[发明专利]柱形锂离子电池制造工艺

说明书

本发明提供了柱形锂离子电池制造工艺，属于锂离子电池领域，包括S1、正极片和负极片的同时制作，准备绕卷；S2、卷绕，将S1中制作完成的正极片、负极片和隔膜进行卷绕，隔膜设在正极片和负极片之间，卷绕后形成卷芯；S3、烘烤，降低卷芯表面的水分值；S4、电解液浸润，将S2中卷绕后的卷芯浸没在注液腔室的电解液里，注液腔室内环境变为真空状态，注液完成后，将卷芯取出，S5、入壳组装，夹取电池壳对浸润注液后卷芯进行卷芯入壳处理；S6、预充、老化、化成和分容。本发明将涂布和碾压工序结合在一起，大大简化了生产工艺，另外采用浸入式的电解液注液工艺，可以有效改善电解液浸润程度，提升电池性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及新能源汽车的锂离子电池，尤其涉及柱形锂离子电池制造工艺。

背景技术

圆柱形锂离子电池是一种将正极、负极、隔膜通过卷绕的方式形成圆柱状卷芯结构，并通过圆柱状金属外壳进行密封的电池结构。与方形硬壳和软包装电池相比，圆柱形电池具有制造工艺相对成熟，可有效抑制极片膨胀，热失控传播易控制等特点。近年来，随着新能源汽车对电池能量密度、功率性能和安全性等要求的日益提高，圆柱电池的结构发生了明显变化，电池体积和尺寸越来越高，传统电池制造工艺已难以满足大尺寸圆柱电池的要求。

目前常用的圆柱形锂离子电池结构由卷芯、盖板、圆柱外壳等部件组成，极片涂布完后，根据位置定义焊接上极耳，通过卷绕方式把极片卷成带极耳的圆柱卷芯，卷芯通过极耳和上下盖板上的集流体焊接好，整体推入圆柱外壳后，盖板和外壳通过激光焊焊接到一起，这种电池结构复杂、零件种类繁多、装配工序多、一致性控制难度大。另外还有一种工艺是极耳揉磨平工艺，把全极耳卷芯的顶部通过机械的外部揉磨，盖板有一个可折叠连接片，通过激光焊接方式焊接到卷芯极耳部分。

另外在传统注液工艺过程中，圆柱型锂离子电池在注液后需要进行多次加压或抽真空静置处理，但是这个加压或抽真空的时间不易掌握和控制，且随着卷芯尺寸的增加，电解液很难浸润到卷芯每层极片内部，造成浸润不良。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供柱形锂离子电池制造工艺，将涂布和碾压工序结合在一起，大大简化了生产工艺，另外采用浸入式的电解液注液工艺，可以有效改善电解液浸润程度，提升电池性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：柱形锂离子电池制造工艺，包括以下步骤；

S1、正极片和负极片的同时制作，准备绕卷；

S2、卷绕，将S1中制作完成的正极片、负极片和隔膜进行卷绕，隔膜设在正极片和负极片之间，卷绕后形成卷芯；

S3、烘烤，降低卷芯表面的水分值；

S4、电解液浸润，将S2中卷绕后的卷芯浸没在注液腔室的电解液里，注液腔室内环境变为真空状态，注液完成后，将卷芯取出，

S5、入壳组装，夹取电池壳对浸润注液后卷芯进行卷芯入壳处理；

S6、预充、老化、化成和分容。

进一步的，正极片的制作步骤如下，S11、物料混合，将电极活性物质、导电剂和粘结剂充分混合后，经过加热处理成流动状态，然后转移到集流体上；

S12、压制、辊压，通过成对设置的整平辊进行压制，通过成对设置的碾压辊对正极片进行辊压；

S13、正极分切，分切后的正极片收卷对齐；

S14、正极耳折弯，每层正极耳叠加设置。

进一步的，在步骤S11中，干粉混合，导电剂、粘结剂均匀分布在活性物质周围，外观看没有颜色差别，扫描电镜看没有明显团聚，混合时间4-6h，通过加热将粘结剂软化，将物料粘接在一起。