一种电化学电池的制备方法

文档序号:9566138阅读:330来源:国知局
一种电化学电池的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于储能领域,特别设及一种电化学电池的制备方法。
【背景技术】
[0002] 进入21世纪W后,各种电子器件产品如手机、笔记本、可穿戴设备等层出不穷,极 大的丰富了广大用户的生活;同时,电动汽车及各类储能电站也如雨后春算般迅速萌芽、发 展、壮大。W上高科技产品,具有一个共同特征:需要高性能、低成本的电池充当储能部件。
[0003] 现有的电池主要有一次电池和二次电池两大类;所谓一次电池,即无法反复充电 的电池,主要包括碳锋电池、碱性电池、糊式锋儘电池、纸板锋儘电池、碱性锋儘电池、扣式 电池(扣式锋银电池、扣式裡儘电池、扣式锋儘电池)、锋空气电池、一次裡儘电池等、水银 电池;所谓二次电池,即可充电电池,主要包括二次碱性锋儘电池、儀儒充电电池、儀氨充电 电池、裡充电电池、铅酸电池、太阳能电池。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭 铅酸蓄电池。而从外包装角度分析,现有电池主要分为软包装电池及硬壳包装电池,由于软 包装电池包装膜本身厚度小,可塑性大,被广泛的运用于各类高档一次电池和二次电池中。
[0004] 然而,随着电池用量的逐渐提升,电池成本在设备中的成本比例逐步提高,特别是 电动汽车及储能电站,电池成本占整机成本的30 %,甚至50 %W上;有鉴于此,降低电池成 本就显得格外重要。电池成本主要包括原材料成本和制造成本,其中制造成本占电池成本 比例在30%W上或者更多;因此如何降低电池的制造成本成为广大电池制造研究者的研 究课题。 阳0化]对于有机电解液系电池,通常需要将电忍干燥、之后再注液,注液后经过一个缓慢 的电解液浸润过程,达到电解液充分浸入时开始化成,W上过程工序繁琐、耗时漫长,占据 了大量的制作成本。
[0006] 有鉴于此,确有必要开发一种新的电化学电池制备方法,该方法可W极大的简化 工艺,还能缩短工序时间,从而提高生产效率,降低生产成本。

