專利名稱：：鋰離子電池的制造方法鋰離子電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋰離子電池的制造方法。背景4支術(shù)鋰離子電池是最近十多年來迅猛發(fā)展起來的一種高能電池，與其它電池相比，其具有容量大、能量密度高、電壓高、循環(huán)周期長(zhǎng)、工作溫度范圍廣、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。鋰離子電池以鋰鈷氧化物(LiCo02)、鋰鎳氧化物(LiNi02)或鋰錳氧化物(LiMn204)等為正極活性材料，以鋰金屬、鋰合金或碳材料為負(fù)極活性材料，其電解液可使用液態(tài)有沖幾電解液或固態(tài)凝膠電解液，目前常用液態(tài)電解液，如碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混和物為溶劑，鋰鹽為溶質(zhì)。鋰離子電池的生產(chǎn)工藝一般包括正負(fù)極配料~~^正負(fù)極涂布^^正負(fù)極制片電芯組裝^^注液^^預(yù)充~~^封口。但是，鋰電池在預(yù)充過程中，電解液在碳負(fù)極表面發(fā)生還原分解反應(yīng)并形成SEI(固體-電解質(zhì)中間相)膜時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多氣體。這些氣體對(duì)電芯的工藝過程控制、品質(zhì)控制、性能等方面都會(huì)產(chǎn)生較大負(fù)面影響。為了消除這些氣體對(duì)電池性能的負(fù)面影響，直接的方法就是使這些氣體盡量不殘留在電池內(nèi)。目前應(yīng)用最簡(jiǎn)單最廣泛的方法就是采用開口預(yù)充，但由于方形電池的結(jié)構(gòu)原因，極片間存在較大空隙，僅釆用開口預(yù)充，難以將極片間氣體產(chǎn)物完全排出。電池在預(yù)充過程中產(chǎn)生的氣體，如果不能完全排除，形成的氣泡將影響電池的容量發(fā)揮，同時(shí)殘留的氣體，對(duì)電池的尺寸和循環(huán)性能也造成很大的影響，導(dǎo)致鋰離子電池電化學(xué)性能的惡化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池的制造方法，能有效排除鋰離子電池極片間的氣泡，顯著提高電池的電化學(xué)性能和循環(huán)性能。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明鋰離子電池的制造方法，包括預(yù)充封口步驟，所述預(yù)充封口步驟包括(1)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行預(yù)充；(2)對(duì)鋰離子電池抽真空；(3)往鋰離子電池內(nèi)充入惰性氣體至內(nèi)外氣壓平衡；(4)將鋰離子電池封口。所述步驟(1)預(yù)充的時(shí)間為120-500分鐘，優(yōu)選為150~450分鐘，且步驟(4)之后還包括將封口的鋰離子電池上拒充電至控制電壓，以滿足小電流預(yù)充所達(dá)到的電壓要求，同時(shí)促進(jìn)SEI膜的形成和穩(wěn)定。所述步驟(2)抽真空的真空度為-0.09~-0.lMPa，抽真空的時(shí)間為1秒~10分鐘，優(yōu)選所述抽真空的時(shí)間為1~3分鐘。所述步驟(3)的惰性氣體包括氮?dú)?、氬氣或氖氣，?yōu)選的，所述惰性氣體為氮?dú)狻１景l(fā)明鋰離子電池的制造方法，由于在電池預(yù)充過程中采用抽真空的方式去除氣體，使鋰離子電池的電化學(xué)性能和循環(huán)性能得到明顯改善，電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，本發(fā)明方法制備的鋰離子電池的首次放電容量為622.8mAh/g，循環(huán)100次后的可逆容量保持率達(dá)到98.6%,而采用傳統(tǒng)開口預(yù)充方法獲得的鋰電池的首次放電容量為590mAh/g，循環(huán)100次后的可逆容量保持率僅為93.2%。具體實(shí)施方式本發(fā)明鋰離子電池的制造方法，包括預(yù)充封口步驟，所述預(yù)充封口步驟包括(1)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行預(yù)充；(2)對(duì)鋰離子電池抽真空；(3)往鋰離子電池內(nèi)充入惰性氣體至內(nèi)外氣壓平衡；(4)將鋰離子電池封口。本發(fā)明方法的原理是鋰離子電池在預(yù)充過程中，由于在負(fù)極形成SEI(固體-電解質(zhì)中間相)膜等原因，會(huì)產(chǎn)生較多的氣體。氣體在液體中以微小氣泡存在時(shí)，在表面張力的作用下，氣泡不會(huì)由于密度差異而上浮(相當(dāng)于毛細(xì)管)，而粘附在極片、殼體等界面張力較大的地方，釆用開口化成的方式仍不能將氣體完全排除。因此，本發(fā)明方法采用抽真空后補(bǔ)惰性氣體的工藝。