一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺的制作方法

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺。

背景技术：

锂离子电池作为目前新能源的代表，具有放电效率高、能量密度高、自放电小、容量保持率高的特点，已广泛的在各领域展开运用。在电芯生产过程中，电芯中含有的水分会严重影响电池的电性能，而且现有的电芯烘烤模式单一：烘烤工艺时间长达40～60h，电芯烘烤效率低下，产能紧张，成本输出较高，且烘烤后极片水分含量依然较多，影响电池的电性能。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，其能降低电芯烘烤时长，降低电芯极组中的水分含量，提高了电芯烘烤效率，提升了产能，进而降低成本输出，减少对环境的污染。

本发明提出的一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，包括以下步骤：

s1、将电芯送入烘箱中，将烘箱加热的同时抽真空；

s2、将烘箱温度调节至90-100℃且真空度为100-200pa，烘烤10-20min，然后通入氮气将压力调至常压，保持90-100℃的温度烘烤10-20min；

s3、重复s2的操作8-12次；

s4、将烘箱抽真空至100-200pa并保持90-100℃的温度烘烤25-35min，然后通入氮气将压力调至常压，保持90-100℃的温度烘烤10-20min；

s5、重复s4的操作5-6次；

s6、将烘箱抽真空至100-200pa后停止加热，自然冷却。

优选地，在s1中，所述烘箱的容量达1008只电芯。

优选地，在s1、s4和s6中，利用真空泵抽真空。

优选地，在s2和s4中，所述氮气的工业级纯度为99.999％，水分含量小于60ppm。

优选地，在s2和s4中，所述氮气为温度为90-100℃的氮气。

优选地，温度和真空度的调整均由plc控制。

在本发明中，将氮气具体选择为温度为90-100℃的氮气，与液氮相比，能够避免低温时进入烘箱而使烘烤环境温度降低，从而避免烘烤温度对水分挥发的影响。

本发明所述锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺中，在不同的烘烤阶段采用了不同的真空保压时间，在s2-s3过程中，控制了真空保压时间为10-20min，氮气保护烘烤时间为10-20min，使电芯极组中的水分急速降低，在s4-s5阶段，适当延长了真空保压时间为25-35min，最大限度的减少了极组的含水量；本发明所述锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺和目前现有的烘烤工艺对比，具有如下优点：

1、电芯烘烤时间大幅缩短，由原来的40-60h缩短至现有的9-11h，电芯烘烤效率大幅提升，从而提升产能；

2、电芯烘烤后，极组水分含量明显降低，烘烤效果明显提升，检测后极组水分含量均值在150-300ppm，对于后道注液、化成、分容工序的生产有显著改善，而且对电池的电性能有显著改善；

3、能够在电芯烘烤的关键阶段把极组中的水分最大程度的烘烤出来，减少了烘烤后期不必要的成本输出，节约了企业生产的成本，同时也为企业的生产带来增收效益，降低了对环境的污染。

附图说明

图1为本发明实施例1中电芯极组水分含量随烘烤时间推移图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明提出的一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，包括以下步骤：

s1、将共计放置1008只lfp20100140-30ah方形锂离子电池电芯的4层烘烤托盘送入烘箱，关闭烘箱门；plc控制烘箱中的陶瓷加热板开始升温加热，同时控制真空泵将烘箱内的空气抽出，烘箱内的温度和压力值都由传感器实时检测，并将数据传输给plc；

s2、待烘箱抽至真空150pa、温度加热至95℃后保温保压烘烤15min，充入加热至95℃的氮气将压力调至常压，并保持温度为95℃烘烤15min；

s3、重复s2的操作10次；

s4、将烘箱抽真空至200pa，并维持温度为95℃，烘烤30min，然后充入温度为95℃的氮气将压力调至常压，在氮气的保护下，保持95℃的温度烘烤15min；

s5、重复s4中的操作5次；

s6、将烘箱抽真空至200pa，烘箱保压，陶瓷加热板停止加热，烘箱温度自然冷却。

其中，图1为本发明实施例1中电芯极组水分含量随烘烤时间推移图；在lfp20100140-30ah方形锂离子电池生产过程中，电芯烘烤后水分含量要求是≦500ppm，由图1可以看出，在烘烤前实际测得电芯水分含量为1500ppm左右，开始阶段为电芯水分含量降低的重要阶段；

