专利名称：：锂离子电池的制造方法锂离子电池的制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种锂离子电池的制造方法。背景4支术锂离子电池是最近十多年来迅猛发展起来的一种高能电池，与其它电池相比，其具有容量大、能量密度高、电压高、循环周期长、工作温度范围广、环境污染小等特点，具有广阔的应用前景。锂离子电池以锂钴氧化物(LiCo02)、锂镍氧化物(LiNi02)或锂锰氧化物(LiMn204)等为正极活性材料，以锂金属、锂合金或碳材料为负极活性材料，其电解液可使用液态有冲几电解液或固态凝胶电解液，目前常用液态电解液，如碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混和物为溶剂，锂盐为溶质。锂离子电池的生产工艺一般包括正负极配料~~^正负极涂布^^正负极制片电芯组装^^注液^^预充~~^封口。但是，锂电池在预充过程中，电解液在碳负极表面发生还原分解反应并形成SEI(固体-电解质中间相)膜时，会产生较多气体。这些气体对电芯的工艺过程控制、品质控制、性能等方面都会产生较大负面影响。为了消除这些气体对电池性能的负面影响，直接的方法就是使这些气体尽量不残留在电池内。目前应用最简单最广泛的方法就是采用开口预充，但由于方形电池的结构原因，极片间存在较大空隙，仅釆用开口预充，难以将极片间气体产物完全排出。电池在预充过程中产生的气体，如果不能完全排除，形成的气泡将影响电池的容量发挥，同时残留的气体，对电池的尺寸和循环性能也造成很大的影响，导致锂离子电池电化学性能的恶化。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种锂离子电池的制造方法，能有效排除锂离子电池极片间的气泡，显著提高电池的电化学性能和循环性能。为了解决上述技术问题，本发明锂离子电池的制造方法，包括预充封口步骤，所述预充封口步骤包括(1)对锂离子电池进行预充；(2)对锂离子电池抽真空；(3)往锂离子电池内充入惰性气体至内外气压平衡；(4)将锂离子电池封口。所述步骤(1)预充的时间为120-500分钟，优选为150~450分钟，且步骤(4)之后还包括将封口的锂离子电池上拒充电至控制电压，以满足小电流预充所达到的电压要求，同时促进SEI膜的形成和稳定。所述步骤(2)抽真空的真空度为-0.09~-0.lMPa，抽真空的时间为1秒~10分钟，优选所述抽真空的时间为1~3分钟。所述步骤(3)的惰性气体包括氮气、氩气或氖气，优选的，所述惰性气体为氮气。本发明锂离子电池的制造方法，由于在电池预充过程中采用抽真空的方式去除气体，使锂离子电池的电化学性能和循环性能得到明显改善，电化学性能测试结果表明，本发明方法制备的锂离子电池的首次放电容量为622.8mAh/g，循环100次后的可逆容量保持率达到98.6%,而采用传统开口预充方法获得的锂电池的首次放电容量为590mAh/g，循环100次后的可逆容量保持率仅为93.2%。具体实施方式本发明锂离子电池的制造方法，包括预充封口步骤，所述预充封口步骤包括(1)对锂离子电池进行预充；(2)对锂离子电池抽真空；(3)往锂离子电池内充入惰性气体至内外气压平衡；(4)将锂离子电池封口。本发明方法的原理是锂离子电池在预充过程中，由于在负极形成SEI(固体-电解质中间相)膜等原因，会产生较多的气体。气体在液体中以微小气泡存在时，在表面张力的作用下，气泡不会由于密度差异而上浮(相当于毛细管)，而粘附在极片、壳体等界面张力较大的地方，釆用开口化成的方式仍不能将气体完全排除。因此，本发明方法采用抽真空后补惰性气体的工艺。通过抽真空可以使体系的压力降低，使气泡体积增大，进而加快气泡在液体中的上升速度，最后使气体完全从液体中溢出，彻底消除电池极片间含有的02、C02、H20、烷烃、烯烃类等成分的气泡，有效避免残余气体引发的副反应，从而达到减少极片析锂和提高电化学性能的目的。所述步骤(1)预充的时间为120-500分钟，优选为150~450分钟，且步骤(4)之后还包括将封口的锂离子电池上拒充电至控制电压，以满足小电流预充所达到的电压要求，同时促进SEI膜的形成和稳定。