一种在预充化成过程中降低软包装锂离子电池内部水分的方法与流程

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种在预充化成过程中降低软包装锂离子电池内部水分的方法。

背景技术：

随着新能源汽车的发展，锂离子电池由于具有能量密度高、循环性能好等优点，受到人们的广泛关注。

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜及电解液组成，水分对电池的电化学性能和安全性能有重要的影响。极片和电解液中的微量水分会与电解液中的LiPF₆等含氟锂盐发生反应生成HF，破坏负极和电解液界面的SEI膜，缩短电池寿命，引起电池鼓胀，降低电池的电化学性能。如果电池内部水分过高，在预充化成过程中，电池会产生大量的气体，导致电池容量下降，循环性能降低，电池鼓胀甚至引起更严重的安全问题。

因此在锂离子电池制作过程中，需要对正负极原材料以及电解液中的水分严格控制。锂离子电池在装配之前，原材料以及正负极极片会经过烘烤降低水分。锂离子电池在装配之后，需要给电池注入电解液，然后进行预充化成。对于软包装锂离子电池，通常会预留气袋或气囊来储存预充化成过程中产生的气体，化成结束后切除气袋然后封装；或者采用负压系统与软包装锂离子电池相连，利用负压来排除预充化成过程中产生的气体，负压系统中设有储液瓶或储液管来储存负压抽出的电解液，化成结束时，将负压抽出的电解液经电解液回路回流至电池中。在上述预充化成过程中，环境中的水分会缓慢进入电池内部， 而且此过程引入的水分在后续过程中没有有效的方法除去，会一直留在电池内部影响着电池的性能。

因此，需要寻找一种有效的方法在软包装锂离子电池预充化成过程中减小环境水分对电池内部的影响，从而降低电池内部的水分。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种在预充化成过程中降低软包装锂离子电池内部水分的方法。

本发明的技术方案是：

一种降低软包装锂离子电池内部水分的方法，该方法为在软包装锂离子电池预充化成过程中，使用分子筛吸收电解液中的水分，以降低电池内部水分。

其中，对于预留气袋(或气囊)进行预充化成的软包装锂离子电池，在气袋中封入分子筛。预充化成结束后，分子筛和气袋一起被切除，然后进行电池封口。

其中，对于采用负压系统进行预充化成的软包装锂离子电池，在负压系统的电解液回路或电解液储液瓶中放入分子筛。

优选的，所述分子筛的质量为锂离子电池注入电解液质量的1％～10％。

优选的，所述分子筛为锂型分子筛。

上述锂型分子筛为市售可获得产品。

本发明的有益效果为：

在目前的软包装锂离子电池预充化成过程的基础上，提供了一种利用分子筛吸收电解液中水分的方法，可以有效降低成品电池内部的水分，该过程中从环境中进入锂离子电池电解液中的水分被分子筛吸收，减小预充化成过程中外 界环境水分对电池内部的影响，并且操作简单方便，分子筛可循环利用，成本低廉、效果明显。

附图说明

图1是预留气袋进行预充化成的软包装锂离子电池模式中分子筛所处位置示意图。

图2是采用负压系统进行预充化成的软包装锂离子电池的模式中，在储液瓶中放置分子筛示意图。

图中标记，1为锂离子电池电芯、2为封装铝塑膜、3为气袋、4为分子筛、5为电解液回路、6为储液瓶、7为真空泵、8为电池正负极极耳、9为电芯和气袋之间的封边。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的方法做更详尽的说明。但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

预留气袋进行预充化成(多组平行试验)：

取8张正极片和9张被隔膜包好的负极片，负极、正极、负极依次叠片后得到电芯1，焊接正负极极耳8。取一张铝塑膜2，冲坑(电芯坑和气袋坑)，对折后完全包住电芯1，进行封装，如图1，封好电池上边(极耳边)、左边(无气袋一侧)和下边，然后热封电芯、以及电芯和气袋之间的封边9，电芯和气袋之间有2～5cm的宽度未进行塑封，供左右部位(电芯和气袋)相通。采用相同方法共制作9支电芯。电芯封装经真空烘烤后，注入50g电解液。其中3支电 芯(记为A组)取5g分子筛4，用隔膜包好后放入气袋3中，然后顶封。另外3支电芯(记为B组)取2.5g分子筛4，用隔膜包好后放入气袋3中，然后顶封。剩下的3支(对比组)不放置分子筛，直接顶封。电池注液后搁置24h，进行预充化成，化成完成后，抽真空，裁去气袋，封口。采用库伦水分测试仪测试电池内部电解液的水分，气袋中放入分子筛的电池内部水分被明显控制在更低的水平。具体水分测试结果见下表1。

表1预留气袋进行预充化成电池水分测试结果

实施例2

负压系统的预充化成(多组平行试验)：

取8张正极片和9张被隔膜包好的负极片，负极、正极、负极依次叠片后得到电芯1，焊接正负极极耳8。取一张铝塑膜2，冲坑后对折完全包住电芯，进行封装，如图2，封好电池上下边和左侧边，电芯经过烘烤后，封住电池右侧边并留出注液孔。采用相同方法共制作9支电池。从注液孔对电池注液50g，电池经电解液回路5与电解液储液瓶6相连，储液瓶6与真空泵7相连，其中三支电池(记为A组)储液瓶6中放入5g分子筛，另外3支电池(记为B组)储液瓶6中放入2.5g分子筛，最后3支(对比组)储液瓶中不放置分子筛。电池预充化成过程中，真空泵保持一定的负压，电池中富余的电解液被抽至储液瓶6中与分子筛接触，电解液中的水分被分子筛吸收除去。预充化成完成后，一定量电解液经电解液回路回流至电池内部，然后将电池封口。采用库伦水分测试 仪测试电池内部电解液的水分，气袋中放入分子筛的电池内部电解液的水分被控制在更低的水平。具体水分测试结果见下表。

表2负压系统的预充化成电池水分测试结果