[发明专利]一种无产气圆柱锂离子电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种无产气圆柱锂离子电池的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、自放电率小、充电效率高等优点而被广泛应用。锂离子电池更是一种无环境污染的绿色电池。锂离子电池产业推动了移动设备产业的发展，为移动设备提供充足、安全、稳定的电源，对信息现代化有着极其重要的意义。

在现有技术中，圆柱锂离子电池的制造过程多是先将卷绕成型的电芯装入圆柱形外壳再进行化成。需要说明的是，化成是电池制造工艺过程极为重要的一步，但是化成过程中会产生CO₂、CH₄、C₂H₂、H₂等气体，这些气体的存在会导致锂离子电池的性能衰减、内压增大、膨胀变形等，因此，这对电池的电化学性能、循环性能、安全性能等会产生重要的影响。

有鉴于此，确有必要提供一种无产气圆柱锂离子电池的制备方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种无产气圆柱锂离子电池的制备方法以解决因化成产气而造成的问题，提高电池的安全性能和循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无产气圆柱锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，先将正极极片、负极极片以及隔膜围绕多孔中心管卷绕固定形成圆柱卷芯，然后从圆柱卷芯两端分别引出正极极耳和负极极耳，再在圆柱卷芯的两端套绝缘面垫，最后将圆柱卷芯置于高温环境中进行烘烤干燥；

步骤二，从密封箱的进气阀通入干燥气体使密封箱内环境达到工艺要求的露点，然后将步骤一所得的卷芯放置于密封箱中，用正极导电夹和负极导电夹分别将正极极耳和负极极耳夹紧，并通过密封箱内部线路引出密封箱外，分别形成正极外部接头和负极外部接头；

步骤三，关闭密封箱的回流阀，并从密封箱的进液阀通入电解液，圆柱卷芯在电解液中静置直至卷芯达到饱和吸液状态后，将正极外部接头和负极外部接头分别与充放电测试设备的正极和负极连接进行充电化成，充电化成期间圆柱卷芯所产生的气体通过出气阀排出密封箱；

步骤四，充电化成结束后，将步骤三所得圆柱卷芯再次静置，直到化成形成的SEI膜稳定后，将圆柱卷芯放电到终止电压，并通过回流阀把富余的电解液排出；

步骤五，在工艺要求的露点下，将步骤四所得的圆柱卷芯的正极极耳和负极极耳极耳弯折并装入圆柱形外壳中，然后负极极耳通过焊针从多孔中心管往下点焊到圆柱形外壳的底部，正极极耳与盖帽焊接，之后再进行封口、清洗、套外包膜等工序，完成圆柱锂离子电池的制作。

其中，多孔中心管既能使化成后圆柱卷芯的内圈不至于被隔膜阻挡，又能方便焊针焊接底部。干燥气体从进气阀进入密封箱，空气、水蒸气及电化学反应产生的气体从出气阀排出，实现箱体干燥环境达到工艺要求的露点。干燥气体一般都是选择氮气，当然也可以选择其它对电芯性能无影响的惰性气体。每个或每批电池的生产加工其所要求的露点并不一定相同，因此不对露点做具体限定，可根据实际需要而任意改变露点。从进液阀通入的电解液量须足以泡浸密封箱内所有圆柱卷芯以使所有圆柱卷芯都达到饱和吸收的状态。

作为本发明所述的无产气圆柱锂离子电池的制备方法的一种改进，在步骤一中，所述高温为70～110℃。优选的，所述高温为85℃。

作为本发明所述的无产气圆柱锂离子电池的制备方法的一种改进，在步骤一中，所述圆柱卷芯采用在收尾处贴胶带的方式进行固定。

作为本发明所述的无产气圆柱锂离子电池的制备方法的一种改进，在步骤三中，所述圆柱卷芯在电解液中静置的时间为20min～12h。

作为本发明所述的无产气圆柱锂离子电池的制备方法的一种改进，在步骤四中，所述圆柱卷芯再次静置的时间为30min～24h。

作为本发明所述的无产气圆柱锂离子电池的制备方法的一种改进，所述密封箱的内部设置有多列圆弧凹槽，多列所述圆弧凹槽的直径与所述圆柱卷芯的直径相匹配。多列圆弧凹槽可满足多个圆柱卷芯同时进行化成，又有利于圆柱卷芯稳定放置。

作为本发明所述的无产气圆柱锂离子电池的制备方法的一种改进，所述进气阀和所述出气阀均设置于所述密封箱的顶部。

作为本发明所述的无产气圆柱锂离子电池的制备方法的一种改进，所述进液阀设置于所述密封箱的一侧壁，所述回流阀设置于所述密封箱的底部，所述进液阀和所述回流阀之间设置有回流通道。