一种解决软包锂离子电池干法隔膜褶皱方法与流程

[0001]
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池干法隔膜褶皱的去除工艺。


背景技术：

[0002]
隔膜是锂离子电池中常用的组件，其主要作用是使正极片和负极片分隔开来，防止两电极接触而造成短路，此外隔膜还具有使电解质离子通过的功能。锂离子电池常用隔膜有干法隔膜、湿法隔膜、陶瓷隔膜等，其中干法隔膜由晶区跟非晶区组成，呈纤维状，这种纤维状材料在电解液里面会发生应力降低现象，应力降低会导致其纵向上出现褶皱（条纹），行业里叫下垂。隔膜褶皱的产生会直接影响电池界面效果、电性能和安全性能等。
[0003]
在专利号为cn201810394322.7的专利中，公开了一种一种用于解决锂离子电池干法隔膜褶皱的方法，该方法采用可浸润溶剂对隔膜的溶胀作用提前释放隔膜内应力避免电池产生后期生产褶皱，该方法隔膜处理工艺步骤复杂，影响电池生产效率，同时使用有机溶剂，会影响电池性能，存在严重不足。


技术实现要素：

[0004]
为了克服上述问题，本发明提供一种解决软包锂离子电池干法隔膜褶皱方法。通过本发明制备的电池界面良好，隔膜褶皱得以解决，并具有良好的循环性能好，步骤如下：（1）电池注液后进行常温陈化，陈化时确保电解液充分浸润极片；（2）陈化结束后，采用热压工艺对电池进行热压，即可达到对电池进行整形，又可达到排除极片间的气体的效果；（3）热压后的电池进行夹板化成，化成使得正负极片和隔膜紧密接触，形成稳定的sei膜，同时将化成过程中形成的气体挤压至气囊中，气囊用于收集、存储电池化成过程中产生的气体，待电池二封后将气囊切除；（4）化成后经过二封、分容、老化完成电池制作。
[0005]
较佳的，所述锂离子电池正极材料包含钴酸锂、锰酸锂、三元、钛酸锂、磷酸铁锂中的一种；负极材料包含石墨、硬碳、活性炭、钛酸锂的一种。
[0006]
较佳的，步骤（1）中所述常温陈化时间为36h-48h。
[0007]
较佳的，步骤（2）中，所述热压工艺的热压温度为50℃-80℃，压力为400kgf/cm2-800kgf/cm2，压力延时为10s-60s。
[0008]
较佳的，所述热压工艺的热压温度为50℃-55℃，压力为400kgf/cm2-500kgf/cm2，压力延时为10s-30s。
[0009]
较佳的，所述热压工艺的热压温度为55℃，压力为450kgf/cm2，压力延时为15s。
[0010]
较佳的，所述步骤（3）中夹板化成工艺中夹板压力为0.02mpa～2 mpa。
[0011]
较佳的，所述步骤（3）中夹板化成工艺中夹板压力为0.2 mpa。
[0012]
基于上述技术方案，本发明的与现有技术相比具有如下技术优点：
1、通过热压工艺即可达到对电池进行整形，又可达到排除极片间的气体的效果；2、夹板化成使得正负极片和隔膜紧密接触、消除隔膜褶皱，形成稳定的sei膜，同时将化成过程中形成的气体挤压至气囊中，保证电池具有良好的界面效果和电性能；3、本方法通过控制正负极片和隔膜的整形以得到良好的接触界面，使得电池无因隔膜褶皱造成的死区、析锂等现象，从而使正负极材料容量得到充分发挥，改善电池循环性能和安全性能。
[0013]
说明书附图图1为本发明的工艺流程图；图2 为实施例一制备的锂离子电池满电状态拆解效果图；图3为实施例二制备的锂离子电池满电状态拆解效果图；图4为实施例三制备的锂离子电池满电状态拆解效果图；图5为对比例一制备的锂离子电池满电状态拆解效果图；图6为本发明提供的方法制备的锂离子电池循环曲线图。
具体实施方式
[0014]
下面结合实施例对本发明作进一步的解释说明。
[0015]
实施例1一种解决软包锂离子电池干法隔膜褶皱方法，其正极材料为磷酸铁锂、负极材料为石墨，包括如下步骤：（1）电池注液后进行常温陈化48h，陈化时确保电解液充分浸润极片 ；（2）陈化结束后，采用热压工艺对电池进行热压整形，热压温度为50℃，压力为400kgf/cm2，压力延时为30s；（3）热压后的电池进行夹板化成，夹板压力为0. 2mpa，化成制式同生产化成制式相同；（4）化成后经过二封、分容、老化完成电池制作。
[0016]
实施例2一种解决软包锂离子电池干法隔膜褶皱方法，其正极材料为磷酸铁锂、负极材料为石墨，包括如下步骤：（1）电池注液后进行常温陈化48h，陈化时确保电解液充分浸润极片 ；（2）陈化结束后，采用热压工艺对电池进行热压整形，热压温度为50℃，压力为500kgf/cm2，压力延时为20s；（3）热压后的电池进行夹板化成，夹板压力为0. 2mpa，化成制式同生产化成制式相同；（4）化成后经过二封、分容、老化完成电池制作。
[0017]
实施例3一种解决软包锂离子电池干法隔膜褶皱方法，其正极材料为磷酸铁锂、负极材料为石墨，包括如下步骤：（1）电池注液后进行常温陈化48h，陈化时确保电解液充分浸润极片 ；（2）陈化结束后，采用热压工艺对电池进行热压整形，热压温度为55℃，压力为450kgf/cm2，压力延时为15s；（3）热压后的电池进行夹板化成，夹板压力为0. 2mpa，化成制式同生产化成制式相同；
（4）化成后经过二封、分容、老化完成电池制作。
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比较例1一种软包锂离子电池干法隔膜制备方法，其正极材料为磷酸铁锂、负极材料为石墨，包括如下步骤：（1）电池注液后进行常温陈化48h，陈化时确保电解液充分浸润极片 ；（2）陈化结束后，采用生产化成制式即充电倍率为0.01c、0.05c、0.1c、和0.2c，总充电时长为5.5h进行化成；（3）化成后经过二封、分容、老化完成电池制作。
[0019]
使用以上实施例1、实施例2、实施例3和比较例1所得电池充满电后拆解效果图见图2-5，比较例1中隔膜存在褶皱且褶皱处极片存在死区，本发明实施例1～3极片界面良好，隔膜褶皱得到很大解决，其中实施例3中隔膜无褶皱，并且参照图6，室温1c充/1c放循环性能优于比较例1，说明本发明的方法切实可行，并且能够获得很好的性能。
[0020]
以上实施例，仅为本发明的较佳实施例，仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。