电芯烘烤结束后，随机抽取实施例1中烘烤后的电芯，取电芯中间极组10个样，测试水分；经测试可知，经烘烤后水分均值在250ppm左右，数值远低于目前单一烘烤模式下的烘烤后水分均值，效果更佳；同时提高了电芯烘箱的烘烤效率，使产能大幅提升，增加企业的效益，同时间接的降低了成本的输出和对环境的污染。

实施例2

本发明提出的一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，包括以下步骤：

s1、将电芯送入烘箱中，将烘箱加热的同时抽真空；

s2、将烘箱温度调节至100℃且真空度为100pa时烘烤20min，然后通入氮气将压力调至常压，保持90℃的温度烘烤20min；

s3、重复s2的操作8次；

s4、将烘箱抽真空至200pa并保持90℃的温度烘烤35min，然后通入氮气将压力调至常压，保持90℃的温度烘烤20min；

s5、重复s4的操作5次；

s6、将烘箱抽真空至200pa后停止加热，自然冷却。

实施例3

本发明提出的一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，包括以下步骤：

s1、将电芯送入烘箱中，将烘箱加热的同时抽真空；

s2、将烘箱温度调节至90℃且真空度为200pa时烘烤10min，然后通入氮气将压力调至常压，保持100℃的温度烘烤10min；

s3、重复s2的操作12次；

s4、将烘箱抽真空至100pa并保持100℃的温度烘烤25min，然后通入氮气将压力调至常压，保持100℃的温度烘烤10min；

s5、重复s4的操作6次；

s6、将烘箱抽真空至100pa后停止加热，自然冷却。

实施例4

本发明提出的一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，包括以下步骤：

s1、将电芯送入烘箱中，将烘箱加热的同时抽真空；

s2、将烘箱温度调节至98℃且真空度为120pa时烘烤18min，然后通入氮气将压力调至常压，保持94℃的温度烘烤18min；

s3、重复s2的操作9次；

s4、将烘箱抽真空至180pa并保持93℃的温度烘烤32min，然后通入氮气将压力调至常压，保持94℃的温度烘烤18min；

s5、重复s4的操作6次；

s6、将烘箱抽真空至120pa后停止加热，自然冷却；

其中，在s1中，所述烘箱的容量达1008只电芯；

在s1、s4和s6中，利用真空泵抽真空；

在s2和s4中，所述氮气的工业级纯度为99.999％，水分含量为50ppm；

在s2和s4中，所述氮气为温度为95℃的氮气；

温度和真空度的调整均由plc控制。

实施例5

本发明提出的一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，包括以下步骤：

s1、将电芯送入烘箱中，将烘箱加热的同时抽真空；

s2、将烘箱温度调节至93℃且真空度为180pa时烘烤13min，然后通入氮气将压力调至常压，保持98℃的温度烘烤13min；

s3、重复s2的操作10次；

s4、将烘箱抽真空至130pa并保持98℃的温度烘烤28min，然后通入氮气将压力调至常压，保持98℃的温度烘烤12min；

s5、重复s4的操作5次；

s6、将烘箱抽真空至170pa后停止加热，自然冷却；

其中，在s1中，所述烘箱的容量达1008只电芯；

在s1、s4和s6中，利用真空泵抽真空；

在s2和s4中，所述氮气的工业级纯度为99.999％，水分含量为45ppm；

在s2和s4中，所述氮气为温度为98℃的氮气；

温度和真空度的调整均由plc控制。

实施例6

本发明提出的一种锂离子电池的极组水分阶段式烘烤工艺，包括以下步骤：

s1、将电芯送入烘箱中，将烘箱加热的同时抽真空；

s2、将烘箱温度调节至95℃且真空度为150pa时烘烤15min，然后通入氮气将压力调至常压，保持95℃的温度烘烤15min；

s3、重复s2的操作10次；

s4、将烘箱抽真空至150pa并保持95℃的温度烘烤30min，然后通入氮气将压力调至常压，保持95℃的温度烘烤15min；

s5、重复s4的操作5次；

s6、将烘箱抽真空至150pa后停止加热，自然冷却；

其中，在s1中，所述烘箱的容量达1008只电芯；

在s1、s4和s6中，利用真空泵抽真空；

在s2和s4中，所述氮气的工业级纯度为99.999％，水分含量小于60ppm；

在s2和s4中，所述氮气为温度为95℃的氮气；

温度和真空度的调整均由plc控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。