本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地涉及一种用于锂离子电池的注液方法。
背景技术：
锂离子电池在当今世界应用越来越广泛，对锂电池的相关研究也越来越成熟。电解液作为锂离子电池中三大重要的组成部分之一，对其的研究与开发也日益受到学者的重视。但同样是核心点的注液方法的研究与应用却很少受到人们的关注。锂离子电池中电解液是确保在充放电过程中正负极之间离子传输的载体，电解液在电芯中浸润效果越好、越透彻、越均匀，锂离子电池在真空预成化、成化过程中电解液失液量越少，负极表面的sei膜形成地越均匀、致密、稳定，进一步地才能保证制成的锂电池内阻小，倍率性能好、循环性能优异等等。所以，优化与改善锂离子的注液工艺非常重要。
现有的方型锂离子电池注液的方法主要是通过真空——静置——高压——静置为一个循环，循环数次将电解液注入电池内部。电解液注入后，电池需要静置一段时间，以保证电解液充分浸润。这种方法适用于能量密度较低，电池内部结构有富余空间的锂离子电池，对于新型大容量高能量密度的锂离子电池并不适用。
随着市场需求的不断提高，对方型锂离子电池能量密度的要求也是水涨船高，方型锂电池内部结构设计也趋近极限，内部留给电解液的空间也越来越小。锂电池特别是大容量高能量密度方型锂离子电池在注入电解液后需吸液完全，内部游离态电解液的量在2％以下，才能保证在后续的真空预成化、成化过程中电解液损失量少，锂离子电池成品电性能优异。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于锂离子的注液方法，该注液方法能够保证电解液电池后浸润完全，降低锂离子游离态电解液的百分比。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于锂离子电池的注液方法，该方法包括：
向烘烤完毕的电芯中注入电解液；
将所述电芯在第一真空、常温的第一环境中静置，所述第一真空的气压的取值为-5kpa至-15kpa；
从所述第一环境中取出所述电芯，将所述电芯静置；
第二次向所述电芯注入电解液；
第一次将所述电芯在常温条件下静置；
第一次将所述电芯在高温条件下静置，所述高温条件的温度的取值为42℃至48℃；
在第二真空环境下对所述电芯进行小电流充电，第二真空环境的气压的取值为-20kpa至-30kpa，所述小电流充电的充电电流的取值为0.015c至0.025c；
第二次将所述电芯在所述常温条件下静置；
第二次将所述电芯在所述高温条件下静置；
第三次向所述电芯注入电解液；
第三次将所述电芯在所述常温条件下静置；
第三次将所述电芯在所述高温条件下静置；以及
在第三真空环境下再次对所述电芯进行充电，所述第三真空环境的气压的取值为-50kpa至-70kpa，所述充电的充电电流的取值为0.1c至0.25c。
可选地，在所述向烘烤完毕的电芯中注入电解液之前，所述电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和小于等于500ppm。
可选地，所述注液方法的注液环境的湿度的取值小于等于1％。
可选地，在所述向烘烤完毕的电芯中注入电解液中，注入的电解液的量的取值范围是所述电芯可容纳的电解液的量的62％至68％；
在所述第二次向所述电芯注入电解液中，注入的所述电解液的量的取值范围是所述电芯可容纳的电解液的量的25％至30％；
在所述第三次向所述电芯注入电解液包括：向所述电芯注入所述锂离子电池的电解液总量的5％至8％。
可选地，在所述向烘烤完毕的电芯中注入电解液中，注入的电解液的量的取值范围是所述电芯可容纳的电解液的量的64％至66％；
在所述第二次向所述电芯注入电解液中，注入的所述电解液的量的取值范围是所述电芯可容纳的电解液的量的27％至29％；
在所述第三次向所述电芯注入电解液包括：向所述电芯注入所述锂离子电池的电解液总量的5.5％至7％。
可选地，在所述将所述电芯在第一真空、常温的第一环境中静置中，所述静置的时间为2h至4h，所述常温的温度的取值为22℃至28℃。
可选地，在所述从所述第一环境中取出所述电芯，将所述电芯静置中，所述静置的时间为5min至10min。
可选地，在所述第一次将所述电芯在常温条件下静置、第二次将所述电芯在常温条件下静置、第三次将所述电芯在所述常温条件下静置中，所述常温条件的温度的取值为22℃至28℃，所述静置的时间的取值为6h至16h；
在所述第一次将所述电芯在高温条件下静置、第二次将所述电芯在高温条件下静置、第三次将所述电芯在所述高温条件下静置中，所述高温条件的温度的取值为42℃至48℃，所述静置的时间的取值为4h至12h。
可选地，在所述在第二真空环境下对所述电芯进行小电流充电中，所述小电流充电的充电时间为1h，所述小电流充电的充电电流为0.02c至0.025c。
可选地，在所述在第三真空环境下再次对所述电芯进行充电中，所述充电的充电时间为1h，所述充电的充电电流为0.15c至0.2c。
通过上述技术方案，本发明提供的用于锂离子电池的注液方法通过静置锂离子电池的方式保证电解液注入后浸润完全，降低锂电池内部游离态电解液的百分比；该注液方法也可以保证注液中和注液完毕后的锂电池在真空环境中充电完全。分别进行两次充电可以较好地将充电时产生的气体排出，使得正极、隔膜、负极贴合地更加紧密，提高sei膜结构生成时的稳定性，提高首次效率和容量，改善锂电池的内阻、倍率性能、循环寿命等电性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的用于锂离子电池的注液方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示是根据本发明的一个实施方式的用于锂离子电池的注液方法的流程图。在图1中，该注液方法可以包括：
在步骤s10中，向烘烤完毕的电芯中注入电解液。在该实施方式中，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的百万分比浓度值的总和的取值可以为小于等于百万分之500(500ppm)。该次注入的电解液的量的取值可以为锂离子电池的电解液总量的62％至68％。优选地，该次注入的电解液的量的取值可以为锂离子电池的电解液总量的64％至66％。
在步骤s11中，将该电芯在第一真空、常温的第一环境中静置。在实施方式中，该第一真空的气压的取值可以为-5千帕(kpa)至-15kpa。该常温的温度的取值可以例如为22摄氏度(℃)至28℃。该次静置的时间的取值可以为2小时(h)至4h。