【发明内容】

[0007] 本发明的目的在于:针对现有技术的不足,而提供一种电化学电池制备方法:主 要包括预处理、浸泡、电解液保有量控制和成品电忍制备四个步骤,首先通过预处理,将电 忍电极片孔桐中的气体组分排出,为电解液浸润预留空间;之后将电忍置于电解液中浸泡, 使得电忍被充足的电解液包围,并快速被电解液所浸润;再通过定厚度挤压,控制压出电解 液量,从而得到电忍实际需求电解液量;最后制备得到成品电池。工序简单可靠,便于工业 化低成本生产。
[0008] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0009] 一种电化学电池的制备方法,主要包括如下步骤:
[0010] 步骤1,预处理:将电忍置于大气压小于或等于1000化的环境中IOs~lOh,之后 得到待浸泡电忍;电忍较长时间置于高真空环境中,可W使得电忍电极微孔中的气体组分 充分的排出电极及电忍,从而使得电极孔桐中真正达到真空状态,从而为电解液浸润提供 空间,同时减小浸入过程中微孔中的气压,增加微孔内外压差,加速电解液的浸润过程。
[0011] 步骤2,浸泡:保持大气压小于或等于1000化、溫度为-10°c~100°C,将步骤1得 到的电忍浸泡于电解液中,直至电解液完全浸润电极膜片;预处理后保持大气压处于高真 空状态后把电忍置于电解液中,使得电解液将电忍液封,可W防止电极微孔中重新填入气 体;而由于电忍处于较高真空度下,因此可W通过降低电解液溫度来降低电解液的挥发速 度,从而保持电解液组分的溫度,制备性能优良的电忍。当然,为了加快浸入速度,待电忍完 全被电解液液封之后,可W提高大气压,升高电忍、电解液溫度,从而进一步加快电解液浸 润速度。
[0012] 步骤3,电解液保有量控制:采用挤压的方式将步骤二得到的裸电忍的厚度压至 hi,电忍在50 %SOC(Stateofcharge)时裸电忍的厚度为h,且0.化《hi《1.比;通过 控制电忍厚度,可W有效的控制电解液保有量,确保电忍具有优良的循环性能。
[0013] 步骤4,成品电忍制备:将步骤3得到的电忍入壳/入袋、封口 /封装后,再进行化 成、整形、除气工序得到成品电忍。
[0014] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,所述电化学电池包括有机系超级 电容器、裡离子电池、钢离子电池、裡硫电池中的一种,即本发明适用于多种电化学体系。
[0015] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,步骤1所述的电忍为干燥后电忍 或/和未干燥电忍;实现大气压小于或等于1000化的方法为抽真空。
[0016] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,步骤1所述的电忍为未干燥电忍 时,预处理阶段还对电忍施加45°C~130°C的溫度,即对电忍进行烘烤。
[0017] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,步骤1所述所述溶剂为水、氮甲 基化咯烧酬、乙醇、甲醇中的至少一种;所述环境中大气压小于或等于200Pa,在所述环境 中放置时间为30s~化,电忍置于高真空中足够时间,可W使得电忍多孔结构电极孔桐中 吸附的气体组分充分的扩散出来,为电解液的浸入清理出足够的空间。
[0018] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,在步骤2中所述的电忍完全浸泡 于电解液中之前,保持大气压小于或等于1000化,可W确保清理出来的空间不会被气体再 次填满。
[0019] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,步骤2所述环境中的大气压小于 或等于200Pa、溫度为-10°C~60°C,更优选的,环境溫度为-10°C~40°C,较低的溫度下,可 W减缓电解液中溶剂的挥发防止因溶剂挥发导致的电解液性能变化,保证电池性能;或可 W增加环境中电解液大气压,抑制电解液中的溶剂挥发。
[0020] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,待步骤2中电忍完全浸泡 于电解液中后,采用电解液升溫至小于或等于100°c、卸掉环境中真空、对环境施加 0. 02MPa-50MPa的压强、对电忍进行挤压-释放-再挤压循环操作中至少一种方法对所述电 忍及环境进行处理,当环境中气压升高后,电解液溶剂挥发速度降低,可W升高电解液及电 忍溫度,从而降低电解液粘度,加速浸润。
[0021] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,步骤3中,0. 9化《hi《1. 05h。
[0022] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进,所述电化学电池为软包装电池或 硬壳包装电池;所述软包装电池的包装袋为侣塑膜、钢塑膜、无诱钢膜、侣锥中的至少一种; 所述硬壳包装电池的包装壳为无诱钢壳、侣壳、铜壳中的至少一种;所述封装包括热封装或 /和感应封装。
[0023] 本发明的有益效果在于:首先通过预处理,将电忍电极片孔桐中的气体组分排出, 为电解液浸润预留空间;之后将电忍置于电解液中浸泡,使得电忍被充足的电解液包围,并 快速被电解液所浸润;再通过定厚度挤压,控制压出电解液量,从而得到电忍实际需求电解 液量;最后制备得到成品电池。工序简单可靠,便于工业化低成本生产。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合【具体实施方式】对本发明及其有益效果进行详细说明,但本发明的实施方 式不限于此。 阳〇2引 比较例,
[00%] 待干燥电忍制备:将正极片、隔离膜、负极片卷绕得到裸电忍,之后选择侣塑膜为 外封装材料进行顶侧封,得到待干燥电忍制备;
[0027] 待注液电忍制备:将上述电忍置于干燥炉中,炉溫设置为8(TC,通风预热;待电忍 预热至78°C(电忍干燥时需要溫度)时,将炉内抽真空至4kpa,保持炉内溫度80°C进行干 燥;待电忍内部水含量低于2(K)ppm时,完成干燥;
[0028] 注液:将干燥后电忍从炉内取出,置于干燥气氛中,进行注液(电解液溫度为 25°C),之后进行
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