[发明专利]一种高效烘烤的电芯及其烘烤方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池电芯及其烘烤方法。

背景技术

目前锂离子电池已经广泛应用于手机、笔记本电脑、照相机等终端设备中，同时也被用作电动工具、电动汽车的动力源，还被用作储能电站的能量存储单元。

电芯干燥是锂电池制造的关键工序，因水分会对电池寿命、内阻、容量发挥和放电时间有着致命的恶劣影响，故在电芯制造过程中对水分的控制至关重要。

目前方形锂离子电芯(以下称电芯)的制造均需要将电芯进行深度烘干以除水，现有的电芯顶部均为单孔设计。深度烘干设备采用的均是多电芯整体烘烤、抽真空和换气交替进行的工艺，最常见的烘烤工艺是在一个真空烘烤箱内，先将电芯整体加热，且进行抽真空和换保护气体的交替循环，使电芯内部气体(含水蒸气)通过单孔根据压差/浓差原理和外部气体进行质交换以达到除水的目的。此工艺耗时长达20-30小时，尤其大电芯的烘烤时间会更长。

近年来也有对电芯烘烤制备做改进的技术出现，如中国发明专利申请文献，申请号CN201110283472.9申请申请名称为“一种电芯烘烤的方法”所公开的电芯烘烤方法，该电芯烘烤的方法根据电芯在烘烤过程中的水分变化，采用阶梯形的烘烤方法对电芯进行真空烘烤，该方法在一定程度上可提高电芯烘烤效果。上述发明专利申请主要通过对烘烤工艺条件控制来改进的。如中国发明专利申请文献，CN201110325620.9申请名称为“一种电池电芯及其干燥方法。”该发明的技术方案是通过给电芯的正极片和负极片通电流而直接对其加热烘烤，来解决现有技术烘烤卷芯只靠传导来加热方式的不足。中国发明专利申请文献，申请号201610827820.7申请名称为“一种动力锂离子电池的快速干燥装置及其干燥方法”，通过为电芯分配单独真空管道，采用真空/换气交替进行改进烘烤，也是对传统烘烤工艺的优化。

现有技术通过对多电芯外部加热、抽真空或者加干燥气体，使用电芯内部气体通过浓差、压差扩散，并且进出气均通过单一小孔进行。这种方法热交换速度慢、气体交换速度慢且不彻底。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高效烘烤的电芯及其烘烤方法，能高效快速的对电芯内部进行干燥。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种高效烘烤的电芯，包括电芯本体，所述电芯本体上开有用于为电芯内部抽取真空的真空孔以及向电芯内部注入干燥气体的干燥孔。

作为一种改进，所述真空孔上连接有真空管，所述干燥孔上连接有干燥管。用于与抽真空设备以及气体注入设备连接。

作为一种改进，所述真空管和干燥管上均安装有气流控制阀。用于控制流量。

作为一种优选，所述真空管和干燥管通过密封塞分别与真空孔以及干燥孔连接。避免气体泄漏。

一种用于烘烤电芯的方法，包括以下步骤：

A.通过真空孔对电芯内部抽取真空；

B.通过干燥孔向电芯内部注入加热后的干燥惰性气体；

C.待电芯内部水分达标后停止抽取真空；待电芯内部气压达到常压后停止注入惰性气体；

所述步骤A和步骤B同时进行，并且步骤A中抽取真空的速度大于步骤B中注入惰性气体的速度。

作为一种改进，步骤A中以2.8-3.2V/min的速度对电芯内部抽取真空；步骤B中以0.8-1.2V/min的速度向电芯内部注入惰性气体。

作为一种优选，步骤B中将惰性气体加热至88-92℃。

作为一种优选，步骤B中所述的惰性气体氩气。

作为一种优选，步骤B中惰性气体的含水量＜5ppm。

作为一种优选，步骤C中当停止抽取真空后，向电芯内部注入常温的干燥惰性气体。

本发明的有益之处在于：本发明将外部高温干燥气体直接导入电芯内部，并在电芯内部造成持续干燥气流以快速带走电芯内部的水分。从而大大缩短干燥时间。另外干燥气体直接导入电芯内部，和电芯内部气体完全交换，干燥更加彻底。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为加装真空管和干燥管后的示意图。

图中标记：1电芯本体、2真空孔、3干燥孔、4真空管、5干燥管、6气流控制阀、7密封塞。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。