例如，传统工艺采用0.1C电流预充390分钟，本发明方法采用0.1C电流预充150分钟后抽真空，在锂电池封口之后，还需用0.1C电流补充电240分钟。所述步骤(2)抽真空的真空度为-O.09~-0.lMPa，抽真空的时间为1秒~10分钟，优选所述抽真空的时间为1~3分钟。所述步骤(3)的惰性气体包括氮气、氩气或氖气，优选的，所述惰性气体为氮气。充入惰性气体，是为了防止空气中的水分、C02等气体进入电池内，引起副反应，对电池造成负面影响，比如造成电池鼓壳、气体与电解液反应导致电化学性能的降低等。优选氮气，是因为氮气跟其它惰性气体相比，更容易获得。下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例1采用三元和锰酸锂的混合材料为正极体系，并采用小电流(0.1C)预充一段时间300分钟，待产气过程基本完成后，用抽真空装置在-O.09MPa的真空度下抽真空2分钟，再往电池内充氮气至内外气压平衡后封口，然后，将电池上拒充电至控制电压后下拒，测试其电化学性能。实施例2采用三元和镍钴酸锂的混合材料为正极体系，并采用小电流(0.1C)预充一段时间500分钟，待产气过程基本完成后，在-0.lMPa的真空度下抽真空10分钟，再往电池内充氮气至内外气压平衡后封口，然后，测试其电化学性能。实施例3采用三元和钴酸锂的混合材料为正极体系，并采用小电流(0.1C)预充一段时间120分钟，待产气过程基本完成后，在-O.09MPa的真空度下抽真空1秒，再往电池内充氮气至内外气压平衡后封口，然后，将电池上拒充电至控制电压后下柜，测试其电化学性能。将上述三个实施例制得的锂离子电池的电化学性能的测试数据，与现有采用开口预充工艺制造的锂离子电池作比较，结果显示，本发明方法制造的锂离子电池的电化学性能和循环性能都有显著提高(见表l)。其中，实施例2没有将封口电池上拒充电至控制电压，结果表明实施例2的锂离子电池的电化学性能比实施例1和实施例3的稍差，但仍好于现有采用开口预充工艺制造的锂离子电池。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。权利要求1.一种锂离子电池的制造方法，包括预充封口步骤，其特征在于，所述预充封口步骤包括(1)对锂离子电池进行预充；(2)对锂离子电池抽真空；(3)往锂离子电池内充入惰性气体至内外气压平衡；(4)将锂离子电池封口。2.根据权利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步骤(1)预充的时间为120~500分钟，且步骤(4)之后还包括将封口的锂离子电池上拒充电至控制电压。3.根据权利要求2所迷的方法，其特征在于，所述步骤(1)预充的时间为150~450分钟。4.根据权利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步骤(2)抽真空的真空度为-0.09~-0.lMPa。5.根据权利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步骤(2)抽真空的时间为1秒~10分钟。6.根据权利要求5所迷的方法，其特征在于，所述步骤(2)抽真空的时间为1~3分钟。7.根据权利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步骤(3)的惰性气体包括氮气、氩气或氖气。全文摘要本发明公开了一种锂离子电池的制造方法，包括预充封口步骤，该预充封口步骤包括对锂离子电池进行预充；对锂离子电池抽真空；往锂离子电池内充入惰性气体至内外气压平衡；将锂离子电池封口。本发明锂离子电池的制造方法，能有效排除锂离子电池极片间的气泡，显著提高电池的电化学性能和循环性能。文档编号H01M10/40GK101593850SQ20081006751公开日2009年12月2日申请日期2008年5月29日优先权日2008年5月29日发明者冬周,唐红辉,王弗刚,王驰伟,罗朝晖申请人:深圳市比克电池有限公司