在步骤s12中，从第一环境中取出电芯，将该电芯静置。在本发明的该实施方式中，该次静置的时间的取值可以为5分钟(min)至10min。
在步骤s13中，第二次向电芯注入电解液。在该实施方式中，该次注入的电解液的量的取值可以例如为该电芯可容纳总量的25％至30％。优选地，该次注入的电解液的量的取值可以例如为该电芯可容纳总量的27％至29％。
在步骤s14中，第一次将电芯在常温条件下静置。在该实施方式中，该常温条件的温度的取值可以为22℃至28℃，静置的时间的取值可以为6至16小时。优选地，该次静置的时间的取值可以为8h至12h。
在步骤s15中，第一次将电芯在高温条件下静置。在该实施方式中，该高温条件的温度可以为42℃至48℃，该静置的时间的取值可以为4至12小时。优选地，该静置的时间的取值可以为6至8小时。
在步骤s16中，在第二真空环境下对电芯进行小电流充电。在该实施方式中，该小电流充电的充电电流的取值可以为0.015放电倍率(c)至0.025c，小电流充电的充电时间可以为1h，第二真空环境的气压的取值可以为-20kpa至-30kpa。优选地，该充电电流的取值可以为0.02c至0.025c。
在步骤s17中，第二次将电芯在常温条件下静置。在该实施方式中，该常温条件的温度的取值可以为22℃至28℃，静置的时间的取值可以为6至16小时。优选地，该静置的时间的取值可以为8至12小时。
在步骤s18中，第二次将电芯在高温条件下静置。在该实施方式中，该高温条件的温度可以为42℃至48℃，该次静置的时间的取值可以为4至12小时。优选地，该次静置的时间的取值可以为6至8小时。
在步骤s19中，第三次向电芯注入电解液。在该实施方式中，该次注入的电解液的量的取值可以为该电芯可容纳总量的5％至8％。优选地，该次注入的电解液的量的取值可以为该电芯可容纳总量的5.5％至7％。
在步骤s20中，第三次将电芯在常温条件下静置。在该实施方式中，该常温条件的温度的取值可以为22℃至28℃，该次静置的时间的取值可以为6h至16h。优选地，该次静置的时间的取值可以为8h至12h。
在步骤s21中，第三次将电芯在高温条件下静置。在该实施方式中，该高温条件的温度的取值可以为42℃至48℃，该次静置的时间的取值可以为4h至12h。优选地，该次静置的时间的取值可以为6h至8h。
在步骤s22中，在第三真空环境下再次对电芯进行充电以得出该电芯的成品电池。在该实施方式中，该次充电的充电时间可以为1小时，第三真空环境的气压的取值可以为-50kpa至-70kpa。该次充电的电流的取值为0.1c至0.25c。优选地，该电流的取值可以为0.15c至0.2c。
此外，在本发明的一个实施方式中，该注液、第二次注液和第三次注液的的注液环境中的湿度的取值可以为小于等于1％。
实施例1
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为351ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的65％；接着将电芯在-10kpa下静置2h；然后取出电芯，并再次静置5min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的28％)，接着将电芯在常温(22℃)下静置10h后再在高温下(42)静置8h；然后在真空条件下(-25kpa)下，以0.02c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置10h，然后在高温下(42℃)静置8h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的7％)，并将电芯在常温下静置10h，然后在高温下(42℃)静置8h；再将电芯在真空条件下(-55kpa)，以0.17c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah电池按照实施例1的方法进行注液，分别标记为组1、组2和组3，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表1所示。测试方法如下：
小电流充电后的失液量为电芯在进行小电流充电以后通过测量质量的方式得出的损失电解液的质量，单位为克(g)；充电后失液量为电芯在第三真空环境中进行充电后通过测量质量的方式得出的损失电解液的质量。
循环测试方法：在25℃下，以恒压充电方式进行充电，限制电流为9a，终止电压为3.65v，以恒流放电方式进行放电，放电电流为180a，放电的截止电压为2.5v，分别记录循环1000次和2000次后的电池容量c1和c2，并计算第1次循环1000次和2000次后的容量保持率r。
r1000＝c1/初始容量×100％；
r2000＝c2/初始容量×100％。
表1
实施例2
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为326ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的65％；接着将电芯在-10kpa下静置2h；然后取出电芯，并再次静置5min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的28.5％)，接着将电芯在常温(22℃)下静置10h后再在高温下(42℃)静置6h；然后在真空条件下(-25kpa)下，以0.025c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置10h，然后在高温下(42℃)静置6h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的6.5％)，并将电芯在常温下静置10h，然后在高温下(42℃)静置6h；再将电芯在真空条件下(-60kpa)，以0.2c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例2的方法进行注液，分别标记为组4、组5和组6，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表2所示。测试方法同实施例1。
表2
实施例3
