本发明创造属于动力电池生产技术领域,尤其是涉及一种降低三元体系动力电池内部水分的方法。
背景技术:
在现有三元体系动力电池生产模式下,极片往往在叠片前进行一次烘烤,用来降低极片的水分,等到电池完成装配注液前往往还会进行一次烘烤,使得极片在注液前水分尽量比较低,低水分极片在注液后静置相同的时间更利于电解液的浸润,同时,在电池后续首次充放电激活过程中,锂离子与电解液在电池负极材料和电解液的固液界面上发生反应,在负极材料表面生成sei膜,sei膜形成的好坏直接关系到锂离子电池的性能,而极片的水分含量不仅直接影响到电池sei膜的形成情况,还会和电解液中的六氟磷酸锂发生反应生成具有腐蚀性的氢氟酸,进而把隔膜氧化从而影响电池的电化学性能。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明创造旨在提出一种降低三元体系动力电池内部水分的方法,以解决上述问题,提高了生产效率和电芯的性能,降低了生产成本。
为达到上述目的,本发明创造的技术方案是这样实现的:
一种降低三元体系动力电池内部水分的方法,该方法包括如下步骤:
a、将电池极片放置在烘箱内,对极片所在的烘箱腔体进行抽真空,使烘箱腔体内的真空度达到1000-7000pa时结束抽真空;
b、向抽真空的腔体内充入氮气,使腔体内的真空度达到80000-90000pa时结束充入氮气,在充入氮气的过程中,鼓风机工作搅拌腔体内的气体,使氮气在腔体内分布均匀;
c、烘箱内充满了氮气,使极片处于氮气保护下避免与氧接触高温时氧化,在加热的过程中不断的充入氮气和鼓风,保证腔体内的加热温度在所需范围之内;
d、加热到一定时间后,腔体内进行抽真空,真空度达到100-200pa,在此范围的真空度下水的沸点为7-20℃,即极片中的水分很快挥发出来,由于抽真空的同时腔体温度会瞬间降低,因此在抽真空的同时继续进行加热;
e、同步骤d,继续抽真空和加热,同时鼓风,腔体内的真空度达到100-200pa;
f、加热到一定时间后,对腔体内再次充入氮气,使腔体内的真空度达到80000-90000pa时停止充入氮气,在充入氮气的过程中同时进行鼓风;
g、对腔体内再次进行抽真空,腔体内的真空度达到1000-7000pa时停止抽真空,充入氮气的作用主要是带走极片内挥发出的水分,氮气在与腔体内的水分充分接触后再次进行抽真空把带有水分的氮气抽出腔体;
h、步骤d-g再循环运行两次;
i、烘箱腔体内充入氮气冷却,吸收了热量的氮气进入到冷却管冷却,冷却了的氮气再次进入腔体内吸热,循环工作时间为100-180min,到达设定的工作时间后,氮气停止循环,冷却结束,在氮气循环的同时进行鼓风均匀腔体内的气体。
进一步的,所述步骤a中抽真空的工作时间为10-60min。
进一步的,所述步骤b中充入氮气的工作时间为10-30min。
进一步的,所述步骤c中加热的时间为100-180min,腔体内的真空度为80000-90000pa。
进一步的,所述步骤d和步骤e中的抽真空时间均为20-60min。
进一步的,所述步骤f中充入氮气的时间为10-30min。
进一步的,所述步骤g中抽真空的时间为10-60min。
进一步的,所述步骤i中腔体内的真空度为80000-90000pa。
进一步的,所述步骤c、d和e中在烘干电池正极的极片时,加热温度为105-115℃。
进一步的,所述步骤c、d和e中在烘干电池负极的极片时,加热温度为85-95℃。
相对于现有技术,本发明创造所述的一种降低三元体系动力电池内部水分的方法具有以下优势:
本发明所述的降低三元体系动力电池内部水分的方法对极片的烘烤进行了技术改造,降低极片的水分含量促进电解液对正负极片的浸润的同时,将传统的两次真空式烘烤改为了一次的氮气式烘烤,将烘烤时间缩短至8-12小时,使生产产能提高50%-60%,而且大大提高了生产的产能和电芯的性能,降低了生产成本。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解,本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造,并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中:
图1为本发明创造实施例所述的降低三元体系动力电池内部水分的工艺流程图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明创造的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1所示,一种降低三元体系动力电池内部水分的方法,该方法包括如下步骤:
a、将电池极片放置在烘箱内,对极片所在的烘箱腔体进行抽真空,使烘箱腔体内的真空度达到1000-7000pa时结束抽真空,抽真空的工作时间为10-60min;
b、向抽真空的腔体内充入氮气,使腔体内的真空度达到80000-90000pa时结束充入氮气,充入氮气的工作时间为10-30min,在充入氮气的过程中,鼓风机工作搅拌腔体内的气体,使氮气在腔体内分布均匀;
c、烘箱内充满了氮气,使极片处于氮气保护下避免与氧接触高温时氧化,在加热的过程中不断的充入氮气和鼓风,保证腔体内的加热温度在所需范围之内,加热的时间为100-180min,腔体内的真空度为80000-90000pa;
