[发明专利]一种聚合物锂离子电池的浸润方法

说明书

技术领域

本发明属于电池浸润技术领域，具体涉及一种聚合物锂离子电池的浸润方法。

背景技术

电池在注液后，电解液并不是完全迅速浸入到极组内部，部分电解液会集中在极组上部气袋部分的空间，而这些电解液需要很长的静置时间才能充分浸润到极组内部。因此，在锂离子聚合物电池行业，电池在注液后往往修要较长时间的高温静置，来确保电解液对电池进行了充分的浸润。这个过程增加了能耗，也浪费了时间，不利于降低成本和提高生产效率。

随着人们对聚合物锂离子电池能量密度的不断追求，电池极片压实密度也不断提高；同时为了提高聚合物电池的平整度和安全性，隔膜上面又会涂覆大量的Al₂O₃和PVDF。这些变化都无形中降低了极片的孔隙率和隔膜的孔隙率，从而也降低了电解液在极组内部的浸润速度。因此，聚合物锂离子电池在注液后往往要在高温下静置2-3天。

参见图1所示，该图中11为电池，10为电解液针头，12为电解液浸润方向，13为浸润过程中最先浸浸润完成的区域。从图中可以看出，电解液从针头10喷出后，会自动向电池11两边流动，先对电池11两边进行浸润，形成13所示区域，然后随着静置过程的进行，电解液逐渐由电池两边向电池中间进行扩散，最终浸润遍历整个11。

参见图2所示，该图展示了电池在注液后静置期间，电解液在其中浸润的过程。图中，21为集流体Al箔，22为集流体Cu箔，23为隔膜；隔膜23和Al箔21之间为正极活性物质24，包括正极粉料、导电剂以及粘结剂；隔膜23和Cu箔22之间为负极活性物质25，包括负极粉料、导电剂以及粘结剂；隔膜23中间区域26为隔膜微孔，箭头27是电解液在极片中的浸润方向。从这个图中，很明显看出，电解液在静置过程中，是从极片表层（隔膜一侧）向内层（集流体一侧）逐渐浸润的。

在电解液浸润的过程中，会遇到正负极活性物质颗粒，这些活性物质颗粒彼此之间有一定的距离。图中，圆圈圈定的区域28的颗粒彼此之间的距离较大，也就是说这个区域的极片孔隙率较大，那么电解液在流经此处的时候就比较容易浸润（在图中反应就是区域内箭头比较多）；相反，图中圆圈圈定的区域29的颗粒彼此之间的距离很小，即这个区域的极片孔隙率较小，那么电解液在流经此处的时候就比较难浸润（在图中反应就是该区域内箭头比较少），这就需要较长时间的高温静置，甚至及时这样电解液都很难充分浸润活性物质颗粒之间。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种聚合物锂离子电池的浸润方法。

本发明是这样实现的，一种聚合物锂离子电池的浸润方法，采用超声清洗装置进行浸润，具体包括以下步骤：

将注液后的电池气袋朝上竖直立于超声清洗装置的水槽中；

向所述水槽中注入纯水，控制所述纯水的液面没过所述电池的极组；

加热所述纯水控制温度在23-27℃，控制超声波频率在50-70KHz，超声浸润1.0-2.0小时；

将浸润完成的电池取出用热风装置干燥。

优选的，所述纯水温度为25℃，所述超声波的频率为60KHz。

优选的，所述超声浸润的时间1.5小时。

本发明通过采用超声浸润方法，通过超声振荡来促进有机电解液像电池内部，尤其是极片和隔膜空隙的扩散和浸润，可以大幅缩短静置时间和降低生产能耗，并且达到和常规聚合物锂离子电池高温浸润的同样效果，降低了生产成本、提高了生产效率；实用性强，可以适用于多种型号的电池浸润。

附图说明

图1所示为聚合物锂离子电池注液以及电解液在注液后的浸润示意图；

图2所示为为锂离子电池的剖面图；

图3所示为电池在超声清洗装置中的放置示意图；

图4所示为不同浸润方式获得的电池与注液后未经浸润的电池的EIS电化学阻抗谱。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

一种聚合物锂离子电池的浸润方法，采用超声清洗装置进行浸润，具体包括以下步骤：

将注液后的电池气袋朝上竖直立于超声清洗装置的水槽中；

向所述水槽中注入纯水，控制所述纯水的液面没过所述电池的极组；

加热所述纯水控制温度在23-27℃，控制超声波频率在50-70KHz，超声浸润1.0-2.0小时；

将浸润完成的电池取出用热风装置干燥。

优选的，所述纯水温度为25℃，所述超声波的频率为60KHz。