一种锂离子电池的制造方法与流程

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种锂离子电池的制造方法。

背景技术：

锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型储能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。锂离子电池按形状主要分为圆柱电池、方形电池和软包电池，而圆柱电池和方形电池又称为硬壳电池。相比于硬壳电池，软包电池具有设计灵活、重量更轻、内阻小、不易爆炸、循环次数多和能量密度高等优点，也因此，短期内软包电池将以较高比例占据市场，并将在新能源电动汽车行业快速发展。

软包电池主要包括以下工艺流程：1)搅拌、涂布、辊压、模切；2)制片卷绕或叠片、焊接；3)铝塑膜成型、顶侧封工序；4)烘烤；5)注液；6)化成工序；7)抽真空、二封工序；8)分容等后续工序。在传统的制备工艺中，是先将裸电芯置于冲坑好的铝塑膜中，然后进行烘烤，之后再进行注液以及化成等工序。但此传统工艺存在一定的缺点：1)预留的铝塑膜在二封工序中需被去除，造成大量的铝塑膜浪费；2)对裸电芯烘烤时由于铝塑膜的包裹，烘烤效率低，严重影响了制备周期；3)锂离子电池的制备周期长，叠片到注液完成最快的制备时间仍需27h。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种锂离子电池的制造方法，通过调整和优化工艺流程，大大缩短了电池的制备周期，同时节约了大量铝塑膜的消耗，缩小了电池的材料成本，提升了电池的品质。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：

s1，将裸电芯置于干燥环境中烘烤，烘烤后再将所述裸电芯置于电池壳体中，并在所述干燥的环境下进行注液；其中，所述裸电芯与具有通道的极耳连接，所述通道用于所述裸电芯的注液工序；

s2，完成注液后，进行化成工序，化成产生的气体也从所述通道中排出，接着密封所述通道，完成锂离子电池的制备。

在干燥的环境下，本发明先对裸电芯进行烘烤，未被封装的裸电芯由于没有外部铝塑膜的包裹，温度直接传导到裸电芯，使其烘烤速度大大增加，相比现有技术，烘烤时间至少缩短了一半；烘烤结束后继续在干燥环境下封装，保证封装过程中电芯湿度的控制，同时也能控制封装时间。另外，本发明采用具有通道的极耳进行注液，使得电解液从极耳内部通道注入电池内部中，相比于现有技术以气袋边的整一侧作为进出口大大减小了进出口的面积，保证了注液的精度和产品的一致性，同时化成产生的气体亦从此通道排出，如此，可减少铝塑膜的使用，节约了大量的铝塑膜，降低了生产成本。

优选的，s1步骤中，所述烘烤时间为0.1～1.5h。由于烘烤的温度可直接传导至裸电芯，减少了铝塑膜的阻碍，其烘烤时间相比于现有技术的2～4h，大大缩短了电池的制备周期。具体的烘烤时间可根据电芯容量以及实际的生产环境进行调节。

更优选的，s1步骤中，所述烘烤时间为0.5～1h。

优选的，s1步骤中，所述干燥的环境为露点温度≤-35℃的干燥环境。在此露点温度下，空气中的水分含量低，避免了空气中的水分残留在裸电芯中，以及对电解液的性能产生影响。

优选的，s2步骤中，完成注液后，先采用胶黏剂密封所述通道与外部接触的开口端，然后再进行化成工序。由于化成后会产生气体需要排出，而气体的排出也需要从此极耳通道中排出，因此，在化成之前的密封只需利用胶黏剂等普通的胶黏物质进行简单的密封即可，以供后续的再次打开。

优选的，所述胶黏剂包括胶水、固体胶中的至少一种。

优选的，s2步骤中，化成工序开始前，预先刺穿所述通道与外部接触的开口端的胶膜，然后将产生的气体从所述通道中排出。由于极耳的通道细小，在排出气体时需要在负压条件下进行，利用压力将产生的气体排除干净，以防残留。

优选的，所述极耳还设置有与所述通道连通的通气孔，所述通气孔位于所述电池壳体中。所述极耳的表面还设置有极耳胶，即所述通气孔设置在所述极耳胶的下部。在极耳中增设通气孔，当极耳与裸电芯焊接时，即使此部分的通道被焊接堵住，裸电芯的注液与排气同样可以从该通气孔进出，进一步保证了通道的顺畅；当然，如果焊接处的通道没有被堵住，可以同时在两位置进行注液与排气，提高注液与排气的速率。

优选的，s2步骤中，所述密封包括激光焊接密封、超声波焊接密封和夹具热压密封中的一种或多种。密封时，可先利用夹具等辅助工具预先压紧极耳，再采用上述密封方法对极耳做进一步的压合、焊接，保证极耳内部达到密封状态，不影响极耳后续导电功能的使用。

