一种二次注液方法、电池及用电设备技术

本发明专利技术属于电池技术领域，具体涉及一种二次注液方法、电池及用电设备。所述二次注液方法采用的电解液包括第一次注液电解液和第二次注液电解液，所述第一次注液电解液的质量不超过所述第二次注液电解液；至少所述第一次注液电解液的溶剂中包含碳酸乙烯酯；所述第一次注液电解液中碳酸乙烯酯的浓度超过第二次注液电解液。本发明专利技术从控制表面张力出发，引导电解液的在极片间的浸润，从而提高浸润效率，有效降低了整体注液时间，同时提高了电解液浸润性，所得电池循环性能更佳。所得电池循环性能更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种二次注液方法、电池及用电设备


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种二次注液方法、电池及用电设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为一种循环寿命好，能量密度大，电压平台高，寿命长的二次电池一直是新能源行业关注的焦点。锂离子电池由阳极片、阴极片、隔离膜、电解液和外壳构成。其中，电解液作为离子交换的载体起到了重要的作用。电解液一般由高纯度的溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按设计比例配制而成。在制备锂离子电池的过程中，由于考虑到电芯空间充分利用的设计，裸电芯与壳体尽可能贴紧，电解液注入变得困难，浸润变得缓慢，浸润性不足也会严重影响长期循环性能。
[0003]为了节省工程时间，公开号为CN108598589A的专利技术专利提出一种锂离子注液方法，第一次注液采用锂盐浓度低粘度低的电解液，第二次注液采用锂盐浓度高粘度高的电解液，压缩了第一次注液时的时间。此方法从流体流动粘度出发考虑流动性快慢，但粘度仅是流动快慢的一个直观表现，与浸润性没有直接关系，有些粘度小的溶液表面张力可能却较大，浸润性差，从而无法保证电解液浸润裸电芯的程度。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决上述问题，提供了一种二次注液方法、电池和用电设备。通过对电解液溶液表面张力的控制，进而引导电解液的在极片间的浸润，从而提高浸润效率。
[0005]按照本专利技术的技术方案，所述二次注液方法，包括以下步骤，（1）：提供第一次注液电解液和第二次注液电解液；至少所述第一次注液电解液的溶剂中包含碳酸乙烯酯；且所述第一次注液电解液中碳酸乙烯酯的浓度超过所述第二次注液电解液中碳酸乙烯酯的浓度；（2）：向待注液电池中注入第一次注液电解液；（3）：向步骤（2）所得电池中注入第二次注液电解液，所述第二次注液电解液的注入质量大于或等于所述第一次注液电解液的注入质量；完成所述二次注液。
[0006]具体的，所述第一次注液电解液的溶剂中包含碳酸乙烯酯，所述第二次注液电解液的溶剂中包含或不包含碳酸乙烯酯。当所述第二次注液电解液的溶剂中包含碳酸乙烯酯时，所述第一次注液电解液中碳酸乙烯酯的浓度超过所述第二次注液电解液中碳酸乙烯酯的浓度。
[0007]进一步的，所述第一次注液电解液的溶剂为碳酸乙烯酯与其他溶剂的混合溶剂；所述第二次注液电解液的溶剂为其他溶剂，或碳酸乙烯酯与其他溶剂的混合溶剂；所述其他溶剂独立选自丙稀碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的两种或两种以上。
[0008]本专利技术从控制表面张力出发，提供了一种二次注液方法，第一次注入注液量（第一次注液电解液）较小且碳酸乙烯酯含量（浓度）较高，第二次注入注液量（第二次注液电解液）较大且碳酸乙烯酯含量（浓度）较低。
[0009]其中，由于碳酸乙烯酯是表面张力较高的溶剂，其粘度虽然较线性碳酸酯（碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯EMC等）大，但在环状碳酸酯的类别中较小，利用这种特性，可以通过调控一二次注液电解液的表面张力来提高注液时的注液效率和浸润性。同时，由于粘度对注液速度带来的是负作用（粘度越大，注液速度越慢），降低第一次注液量，能够有效减少高粘度电解液注液的耗时，从而有效提高整体的注液效率。
[0010]进一步的，所述第一次注液电解液和第二次注液电解液的质量比为1:1~1:5。
[0011]进一步的，所述二次注液完成后，电池中的电解液（包括注入的第一次注液电解液和第二次注液电解液）含有碳酸乙烯酯的浓度为10~30 wt%。
[0012]进一步的，为实现相对较高的注液效率和更好的浸润性，所述第一次注液电解液中，所述碳酸乙烯酯的浓度为20~95 wt%；所述第二次注液电解液中，所述碳酸乙烯酯的浓度为0~19 wt%。
[0013]进一步的，所述第一次注液电解液和第二次注液电解液中均含有浓度为0.5~3 mol/L的锂盐，以及浓度为0.2~5 wt%的添加剂。
