[发明专利]一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法及高倍率锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体公开了一种高倍率锂离子电池极片干燥方法及高倍率锂离子电池。所述高倍率锂离子电池分别经过极片烘烤和卷芯烘烤去除水分，极片和卷芯烘烤步骤均包括：常压高温状态烘烤3H；真空高温状态烘烤5H；注入干燥气破除真空，再将干燥气抽出，至烤箱真空度为‑95Kpa。该技术能够在短时间内有效的去除极片及卷芯内部水分，避免因长时间高温烘烤，造成隔膜收缩、极片掉粉等问题，提升电池安全性能，有利于电池化成后极片表面生成稳定的SEI膜，电化学阻抗更小，所制备的锂离子电池在高倍率放电条件下的工作电压平台更高，明显提升了电池的放电性能、内阻一致性和循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体的说是涉及一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法，本发明还提到了经上述方法对极片和卷芯进行干燥处理后制得的高倍率锂离子电池。

背景技术

从90年代锂离子电池商业化至今，锂离子电池技术逐步走向成熟，其中高倍率锂离子电池被广泛应用于电动工具、电动赛车及航模玩具等,具备高倍率放电性能的锂离子电池在这些领域具有很大的发展前景。

但水分对锂离子电池的性能影响极大，现阶段电池制造水平可容忍200-400ppm水含量，当电池内水分超标时，电池容量会偏低、胀气、内阻偏高、循环寿命下降等，所以在锂离子电池制程中对水分的控制尤为严格。

生产过程中对水分的控制，最终结果是要控制电池中的水分，而电池中的水分来源主要还是来源于材料。正极材料大部分是微米或纳米材料，比较容易吸收空气中的水分潮解，特别是极片未烤干的情况下，正极片中残留的NMP会吸收大量水分。负极片吸水性相对低一点，当在湿度没控制的环境下，吸水量还是很可观的，且负极使用的是水作为溶剂，未烘干的情况下，将会携带大量水分。而隔膜是多孔的塑料薄膜，同样拥有很强的吸水性。

当然，环境湿度大小也会影响到材料本身携带水分的多少。电池所有重要材料，包括正极、负极、隔膜、其它零部件均会在装配车间停留较长时间，所以该车间湿度的控制尤为重要。

而目前大部分锂离子电池生产厂家是通过烘烤工序去除水分，但长时间高温烘烤会导致极片掉粉、隔膜收缩。对电池的内阻、容量、倍率性能以及安全性能均有影响。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法及高倍率锂离子电池，解决常规烘烤不能除尽水分，长时间高温烘烤极片以及卷芯会对活性材料以及隔膜造成损伤，导致电池性能下降，同时提高烘烤效率，减少烘烤时间，降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高倍率锂离子电池的极片干燥方法，其是通过将极片和卷芯分别经过常压高温、真空高温处理，并通过干燥空气破除真空，带出烘出的水分，具体包括如下步骤：

S1、极片干燥

(1)将未点焊极耳的正、负极极片分开放入真空烤箱，正极极片在温度为120±5℃，常压状态下烘烤3H；负极极片在温度为90±5℃，常压状态下烘烤3H；

(2)然后正极极片在真空度为-95Kpa，温度为120±5℃的条件下烘烤5H，负极极片在真空度为-95Kpa，温度为120±5℃条件下烘烤5H；

(3)向烤箱中注入干燥空气至烤箱为常压状态，再将干燥空气抽出，至烤箱真空度为-95Kpa；

(4)烤箱保持-95Kpa真空度冷却至常温，再向烤箱中注入干燥空气至烤箱为常压状态；

S2、极片卷制

取出烘烤后的正、负极片在露点为-40％RH的装配车间内进行点焊、贴胶、卷绕、封装，卷制成半成品电芯；

S3、卷芯烘烤