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为337ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的65％；接着将电芯在-10kpa下静置2h；然后取出电芯，并再次静置5min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的28.3％)，接着将电芯在常温(22℃)下静置8h后再在高温下(42℃)静置10h；然后在真空条件下(-30kpa)下，以0.025c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置8h，然后在高温下(42℃)静置10h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的6.7％)，并将电芯在常温下静置8h，然后在高温下(42℃)静置10h；再将电芯在真空条件下(-60kpa)，以0.2c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例2的方法进行注液，分别标记为组7、组8和组9，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表3所示。测试方法同实施例1。
表3
实施例4
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为500ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的62％；接着将电芯在-5kpa下静置2h；然后取出电芯，并再次静置5min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的30％)，接着将电芯在常温(25℃)下静置8h后再在高温下(45℃)静置4h；然后在真空条件下(-20kpa)下，以0.015c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置8h，然后在高温下(45℃)静置4h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的8％)，并将电芯在常温下静置8h，然后在高温下(45℃)静置4h；再将电芯在真空条件下(-50kpa)，以0.1c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例4的方法进行注液，分别标记为组10、组11和组12，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表4所示。测试方法同实施例1。
表4
实施例5
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为331ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的64％；接着将电芯在-15kpa下静置3h；然后取出电芯，并再次静置7.5min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的29％)，接着将电芯在常温(28℃)下静置9h后再在高温下(48℃)静置7h；然后在真空条件下(-30kpa)下，以0.02c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置9h，然后在高温下(48℃)静置7h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的7％)，并将电芯在常温下静置9h，然后在高温下(48℃)静置7h；再将电芯在真空条件下(-70kpa)，以0.15c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例5的方法进行注液，分别标记为组13、组14和组15，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表5所示。测试方法同实施例1。
表5
实施例6
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为345ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的66％；接着将电芯在-15kpa下静置4h；然后取出电芯，并再次静置10min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的28％)，接着将电芯在常温(25℃)下静置12h后再在高温下(45℃)静置8h；然后在真空条件下(-30kpa)下，以0.025c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的6％)，并将电芯在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；再将电芯在真空条件下(-50kpa)，以0.175c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例6的方法进行注液，分别标记为组16、组17和组18，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表6所示。测试方法同实施例1。
表6
实施例7
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为345ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的65％；接着将电芯在-15kpa下静置4h；然后取出电芯，并再次静置10min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的28.5％)，接着将电芯在常温(25℃)下静置16h后再在高温下(45℃)静置12h；然后在真空条件下(-30kpa)下，以0.0225c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置16h，然后在高温下(45℃)静置12h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的6.5％)，并将电芯在常温下静置16h，然后在高温下(45℃)静置12h；再将电芯在真空条件下(-50kpa)，以0.25c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例7的方法进行注液，分别标记为组19、组20和组21，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表7所示。测试方法同实施例1。
