[发明专利]一种锂离子电池注液后静置工艺优化方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池注液后静置工艺优化的方法，所述方法包括以下步骤：采用超声扫描设备对充分浸润电芯进行扫描，选择充分浸润电芯上的扫描点作为特征点，计算各特征点的超声透射率及其方差，再选择其他充分浸润电芯，各自计算后得到方差范围；选择注液后静置不同时间的电池，扫描后得出不同静置时间下超声透射率的方差，根据与之前方差范围的比较，确定最短静置时间。本发明通过对注液后静置的锂离子电池进行超声扫描，通过超声透射率及其波动范围的测量计算，可以准确判断不同静置时间下的浸润效果，从而快速确定最优的静置工艺，大幅缩减了工艺优化所需的时间；所述方法应用范围广，高效简洁，可推广至多种不同体系的锂离子电池。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池注液后静置工艺优化方法。

背景技术

近年来，随着电动汽车、电子设备、电网储能技术的快速发展，对高能量密度、长寿命、高安全性的电池及储能系统的需要越来越迫切，其中，锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长等优点，成为人们的最佳选择。然而，目前的电化学储能装置相比汽油等能源，能量密度仍然较低，因此对提高锂离子电池能量密度的研究较多，而随着电池能量密度的提高，电池极片的压实密度也需同步提高，如此会给电解液的浸润效果带来影响。

电解液的浸润主要通过注液后的静置工序来实现，该工序是锂离子电池生产工艺的重要组成部分，浸润效果的优劣会直接影响电池的电性能和一致性。基于电解液浸润的重要作用，目前通常是采用延长浸润时间和提高浸润温度的方法来保证电芯整体的浸润效果，对于浸润温度的选择可调节空间不大，温度过高容易对电解液造成破坏，或者发生副反应，因此，基于电芯及电解液的组成，选择合适的静置温度，并尽可能减少浸润时间，最优的结果是既能保证电芯整体浸润效果随时间不再增加，又选用最短生产时间的方法，因而需要精准把握静置的时间及浸润效果。

CN 103721972A公开了一种聚合物锂离子电池的浸润方法，该方法采用超声清洗装置进行浸润，具体包括：将注液后的电池气袋朝上竖直立于超声清洗装置的水槽中；向所述水槽中注入纯水，控制所述纯水的液面没过所述电池的极组；加热所述纯水控制温度在23-27℃，控制超声波频率在50-70KHz，超声浸润1.0-2.0小时；将浸润完成的电池取出用热风装置干燥。该方法通过超声清洗装置的使用而缩短浸润时间，但并未涉及到对浸润效果的判断，无法对静置工艺参数进行优化。

目前，对电芯浸润效果的判断通常采用广泛设定温度和时间水平，通过电芯拆解目视来判定，而由于电解液易挥发，此方法较为粗糙，主观性强，只可做为定性判定依据；也有采用测定电芯的最终电性能来确定最优的工艺方法，此方法耗时极长，占用设备和资源较多，不利于产品的研发和量产。CN110148793A公开了一种锂离子电池电解液浸润状态判别方法，该方法包括如下步骤：配置带有颜色的浸润剂，将带有颜色的浸润剂加入到电解液中，混合均匀后得到带色电解液；将带色电解液注入到电池中，在电池完成一次注液、化成、二次注液工序时，分别对电池进行拆解，通过隔膜和极片上的颜色区域分布是否均匀来判别电解液的浸润状态，以调整一次注液量、二次注液量和化成工艺；该方法是采用带颜色的浸润剂加入电解液，从而更直观反应浸润程度，但仍需要对电池进行拆解才能判断，耗时长，工作量大，且也只能做定性判断。

综上所述，对于电池注液后静置工艺的优化，还需要寻求合适的方法能够定量判断电解液的浸润效果，且无需复杂的操作与计算，同时保证最短静置时间的精度，缩短工艺优化研发时间。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池注液后静置工艺优化方法，所述方法通过对注液后静置的锂离子电池进行超声扫描，根据超声透射率的测定结果以及不同位置超声透射率的波动范围，无需复杂计算即可明确电解液对电芯的浸润程度，快速得出最短静置时间，大幅缩减了工艺优化所需的时间。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种锂离子电池注液后静置工艺优化的方法，所述方法包括以下步骤：