[发明专利]锂二次电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明锂二次电池的制造方法属于电池领域，特别是涉及一种锂二次电池的制造方法。

背景技术

锂二次电池是用铝塑复合膜、或铝壳、或钢壳作为电池壳包装材料的，形状可以做成三角形、方形、圆柱形等，有正极集流体跟正极膜状材料组成的正极片，负极集流体与负极膜状材料组成的负极片。正负极片之间加一隔膜构成基本电池结构——电池坯，在电池坯的空隙充满电解质就成为电池。尽管锂二次电池的制造工艺不同，但依电池坯形成的过程，可把制造工艺分为两类，第一类是先形成电池坯再加入电解质溶液，大多数采用这类工艺，本发明适合这一类。电解质溶液非常怕水，除电池材料要深度干燥外，电解质溶液所暴露的环境也要求露点在-40℃以下。当电解质溶液跟正负极片接触形成电池后，不但怕水也怕氧。所以涉及电解质溶液操作的工艺都必须在无水和无氧的环境中进行，这样的环境人无法介入。能够达到这种环境而人又能介入的最简单设备是手套箱。例如：

中国专利ZL96114275.8等中都明确指出封装和注液是在手套箱中进行的；手套箱是能够实现无水无氧或者有氧无水环境人可介入的最简单的设备，仍然有很多不足。例如：

1、工业用的手套箱是一种价格很高的设备，占地面积大，使用不便，生产效率低。

2、维持手套箱内的无水和无氧环境或无水和有氧环境，需要消耗很大能量。

3、进出手套箱的所有物品均需经过中间仓特别是进物中间仓，要先进行抽真空充干燥的惰性气体多次使仓内气氛达到手套箱的气氛条件下才能从中间仓把物品移入手套箱，非常不便。

4、在手套箱内人手通过长臂手套操作非常不便，准确性低，劳动效率低，使产品重复性差，一致性差。

5、影响操作人员健康，特别是人手臂伸入长臂不透气的手套内时，人体排出的水份在手套内凝结后，除使人感到不舒服外，还容易引起皮炎和疱疹等疾病。

设计高档的干燥室也能够实现无水无氧环境或者有氧无水的环境，但人不可直接介入，需要特殊的防护措施，需要穿着象防化服一样的保护服，或者使用机器人完成操作，这样的生产条件一般厂家是无法实现的。要实现无水无氧或者有氧无水的干燥室，需要巨额的投资，比手套箱的投资还要高很多，运行时需要很大的能量，生产成本很高。

中国专利ZL200510016706.8介绍了自然环境中制造软包装锂离子电池的方法，在电池袋内预封装了电池坯和导流环，预封电池袋经过深度干燥和充入惰性气体后，迅速在导流环上连接上一常闭阀使电池袋内保持无水和无氧环境，并使电池袋成为一个便于进行各种制造操作的全封系统，以后所必须的抽真空、注入电解液，活化和必要的化学反应、化成、分检、真空封装均在电池袋上进行，电池袋内跟外界的物质交换通过电池袋上的常闭阀进行，这样制造软包装锂离子电池的全部工艺过程都在大气环境中进行。这种方法需要在每只电池包装壳上安装专用的常闭阀，对于大批量生产不是很方便，在安装专用常闭阀的过程中电极材料可能吸水，生产效率仍然偏低，并且常闭阀也需要成本。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种简单方便的方法，在宽松的环境下，在温度0~40℃、湿度RH6~60％的空气环境中进行注液和封口操作，方便快捷地制造锂二次电池。

实验表明，吸收速率指的是单位相际传质面上，单位时间内所吸收的溶质量。吸收速率与气液接触面积A成正比，与吸收的推动力Δ(吸收质的分压差和浓度差)成正比，比例系数是K。其通式为：N＝KAΔ。气体吸收量m跟吸收速率和接触时间t成正比。m＝Nt＝KAΔt。吸收气体是指对电池性能有重要的不良影响的水气和氧气，特别是水气。要使注液过程吸收的水(氧)量m少，就要使气体分压差Δ小，就要使注液环境水分少，干燥，露点低，相对湿度低，真空度高；要使接触面积A小，需要选择合适的注液泵，合适的注液口径，使注液液柱的表面积尽量小；要使接触时间t短，也要使用合适的注液泵和合适的注液口径，使液柱喷射时间短，注液后立即真空封口，尽量减小注液后电解液和水(氧)接触的时间。