一种锂离子电池的注液方法及用途技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池的注液方法及用途。所述注液方法包括：将第一电解液进行一次注液，一次静置，负压化成，然后将第二电解液进行二次注液，二次静置，注液完成；其中，所述第一电解液和第二电解液的溶剂保持一致；所述第一电解液中的添加剂包括低阻抗成膜添加剂；所述低阻抗成膜添加剂为非碳酸亚乙烯酯类添加剂；所述第二电解液中包括成膜添加剂；所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯。本发明专利技术通过调整注液过程中的电解液，将电池中SEI成膜和CEI成膜分成两阶段，保证了SEI和CEI稳定性和电芯长循环，有效提高电池的充电次数和使用寿命，提升电池的安全性。提升电池的安全性。提升电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的注液方法及用途


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种锂离子电池的注液方法及用途，尤其涉及一种磷酸铁锂锂离子电池的注液方法及用途。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有高能量密度，自放电小，循环寿命长等优点，当前已广泛应用于消费电子，动力电动汽车和储能等领域。电解液是锂离子电池的重要组成部分，其作为锂离子的载体与介质，注入电芯的方法直接影响了电芯极片的浸润情况和后续化成效果，浸润和化成情况会直接反映在电芯性能上。电解液浸润极片越充分，越均匀，材料表面形成的SEI膜和CEI膜更均匀，更稳定，电芯的循环性能也会改善。优化注液方法是提升电芯性能不可跨过的一环。
[0003]目前铝壳锂离子电池注液方法主要是二次注液。电芯抽真空后为一次注液，注液后高温静置，以满足电解液充分浸润极片；后小电流负压化成，使得电解液在负极表面还原成SEI膜；化成后，由于电解液化成阶段会有部分电解液负压抽走，导致电芯保液量不足，故再进行二次补液。目前软包锂离子电池注液方法主要是一次注液，电芯化成整形后，二封抽掉化成阶段产生的气体。
[0004]随着市场需求的不断提高，人们对电芯能量密度的要求不断提高，电芯设计接近极限，对极片的浸润和极片表面的稳定性也提出了更高的要求。
[0005]CN102709512A的公开了一种圆柱形锂离子电池的注液方法，圆柱形锂离子电池上焊有盖帽，所述注液方法包括以下步骤：第一次自动注液
→
第一次自动真空静置
→
第二次自动注液
→
第二次自动真空静置
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第三次自动注液
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第三次真空静置
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第四次自动注液
→
第四次自动真空静置
→
第五次自动注液
→
第五次自动真空静置。采用注液后真空静置并循环多次的方法，提高了注液效率和注液合格率。但是，这种方法的真空静置，无法有效地将电芯结构中残存的气体充分逸出，电芯结构中的残存气体对电解液与极片或隔膜的浸润形成了阻碍，而且不能有效提高电解液的流动性，不能促进电解液在电芯中深入渗透，对电芯的吸液能力提高有限。
[0006]CN105428721A公开了一种软包锂离子电池注液加速吸收方法及软包锂离子电池，该方法在干燥惰性气体保护下，在40
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50℃的手套箱内，将电解液分三次注入锂离子电池软包中，每次注液后对软包锂离子电池封口，然而该方法需要进行三次注液工作，操作麻烦，且需要将封口后的软包锂离子电池在70
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80℃下静置4
‑
5h，耗时长，生产效率低。
[0007]因此，如何提升电池的注液效率，并有效提高电池的充电次数和使用寿命，提升电池的安全性，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池的注液方法及用途。本专利技术通过调整注液过程中的电解液，将电池中SEI成膜和CEI成膜分成两阶段，保证了SEI和CEI稳定性和电芯
长循环，有效提高电池的充电次数和使用寿命，提升电池的安全性。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种锂离子电池的注液方法，所述注液方法包括：
[0011]将第一电解液进行一次注液，一次静置，负压化成，然后将第二电解液进行二次注液，二次静置，注液完成；
[0012]其中，所述第一电解液和第二电解液的溶剂保持一致；所述第一电解液中的添加剂包括低阻抗成膜添加剂；所述低阻抗成膜添加剂为非碳酸亚乙烯酯类添加剂；所述第二电解液中包括成膜添加剂；所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯。