优选的，s2步骤中，完成密封后，还包括对所述裸电芯进行分容工序。

本发明的有益效果在于：

1)一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：s1，将裸电芯置于干燥环境中烘烤，烘烤后再将所述裸电芯置于电池壳体中，并在干燥的环境下进行注液；其中，所述裸电芯与具有通道的极耳连接，所述通道用于所述裸电芯的注液工序；s2，完成注液后，进行化成工序，化成产生的气体也从所述通道中排出，接着密封所述通道，完成锂离子电池的制备。相比于现有技术，本发明先对裸电芯进行烘烤，未被封装的裸电芯由于没有外部铝塑膜的包裹，温度直接传导到裸电芯，使其烘烤速度大大增加，至少缩短了一半的烘烤时间；烘烤结束后继续在干燥环境下封装，保证封装过程中电芯湿度的控制，同时也能控制封装时间。另外，本发明采用具有通道的极耳进行注液，使得电解液从极耳内部通道注入电池内部中，同时化成产生的气体亦从此通道排出，如此，可减少铝塑膜的使用，节约了大量的铝塑膜，降低了生产成本。

2)本发明利用极耳通道进行注液及排气，化成产生的气体直接排出，如此减少了二封工序，进一步提高了生产效率，降低了电池的制备周期。另外，本发明的极耳中还设置有通气孔，进一步保证了极耳通道的顺畅，以供注液和排气的正常进行。

附图说明

图1为本发明极耳的结构示意图。

图2为本发明极耳的侧面示意图。

图3为本发明制备流程示意图。

图中：1-极耳；11-通道；12-通气孔；2-极耳胶。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1～2所示，一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：

s1，按照常规的锂离子电池的制造工艺，制得以钴酸锂为正极材料的正极片和以石墨为负极材料的负极片，将正极片、负极片与隔膜叠片成裸电芯。

s2，将裸电芯置于在露点温度≤-35℃的干燥环境中烘烤，烘烤时间为0.1～1.5h，优选的，烘烤时间为0.5～1h；烘烤后再将所述裸电芯置于电池壳体中封装，封装时间为10min，接着在同样地干燥环境下进行注液，注液时间约为20min。其中，裸电芯与具有通道11的极耳1连接，所述通道11用于裸电芯的注液工序，极耳1表面设置有极耳胶2。另外，在注液之前，可先进行抽真空步骤，使裸电芯的内部减压至真空状态，更加有利于后续的注液工序。优选的，极耳1中还设置有与所述通道11连通的通气孔12，所述通气孔12设置在电池壳体中，用于注入电解液或排出化成工序产生的气体。当极耳与裸电芯焊接时，该通气孔的设置可以保证极耳通道的顺畅，即使焊接处的通道口被密封，注液与排气同样可以从该通气孔进出。

s3，注液完成后，先采用胶黏剂密封极耳1中的通道11与外部接触的开口端，高温静置20h，待裸电芯吸收电解液后进行化成工序；其中，胶黏剂包括胶水、固体胶中的至少一种。化成前，预先刺穿极耳1中的通道11与外部接触的开口端的胶膜，将锂离子电池的极耳通道11连接负压通道，电流通过负压通道与极耳1连接化成，化成时间为2h。同时，在负压条件下，化成产生的气体从通道11中排出，而无需再增加多余的气袋以进行排气。

s4，化成完成后，密封所述通道11，所述密封包括激光焊接密封、超声波焊接密封和夹具热压密封中的一种或多种；封装时间为10min。密封时，可先利用夹具等辅助工具预先压紧极耳1，再采用上述密封方法对极耳1做进一步的压合、焊接，保证极耳1内部达到密封状态，不影响极耳后续导电功能的使用。

s5，最后进行分容等后续工序，以完成锂离子电池的制备。

对比例1

一种锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：

s1，按照常规的锂离子电池的制造工艺，制得以钴酸锂为正极材料的正极片和以石墨为负极材料的负极片，将正极片、负极片与隔膜叠片成裸电芯。

s2，将裸电芯置于电池壳体中封装，封装时间为10min；接着将裸电芯置于在露点温度≤-35℃的干燥环境中烘烤，烘烤时间为2～4h；烘烤结束后在同样地干燥环境下对裸电芯进行注液，注液时间约为20min。在注液之前，可先进行抽真空步骤，使裸电芯的内部减压至真空状态，更加有利于后续的注液工序。

s3，注液完成后，高温静置20h，待裸电芯吸收电解液后进行化成工序，化成时间为2h。

s4，化成完成后，将产生的气体从气袋的一侧排出以进行二封工序，二封工序的时间为2h，最后进行分容等后续工序，以完成锂离子电池的制备。

从实施例1与对比例1的对比来看，采用本发明的制造方法最迟的制备时间只需要24h，而对比例1的制备周期最短也需要27h，更别说本发明最短只需22h即可完成锂离子电池的制备，而对比例1的最长制备周期则需要28.5h。这主要是因为，本发明将烘烤与封装的顺序调换，而裸电芯在裸露的状态可以快速被烘烤，由此烘烤时间至少缩短了一半，使得电池的制备周期有所缩短；另外，本发明采用极耳注液的方法，利用极耳内部的通道进行注液，而此通道也同样用于后续的排气，由此可以省略掉二封工序，进一步缩短了锂离子电池的制备周期，同时亦节约了大量的铝塑膜，降低了生产成本。

根据上述说明书的揭示和教导，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。