d、加热到一定时间后,腔体内进行抽真空,真空度达到100-200pa,抽真空时间均为20-60min,在此范围的真空度下水的沸点为7-20℃,即极片中的水分很快挥发出来,由于抽真空的同时腔体温度会瞬间降低,因此在抽真空的同时继续进行加热;
e、同步骤d,继续抽真空和加热,同时鼓风,腔体内的真空度达到100-200pa;
f、加热到一定时间后,对腔体内再次充入氮气,使腔体内的真空度达到80000-90000pa时停止充入氮气,充入氮气的时间为10-30min,在充入氮气的过程中同时进行鼓风;
g、对腔体内再次进行抽真空,腔体内的真空度达到1000-7000pa时停止抽真空,抽真空的时间为10-60min,充入氮气的作用主要是带走极片内挥发出的水分,氮气在与腔体内的水分充分接触后再次进行抽真空把带有水分的氮气抽出腔体;
h、步骤d-g再循环运行两次;
i、烘箱腔体内充入氮气冷却,腔体内的真空度为80000-90000pa,吸收了热量的氮气进入到冷却管冷却,冷却了的氮气再次进入腔体内吸热,循环工作时间为100-180min,到达设定的工作时间后,氮气停止循环,冷却结束,在氮气循环的同时进行鼓风均匀腔体内的气体。
为保证实现极片低水分,现有极片的烘烤时间大约在6-10小时,而装配完后极片由隔膜包裹,整组芯包的最外层又有铝塑膜包裹,导致芯包烘烤时水分极不易烘出,芯包的烘烤时间大部分在12-24小时之间,这样极片总的烘烤时间在18-34小时之内,影响企业的产能,使用本方法进行烘烤,大大的节约了烘烤时间,节约了生产成本。
实施例1:
烘干的极片作为正极极片时,步骤c、d和e中的加热温度均设置为110℃时,首先a、将电池极片放置在烘箱内,对极片所在的烘箱腔体进行抽真空,使烘箱腔体内的真空度达到2000pa时结束抽真空,抽真空的工作时间为15min;b、向抽真空的腔体内充入氮气,使腔体内的真空度达到80000pa时结束充入氮气,充入氮气的工作时间为12min,在充入氮气的过程中,鼓风机工作搅拌腔体内的气体,使氮气在腔体内分布均匀;c、烘箱内充满了氮气,使极片处于氮气保护下避免与氧接触高温时氧化,在加热的过程中不断的充入氮气和鼓风,保证腔体内的加热温度在所需范围之内,加热的时间为120min,腔体内的真空度为80000pa;d、加热120min后,腔体内进行抽真空,真空度达到120pa,抽真空时间均为40min,在此范围的真空度下水的沸点为7-20℃,即极片中的水分很快挥发出来,由于抽真空的同时腔体温度会瞬间降低,e、因此在抽真空的同时继续进行加热,继续抽真空和加热,加热时间为30min,同时鼓风,腔体内的真空度达到100pa;f、加热30min后,对腔体内再次充入氮气,使腔体内的真空度达到80000pa时停止充入氮气,充入氮气的时间为30min,在充入氮气的过程中同时进行鼓风;g、然后对腔体内再次进行抽真空,腔体内的真空度达到2000pa时停止抽真空,抽真空的时间为60min,充入氮气的作用主要是带走极片内挥发出的水分,氮气在与腔体内的水分充分接触后再次进行抽真空把带有水分的氮气抽出腔体,然后步骤d-g再循环运行两次,最后i、烘箱腔体内充入氮气冷却,腔体内的真空度为80000pa,吸收了热量的氮气进入到冷却管冷却,冷却了的氮气再次进入腔体内吸热,循环工作时间为120min,到达设定的工作时间后,氮气停止循环,冷却结束,在氮气循环的同时进行鼓风均匀腔体内的气体。
实施例2:
烘干的极片作为负极极片时,步骤c、d和e中的加热温度均设置为90℃时,首先a、将电池极片放置在烘箱内,对极片所在的烘箱腔体进行抽真空,使烘箱腔体内的真空度达到4000pa时结束抽真空,抽真空的工作时间为10min;b、向抽真空的腔体内充入氮气,使腔体内的真空度达到85000pa时结束充入氮气,充入氮气的工作时间为15min,在充入氮气的过程中,鼓风机工作搅拌腔体内的气体,使氮气在腔体内分布均匀;c、烘箱内充满了氮气,使极片处于氮气保护下避免与氧接触高温时氧化,在加热的过程中不断的充入氮气和鼓风,保证腔体内的加热温度在所需范围之内,加热的时间为120min,腔体内的真空度为85000pa;d、加热100min后,腔体内进行抽真空,真空度达到150pa,抽真空时间均为30min,在此范围的真空度下水的沸点为7-20℃,即极片中的水分很快挥发出来,由于抽真空的同时腔体温度会瞬间降低,e、因此在抽真空的同时继续进行加热,继续抽真空和加热,加热时间为25min,同时鼓风,腔体内的真空度达到150pa;f、加热25min后,对腔体内再次充入氮气,使腔体内的真空度达到85000pa时停止充入氮气,充入氮气的时间为20min,在充入氮气的过程中同时进行鼓风;g、然后对腔体内再次进行抽真空,腔体内的真空度达到4000pa时停止抽真空,抽真空的时间为45min,充入氮气的作用主要是带走极片内挥发出的水分,氮气在与腔体内的水分充分接触后再次进行抽真空把带有水分的氮气抽出腔体,然后步骤d-g再循环运行两次,最后i、烘箱腔体内充入氮气冷却,腔体内的真空度为85000pa,吸收了热量的氮气进入到冷却管冷却,冷却了的氮气再次进入腔体内吸热,循环工作时间为100min,到达设定的工作时间后,氮气停止循环,冷却结束,在氮气循环的同时进行鼓风均匀腔体内的气体。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。