[0013]本专利技术通过调整注液过程中的电解液，将电池中SEI成膜和CEI成膜分成两阶段，保证了SEI和CEI稳定性和电芯长循环，有效提高电池的充电次数和使用寿命，提升电池的安全性。
[0014]本专利技术中，第一电解液和第二电解液的溶剂保持一致时，尽可能保证二次注液后电池电解液的均一性，这样有利于电解液对极片的均匀浸润，保证电芯各部位电解液均一性，极片SEI修复均一性和电芯性能一致性等，如果溶剂不一致，则可能导致电解液扩散至均一态需要更长时间，降低生产效率，且无法保证电解液均一性和电芯性能一致性，成组性能更无法保障。
[0015]本专利技术中，第一电解液中选用非碳酸亚乙烯酯类添加剂，而第二电解液中选用含碳酸亚乙烯酯的添加剂，更有利于电芯阻抗的管控和电芯长循环寿命(第一步低阻抗成膜添加剂形成稳定的低阻抗SEI膜，控制电芯阻抗增长，第二步碳酸亚乙烯酯则能缓慢充分发挥稳定成膜作用，保障循环)，如果第一和第二电解液中的添加剂均为含碳酸亚乙烯酯的物质，则第一步后的化成阶段，碳酸亚乙烯酯就会在阳极发生还原反应，不利于电芯阻抗的管控，且由于碳酸亚乙烯酯在化成阶段的消耗，分容后的电芯中碳酸亚乙烯酯含量将会减少，这样不利于电芯整体循环。
[0016]优选地，以一次注液和二次注液的注液量之和为总注液量，所述一次注液的注液量为总注液量的75～95％，例如75％、78％、80％、83％、85％、88％、90％、93％或95％等。
[0017]优选地，所述溶剂包括碳酸酯和/或羧酸酯。
[0018]优选地，所述低阻抗成膜添加剂的质量占所述第一电解液的质量的0.1～3％，例如0.1％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.5％、2％、2.5％或3％等，优选为0.5～1％。
[0019]本专利技术中，第一电解液中的低阻抗成膜添加剂加入量过多，不利于电芯阻抗的管控，而加入量过少，又难以实现稳定成膜，同时，当其在0.5～1％的范围内时，可以更好的实现低阻抗稳定成膜。
[0020]优选地，所述低阻抗成膜添加剂的还原电位大于所述溶剂的还原电位。
[0021]本专利技术中，所述低阻抗成膜添加剂的还原电位大于所述溶剂的还原电位，尽可能保证成膜消耗的是添加剂而非溶剂，有利于添加剂作用充分发挥出来，形成低阻抗SEI膜，也有利于溶剂含量的管控，保障电芯离子通道的畅通。
[0022]优选地，所述低阻抗成膜添加剂包括硫酸乙烯酯和/或氟代碳酸乙烯酯。
[0023]优选地，所述一次静置的时间为1h～72h，例如1h、5h、10h、20h、30h、40h、50h、60h、70h或72h等，优选为16～48h；
[0024]优选地，所述一次静置的温度为25～45℃，例如25℃、30℃、35℃、40℃或45℃等。
[0025]优选地，所述二次注液过程中进行加热溶解。
[0026]本专利技术中，二次注液的过程中，进行加热溶解，可以加速电解液分子扩散，保证电芯电解液均一性和极片浸润一致性。
[0027]优选地，所述加热溶解的温度为35～60℃，例如35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等。
[0028]优选地，所述二次静置的时间为1～72h，例如1h、5h、10h、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的注液方法，其特征在于，所述注液方法包括：将第一电解液进行一次注液，一次静置，负压化成，然后将第二电解液进行二次注液，二次静置，注液完成；其中，所述第一电解液和第二电解液的溶剂保持一致；所述第一电解液中的添加剂包括低阻抗成膜添加剂；所述低阻抗成膜添加剂为非碳酸亚乙烯酯类添加剂；所述第二电解液中包括成膜添加剂；所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯。2.根据权利要求1所述的锂离子电池的注液方法，其特征在于，以一次注液和二次注液的注液量之和为总注液量，所述一次注液的注液量为总注液量的75～95％。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池的注液方法，其特征在于，所述溶剂包括碳酸酯和/或羧酸酯。4.根据权利要求1
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3任一项所述的锂离子电池的注液方法，其特征在于，所述低阻抗成膜添加剂的质量占所述第一电解液的质量的0.1～3％，优选为0.5～1％；优选地，所述低阻抗成膜添加剂的还原电位大于所述溶剂的还原电位；优选地，所述低阻抗成膜添加剂包括硫酸乙烯酯和/或氟代碳酸乙烯酯。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的锂离子电池的注液方法，其特征在于，所述一次静置的时间为1～72h，优选为16～48h；优选地，所述一次静置的温度为25～45℃。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的锂离子电池的注液方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，蒋治亿，卢林，李庆玲，魏思伟，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：