[0014]进一步的，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂和高氯酸锂的一种或多种；所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、1,3
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丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、双草酸硼酸锂、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、甲基膦酸二甲酯、联苯、环己基苯等三种或三种以上。
[0015]进一步的，所述第二次注液电解液中含有浓度为0.1~2 wt%的表面活性剂，通过添加表面活性剂，进一步降低第二次注液电解液的表面张力，能够实现快速注液，同时提高浸润能力。
[0016]进一步的，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和烷基葡糖苷（APG）等中的一种或多种。
[0017]具体的，所述第一次注液电解液（电解液S1）包含锂盐、溶剂和添加剂，其中碳酸乙烯酯（溶剂A）的浓度为20~95 wt%；所述第二次注液电解液（电解液S2）包含锂盐、溶剂、表面活性剂和添加剂，其中碳酸乙烯酯（溶剂C）的浓度为0~19 wt%。
[0018]S1和S2满足：S1≤S2
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(1)A/S1＞C/S2
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(2)；其中，A为第一次注液电解液中碳酸乙烯酯的质量，C为第二次注液电解液中碳酸乙烯酯的质量，S1为第一次注液电解液中电解液的质量，S2为第一次注液电解液中电解液的质量，由于第一次注液的碳酸乙烯酯浓度比第二次注液碳酸乙烯酯浓度高，碳酸乙烯酯是一种表面张力大的溶剂，故而：S1的表面张力＞S2的表面张力。根据马兰戈尼流效应，表面张力大的溶液会吸引表面张力小的溶液，因此，二次注液的电解液会受到一次注液的吸引，迅速浸润整个电芯，缩减二次注液时间，并且由于表面添加剂的作用，二次注液电解液可以充分与极片相浸润，提高了浸润能力。
[0019]进一步的，所述步骤（2）和（3）之间，还包括步骤：静置，以及将静置后的电池化成、老化。
[0020]进一步的，所述静置的温度为40~80℃，时间为8~48 h；化成是对电池进行首次充电，电池生成SEI膜；老化是对电池首次充电化成后的放置，使化成后形成的SEI膜性质和组成更加稳定。
[0021]本专利技术的第二方面提供了一种电池，所述电池在制备过程中采用上述二次注液方法进行注液。
[0022]具体的，所述电池的循环性能优于普通单次或二次注液方式所得电池。
[0023]本专利技术的第三方面提供了一种用电设备，包括上述电池。
[0024]本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术提供了一种二次注液方法，第一次注入注液量较小且表面张力较大，第二次注入注液量较大且表面张力较小，从控制表面张力出发，引导电解液在极片间的浸润，从而提高浸润效率，有效降低了整体注液时间，同时提高了电解液浸润性，所得电池循环性能更佳。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次注液方法，其特征在于，包括以下步骤，（1）：提供第一次注液电解液和第二次注液电解液；至少所述第一次注液电解液的溶剂中包含碳酸乙烯酯；且所述第一次注液电解液中碳酸乙烯酯的浓度超过所述第二次注液电解液中碳酸乙烯酯的浓度；（2）：向待注液电池中注入第一次注液电解液；（3）：向步骤（2）所得电池中注入第二次注液电解液，所述第二次注液电解液的注入质量大于或等于所述第一次注液电解液的注入质量；完成所述二次注液。2.如权利要求1所述的二次注液方法，其特征在于，所述第一次注液电解液和第二次注液电解液的质量比为1:1~1:5。3.如权利要求1所述的二次注液方法，其特征在于，所述二次注液完成后，电池中的电解液含有碳酸乙烯酯的浓度为10~30 wt%。4.如权利要求1或3所述的二次注液方法，其特征在于，所述第一次注液电解液中，所述碳酸乙烯酯的浓度为20~95 wt%；所述第二次注液电解液中，所述碳酸乙烯酯的浓度为0~19 wt%。5.如权利要求1所述的二次注液方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆蓓，何星星，庄思东，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：