所述喷粉时使用静电枪将氧化钙粉末带上正电荷进行喷涂。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：将电池的铝外壳进行清洁处理后，对铝外壳的内腔进行打磨抛光、清洁碎屑，然后喷粉，所述喷粉是将粉末状的氧化钙涂料均匀喷涂在铝外壳内腔的表面，接着进行加热使粉末状的氧化钙涂料熔化形成均匀的膜，待冷却后形成硬涂层，最后在180～300℃下进行固化10min以上。
2.根据权利要求1所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：所述的清洁处理方式包括以下步骤，第一步：超声波清洗；第二步：浸泡，使用酸性溶液进行浸泡；第三步：清洗，使用无水醇试剂进行冲洗。
3.根据权利要求2所述的一种抑制方形铝壳电池产气膨胀的方法，其特征在于：所述酸性溶液为稀盐酸溶液、草酸溶液或硼酸溶液中...
【专利技术属性】
技术研发人员：田进，徐星，张红梅，王勃，李昆儒，王庆杰，袁再芳，邹睿，
申请(专利权)人：贵州梅岭电源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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