[发明专利]一种改善锂离子软包叠片电池干法隔膜褶皱的方法及装置

说明书

本发明提供了一种改善锂离子软包叠片电池干法隔膜褶皱的方法及装置，包括以下步骤：步骤A：将电芯进行装配、烘烤、注液；步骤B：对完成注液的电芯进行首次陈化；步骤C：对完成首次陈化的电芯主体进行擀压，擀压过程中通过控制擀压的压力及速度，保证PP隔膜MD方向的褶皱得到充分整形；步骤D：对完成擀压的电池进行二次陈化；步骤E：对完成二次陈化的电芯按照常规工艺流程完成成品电池的制作。本发明流程简单，操作方便，通过对注液后预充前的电芯进行垂直于极耳方向的来回擀压的方式有效的将电芯中PP隔膜在MD方向的褶皱消除。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种改善锂离子软包叠片电池干法隔膜褶皱的方法及装置。

背景技术

锂离子电池自从20世纪90年代商业化使用以来，因具备能量密度大、工作温度范围宽、循环寿命长和可快速充放电等特点而被广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动汽车等领域。因此，最近几年对锂离子电池的研究一直是电池界研究的热点。

提升质量、降低成本，保证新能源汽车具有长期的市场竞争力是整个行业需要共同努力的方向。动力电池作为新能源汽车的核心部件，成本的控制尤为重要。在锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，其成本对电池的整体价格影响较大，其中干法PP(聚丙烯)隔膜在加工效率、成本及安全性等方面具有较大的优势，符合市场的发展趋势，今年来在各大电池厂的应用占比逐年上升。

干法单拉隔膜因在加工制作过程中横向(TD)方向基本保持不变，纵向(MD)方向发生拉伸，导致干法隔膜的TD和MD方向存在各向异性，两个方向存在应力不均的情况，电池制作过程中当芯包完成注液以后，隔膜受到有机溶剂浸润会逐步释放内应力，MD方向的应力释放比TD方向偏大，两个方向的差异会进一步拉大，此时电池界面已基本固定无法及时消除内应力，隔膜表面会出现褶皱，直接影响到了锂离子电池的使用性能和安全性能。干法隔膜褶皱是比较普遍的问题，在一定程度上阻碍了干法隔膜的大规模使用。

为了改善干法隔膜褶皱问题，隔膜生产厂家采用原材料的调整、工艺过程的调整等来优化改善应力释放的问题，实验证实这些措施对隔膜充分浸润电解液后的应力释放不均的改善效果并不明显，反而提高了隔膜的制造成本，并有可能因为原材料的调整增大电池内阻，对电芯的电性能也有一定不利影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种改善锂离子软包叠片电池干法隔膜褶皱的方法及装置，主要通过对注液陈化浸润完成的锂离子电池进行滚动加压，利用在垂直极耳方向来回擀压的方式将电芯中PP隔膜在MD方向的褶皱消除，使MD方向的隔膜平整，以改善电池界面，避免隔膜褶皱造成的电芯厚度增加及满电后的析锂等现象，从而提高电池的安全和电性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种改善锂离子软包叠片电池干法隔膜褶皱的方法，包括以下步骤：

步骤A：采用Z字型叠片工艺进行电池制作，将电芯进行装配、烘烤、注液；

步骤B：对完成注液的电芯进行首次陈化，保证极片和隔膜的充分浸润；

步骤C：对完成首次陈化的电芯主体进行擀压，擀压过程中通过控制擀压的压力及速度，保证PP隔膜MD方向的褶皱得到充分整形；

步骤D：对完成擀压的电池进行二次陈化，保证电解液充分浸润极片和隔膜；

步骤E：对完成二次陈化的电芯按照常规工艺流程完成成品电池的制作。

进一步的，所述步骤B中，首次陈化的温度为35～45℃，陈化时间为18～36h。

进一步的，所述步骤C中，擀压时，电芯的极耳不进行擀压，擀压方向垂直于极耳的长度方向。