表7
实施例8
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为356ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的67％；接着将电芯在-15kpa下静置4h；然后取出电芯，并再次静置10min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的25％)，接着将电芯在常温(25℃)下静置12h后再在高温下(45℃)静置8h；然后在真空条件下(-30kpa)下，以0.025c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的8％)，并将电芯在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；再将电芯在真空条件下(-50kpa)，以0.25c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例8的方法进行注液，分别标记为组22、组23和组24，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表8所示。测试方法同实施例1。
表8
实施例9
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为361ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的64.5％；接着将电芯在-15kpa下静置4h；然后取出电芯，并再次静置10min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的30％)，接着将电芯在常温(25℃)下静置12h后再在高温下(45℃)静置8h；然后在真空条件下(-30kpa)下，以0.025c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的5.5％)，并将电芯在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；再将电芯在真空条件下(-50kpa)，以0.175c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例9的方法进行注液，分别标记为组25、组26和组27，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表9所示。测试方法同实施例1。
表9
实施例10
向烘烤完毕的电芯中注入电解液，该烘烤完毕的电芯的正极和负极的水分子的浓度的总和为345ppm；该次注入的电解液的量的为锂离子电池的电解液总量(电芯可容纳的总量)的68％；接着将电芯在-15kpa下静置4h；然后取出电芯，并再次静置10min；
向静置后的电芯中注入电解液(电解液的量为锂离子电池的电解液总量的27％)，接着将电芯在常温(25℃)下静置12h后再在高温下(45℃)静置8h；然后在真空条件下(-30kpa)下，以0.025c的电流对电芯充电1h；接着在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；
第三次向电芯中注入电解液(该次注入的电解液的量为锂离子电池的电解液总量的5％)，并将电芯在常温下静置12h，然后在高温下(45℃)静置8h；再将电芯在真空条件下(-50pa)，以0.175c的电流充电1h。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照实施例10的方法进行注液，分别标记为组28、组29和组30，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表10所示。测试方法同实施例1。
表10
对比例
待注液的的电芯(烘烤后)正、负极的水分子的百万分比浓度值的总和为351ppm。采用真空(-85kpa)——静置(10min时间)——高压(100kpa)——静置(10min时间)的循环方式循环12次将电解液注入电池内部。注液后电芯在常温(25℃)条件下搁置8h，然后在高温(45℃)条件下搁置8h，随后在真空环境(-50kpa)下对该电芯进行充电以得出该电芯的成品电池。
测试：对3组现有的180ah型号电池按照对比例的方法进行注液，分别标记为组31、组32和组33，然后分别检测3组电池充电后的失液量，以及循环1000次和循环2000次后的容量保持率r，实验结果如表11所示。测试方法同实施例1。
表11
以上实施例和对比例中的注液环境的湿度的取值均为0.5％。
结合表1至表10以及表11中的数据可知，在第三真空环境下再次对电芯进行充电后，电芯的失液量明显小于表11(对比例)中的电芯。此外，表1至表10中的电芯在使用1000次和2000次后剩余的使用寿命也明显大于表11中的电芯。由此可见，本发明提供的用于锂离子电池的注液方法能够提高锂电池的生产效率和锂电池的使用寿命。
通过上述技术方案，本发明提供的用于锂离子电池的注液方法通过静置锂离子电池的方式保证电解液注入后浸润完全，降低锂电池内部游离态电解液的百分比；该注液方法也可以保证注液中和注液完毕后的锂电池在真空环境中充电完全。分别进行两次充电可以较好地将充电时产生的气体排出，使得正极、隔膜、负极贴合地更加紧密，提高sei膜结构生成时的稳定性，提高首次效率和容量，改善锂电池的内阻、倍率性能、循环寿命等电性能。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述可选实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。