本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种新型圆柱锂电池的生产工艺。
背景技术
锂电池作为目前生产生活中主要使用的电池，发挥着极为重要的作用，锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。锂离子电池也以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。
目前锂电池的封装结构主要分为三种，即圆柱、方形和软包，圆柱锂电池以其生产工艺成熟，产品良率高的优点占据了一部分市场，然而圆柱锂电池也有着自放电大、能量密度低、安全系数低、循环寿命低等缺点，并且圆柱锂电池在化成的过程中产生大量的有害气体，而市面上许多厂商并没有将圆柱锂电池中的有害气体排除，导致圆柱锂电池在工作时有极大的隐患。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型圆柱锂电池的生产工艺
为了解决上述的问题，本发明提供了一种新型圆柱锂电池的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制浆：将电极材料、导电剂、粘结剂、溶剂等所需原料混合搅拌并制浆；
在电极材料的选用中，配方如下
正极：正极活性物质80-100％粘结剂0-20％导电剂0-20％；
负极：负极活性物质80-100％粘结剂0-20％导电剂0-20％；
正极的固含量为50-70％，负极的固含量为30-50％；
正极材料：钴酸锂、镍钴锰、锰酸锂、镍钴铝、磷酸铁锂等金属氧化物材料；
负极材料：天然石墨，人造石墨、硅碳负极、石墨烯，纳米碳纤维管，碳黑等碳负极材料；
导电剂：炭黑导电剂(sp)、大颗粒石墨粉(ks-6)、碳纳米管(cnt)、石墨烯等导电材料；
溶剂：水、nmp等水系或者油性溶解液；
集流体：铝箔、铜箔、等金属导电材料；
壳体：金属镀镍或者其他耐腐蚀材料；
电解质：无水电解质。
(2)涂布：将制浆后的浆液涂布至金属箔片表面；
(3)装配：将金属箔片切成所需形状，装配，将装配后的产品进行烘烤并卷绕，进行高压测试，将下垫片装入电池下部，将制备好的电芯装入电池壳中，安装插针，点底焊接，安装上垫片，滚槽，焊接盖板，烘烤电芯；
(4)注液化成：向电池内部注入部分电解液，在真空环境下对电解液进行充电化成，再将剩余电解液分1-2次注入电池内部(后续进行1次注液，即总共2次注液，在电池化成形成sei膜后，注入需要的电解液，电解液足够即停止注液，封装；后续进行2次注液，即总共3次注液，可以保证电解液的量，如电池在第一次化成之后形成sei膜，先保护好正、负极片，然后后续继续分两次注入高温/低温等不同的电解液，再进行封装，后续进行2次注液，有助于改善电池性能，也可以避免电解液中的其他分子破坏极片，影响电池性能)。所述的电解液可以根据不同需求分多次注入电池内部，也可以多次分别注入不同的电解液(包括高温型、低温型、倍率型、动力型电解液等)，以改善电解液的性能，从而改善电池在不同环境下的性能，如在高温环境下工作的电池，则加入高温型电解液等。
以下为在锂电池化成过程中不同电压时所产生的有害气体：
化成电压对产气成分的影响(0.02c截止)
cv<2.5v：主要成分为h2和co2；
cv＝3.0-3.5v：主要成分为c2h4，产气体积最大；
cv>3.5v：由于sei膜已经形成，故产气数量降低；
cv>3.75v：主要成分为c2h4；
本发明通过在真空环境下进行化成，能够排出大部分上述有害气体。
(5)封装：将上述注液化成后的电池封口、老化，测试电池电压，对电池进行震动测试，将电池套膜、喷码分组，打包出货。
步骤(4)中，第一次向电池内部注入的电解液为总量的10-80％。由于在第一次注液后需要化成，加入的电解液小于10％则无法完全浸润正负极材料，加入的电解液过多则可能在化成阶段就导致电解液溢出，污染电池表面，故首次注液量以10-80％为宜。
步骤(4)中剩余电解液的注入次数为1次。分为两次注液，既保证了最终电池内部电解液的充足，也节省了3次注液的步骤。
步骤(4)中，充电要求为以0.01-1c恒流充电至电压为4.2v，充电时间为1-60min。
步骤(5)中，封口之后将电池进行清洗，表面防腐处理，并搁置一段时间，对电池的防腐处理也有益于产品的后期使用。
步骤(4)中，所述真空环境的真空度为-0.01至-0.1mpa，保持操作环境中的真空度，有助于电池内部有害气体的排出，增长产品的寿命以及加强产品的稳定性。，
