[发明专利]制造二次电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造二次电池的方法，所述二次电池安装在电池壳中，具有用电解液浸渍的电极组件，所述方法包括：

(a)将作为靶材的电解液注入配备有振动探头的槽(chamber)中；

(b)在包含在所述槽中的电解液中，通过浸泡电极组件进行浸渍，所述电极组件具有置于正极和负极之间的隔膜；

(c)用所述振动探头对电解液施加频率为20kHz～100kHz的振动；和

(d)将所述电极组件与电解液一起移入电池壳中，

由此改善所述电极组件与所述电解液的界面润湿性。

背景技术

随着移动装置技术持续开发和其需求持续增长，对于作为能源的二次电池的需求在迅速增加。在这些二次电池之中，具有高能量密度和工作电压、长周期寿命和低自放电速率的锂二次电池可商购获得和被广泛使用。

另外，随着近来对环境问题的关注日益增加，对于可代替使用化石燃料的车辆例如汽油车辆、柴油车辆等的电动车辆(EV)、混合EV(HEV)等的研究正在积极进行中，所述使用化石燃料的车辆是空气污染的主要原因之一。作为EV、HEV等的电源，主要使用镍-金属氢化物二次电池。然而，对于具有高能量密度、高放电电压和输出稳定性的锂二次电池的研究正在积极进行中，并且一些锂二次电池可商购获得。

锂二次电池具有其中用含锂盐的非水电解液浸渍电极组件的结构，在所述电极组件中多孔隔膜置于正极和负极之间，所述正极和负极各自包含涂布在电极集电器上的活性材料。

通用的锂二次电池组装方法如下进行：在交替堆叠正极、负极和隔膜并然后将所述正极、负极和隔膜插入由具有一定大小和形状的罐或袋制成的电池壳中之后，最后将电解液注入所述电池壳中。在此，最后注入的电解液通过毛细力渗入正极、负极和隔膜。然而，由于材料特性如正极、负极和隔膜是疏水性的，而电解液是亲水性的，所以在电极和隔膜被用电解液润湿之前需要相当的时间和困难的过程。

另外，装置或设备正在增大，从而渗入电解液的体积减少而渗入电解液的面积增加，因此，存在电解液没有进入电池并局部存在于外部的高度可能性。根据这样的方法制造的电池中电解液的量是部分不足的，因此电池容量和性能急剧降低。

为了改善电极润湿性能，使用了例如在高温下注入电解液、在加压或减压下注入电解液等的方法。然而，当使用所述方法时，电极组件和电解液可能变形，从而可能发生例如内部短路等的问题。

因此，迫切需要制造具有高温稳定性和改善的润湿性能的二次电池的方法。

发明内容

【技术问题】

本发明目的在于解决相关领域的前述问题并实现已经长期寻求的技术目标。

由于各种深入和细致的研究和试验的结果，本发明的发明人证实，如下所述，当包括通过将电解液注入配备有振动探头的槽中而用所述振动探头对电解液施加预定振动的步骤制造二次电池时，可以获得期望的效果，从而完成本发明。

【技术方案】

根据本发明的一个方面，提供了制造二次电池的方法，所述二次电池安装在电池壳中，具有用电解液浸渍的电极组件，所述方法包括:

(a)将作为靶材的电解液注入配备有振动探头的槽中；

(b)在包含在所述槽中的电解液中，通过浸泡电极组件进行浸渍，所述电极组件具有置于正极和负极之间的隔膜；

(c)用所述振动探头对电解液施加频率为20kHz～100kHz的振动；和

(d)将所述电极组件与电解液一起移入电池壳中，

由此改善所述电极组件和所述电解液的界面润湿性。

也就是说，根据本发明的制造二次电池的方法包括利用配备有振动探头的槽，对浸泡电极组件的电解液施加预定的振动。因此，可以增加电解质材料的迁移率并从而可以改善电极组件与电解液的界面接触性能，即润湿性能。

此外，因为电极组件预先浸渍在包含电解液的槽中，然后移入电池壳中，所以改善了所述电极组件的浸渍速率，因此所述电解液表现出优异的浸渍性能，同时，多个电极组件可以一次浸渍并因此可以改善制造电池的方法。

根据本发明的术语“靶材”是指作为受振动探头施加振动的对象的电解液。

步骤(b)的振动可以通过各种媒介进行。

作为一种实施方式，所述振动可以通过20kHz～100kHz的超声波进行。

也就是说，超声波由于固有的高频率可以向粒子给予外部冲击，并且电解液通过所述外部冲击在分子水平振动，从而可以使电解液的迁移率最大化，并因此可以改善电极的界面接触性能(润湿性能)。