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对圆柱形锂电池的多次注液，同时化成以及真空排气，释放了电池内部的有害气体，减小电池内压，同时提高了电池的能量密度、安全系数，也减少了电池的自放电，进而提高了电池的循环寿命。本发明在操作时能够根据需求而多次注液，添加不同类型的电解液以满足不同的电池性能需求，并且注液化成在同一环境(手套箱内部)进行操作，缩短了时间，提高了加工效率，同时也提高了经济效益。
具体实施方案
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实例1：取4支同批次正极锰酸锂待注液的电芯(18650电芯1300mah容量)，水份含量小于30ppm，放到手套箱内(湿度小于2％)，注液80％后在手套箱内充电夹具上充电5分钟，后抽真空-0.07mpa，真空时间5min，注液剩余的电解液量20％，合上盖帽，取出电池(室内湿度小于30％)封口，封口后的电池在30摄氏度搁置48小时后上柜分容。
实例2：取4支同批正极锰酸锂待注液的电芯(18650电芯1300mah容量)，水份含量小于30ppm，放到手套箱内(湿度小于2％)。注液70％后在手套箱内充电夹具上充电5分钟，后抽真空-0.07mpa，真空时间5min，注液剩余的电解液量30％，合上盖帽，取出电池(室内湿度小于30％)封口，封口后的电池在30摄氏度搁置48小时后上柜分容。
实例3：取4支同批正极锰酸锂待注液的电芯(18650电芯1300mah容量)，水份含量小于30ppm，放到手套箱内(湿度小于2％)。注液60％后在手套箱内充电夹具上充电5分钟，后抽真空-0.07mpa，真空时间5min，注液剩余的电解液量40％，合上盖帽，取出电池(室内湿度小于30％)封口，封口后的电池在30摄氏度搁置48小时后上柜分容。
实例4：取4支同批正极锰酸锂待注液的电芯(18650电芯1300mah容量)，水份含量小于30ppm，放到手套箱内(湿度小于2％)。注液50％后在手套箱内充电夹具上充电5分钟，后抽真空-0.07mpa，真空时间5min，注液剩余的电解液量50％，合上盖帽，取出电池(室内湿度小于30％)封口，封口后的电池在30摄氏度搁置48小时后上柜分容。
实例5：取4支同批正极锰酸锂待注液的电芯(18650电芯1300mah容量)，水份含量小于30ppm，放到手套箱内(湿度小于2％)。注液100％后在手套箱内充电夹具上充电5分钟，后抽真空-0.07mpa，真空时间5min，，合上盖帽，取出电池(室内湿度小于30％)封口，封口后的电池在30摄氏度搁置48小时后上柜分容。
对比例：取4支同批正极锰酸锂待注液的电芯(18650电芯1300mah容量)，水份含量小于30ppm，放到手套箱内(湿度小于2％)。注液100％，后抽真空-0.07mpa，真空时间5min，，合上盖帽，取出电池(室内湿度小于30％)封口，封口后的电池在30摄氏度搁置48小时后上柜化成化成后搁置48小时(温度35摄氏度)，搁置好的电池上柜分容。
表1：实例1-实例5以及对比例的电池内部气压、初始容量以及保持率等的对比
如表1所示，为实例1至实例5以及对比例电池内部气压、初始容量、循环后电量、电量保持率、初始电压以及存储后电压，以上5组实例使用了本发明的生产工艺，5组实施例中，第一次注液量分别为实例1：80％，实例2:70％，实例3：60％，实例4:50％，实例5:100％，而在之后电池容量的保持率中，实例5的保持率略高于实例1，而实例2、实例3、实例4的保持率逐渐降低，因此在初次注液中，注液量越高，电池的容量保持率就越好。然而，在实际的操作过程中，当初次的注液量大于80％后，在化成时电解液就会溢出，不仅浪费电解液，也会污染电池表面，影响后续操作，因此电解液的初次注液量在80％以下为宜。
通过实例5与对比例的比较，实例5与对比例的差别在于实例5采用了本发明的注液化成一体工艺，而对比例采用的是传统的锂电池注液化成工艺，对比例没有多次注液并在初次注液后化成，其余条件相同；通过对比例与实例5的对比，对比例的电池容量保持率远低于实例5的电池容量保持率，并且电池的30天后电压也有一定的下降，因此，本发明的锂电池生产工艺，相较于传统的锂电池生产方法，能够更好的维持电池的容量，通过初次注液后直接化成，在真空环境将有害气体从电池内部排出，之后注入剩余的电解液，在提高了电池的安全性的同时，提高了电池的综合性能。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。