通過抽真空可以使體系的壓力降低，使氣泡體積增大，進(jìn)而加快氣泡在液體中的上升速度，最后使氣體完全從液體中溢出，徹底消除電池極片間含有的02、C02、H20、烷烴、烯烴類等成分的氣泡，有效避免殘余氣體引發(fā)的副反應(yīng)，從而達(dá)到減少極片析鋰和提高電化學(xué)性能的目的。所述步驟(1)預(yù)充的時(shí)間為120-500分鐘，優(yōu)選為150~450分鐘，且步驟(4)之后還包括將封口的鋰離子電池上拒充電至控制電壓，以滿足小電流預(yù)充所達(dá)到的電壓要求，同時(shí)促進(jìn)SEI膜的形成和穩(wěn)定。例如，傳統(tǒng)工藝采用0.1C電流預(yù)充390分鐘，本發(fā)明方法采用0.1C電流預(yù)充150分鐘后抽真空，在鋰電池封口之后，還需用0.1C電流補(bǔ)充電240分鐘。所述步驟(2)抽真空的真空度為-O.09~-0.lMPa，抽真空的時(shí)間為1秒~10分鐘，優(yōu)選所述抽真空的時(shí)間為1~3分鐘。所述步驟(3)的惰性氣體包括氮?dú)?、氬氣或氖氣，?yōu)選的，所述惰性氣體為氮?dú)?。充入惰性氣體，是為了防止空氣中的水分、C02等氣體進(jìn)入電池內(nèi)，引起副反應(yīng)，對(duì)電池造成負(fù)面影響，比如造成電池鼓殼、氣體與電解液反應(yīng)導(dǎo)致電化學(xué)性能的降低等。優(yōu)選氮?dú)?，是因?yàn)榈獨(dú)飧渌栊詺怏w相比，更容易獲得。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例1采用三元和錳酸鋰的混合材料為正極體系，并采用小電流(0.1C)預(yù)充一段時(shí)間300分鐘，待產(chǎn)氣過程基本完成后，用抽真空裝置在-O.09MPa的真空度下抽真空2分鐘，再往電池內(nèi)充氮?dú)庵羶?nèi)外氣壓平衡后封口，然后，將電池上拒充電至控制電壓后下拒，測(cè)試其電化學(xué)性能。實(shí)施例2采用三元和鎳鈷酸鋰的混合材料為正極體系，并采用小電流(0.1C)預(yù)充一段時(shí)間500分鐘，待產(chǎn)氣過程基本完成后，在-0.lMPa的真空度下抽真空10分鐘，再往電池內(nèi)充氮?dú)庵羶?nèi)外氣壓平衡后封口，然后，測(cè)試其電化學(xué)性能。實(shí)施例3采用三元和鈷酸鋰的混合材料為正極體系，并采用小電流(0.1C)預(yù)充一段時(shí)間120分鐘，待產(chǎn)氣過程基本完成后，在-O.09MPa的真空度下抽真空1秒，再往電池內(nèi)充氮?dú)庵羶?nèi)外氣壓平衡后封口，然后，將電池上拒充電至控制電壓后下柜，測(cè)試其電化學(xué)性能。將上述三個(gè)實(shí)施例制得的鋰離子電池的電化學(xué)性能的測(cè)試數(shù)據(jù)，與現(xiàn)有采用開口預(yù)充工藝制造的鋰離子電池作比較，結(jié)果顯示，本發(fā)明方法制造的鋰離子電池的電化學(xué)性能和循環(huán)性能都有顯著提高(見表l)。其中，實(shí)施例2沒有將封口電池上拒充電至控制電壓，結(jié)果表明實(shí)施例2的鋰離子電池的電化學(xué)性能比實(shí)施例1和實(shí)施例3的稍差，但仍好于現(xiàn)有采用開口預(yù)充工藝制造的鋰離子電池。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種鋰離子電池的制造方法，包括預(yù)充封口步驟，其特征在于，所述預(yù)充封口步驟包括(1)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行預(yù)充；(2)對(duì)鋰離子電池抽真空；(3)往鋰離子電池內(nèi)充入惰性氣體至內(nèi)外氣壓平衡；(4)將鋰離子電池封口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步驟(1)預(yù)充的時(shí)間為120~500分鐘，且步驟(4)之后還包括將封口的鋰離子電池上拒充電至控制電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求2所迷的方法，其特征在于，所述步驟(1)預(yù)充的時(shí)間為150~450分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步驟(2)抽真空的真空度為-0.09~-0.lMPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步驟(2)抽真空的時(shí)間為1秒~10分鐘。6.根據(jù)權(quán)利要求5所迷的方法，其特征在于，所述步驟(2)抽真空的時(shí)間為1~3分鐘。7.根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，其特征在于，所述步驟(3)的惰性氣體包括氮?dú)?、氬氣或氖氣。全文摘要本發(fā)明公開了一種鋰離子電池的制造方法，包括預(yù)充封口步驟，該預(yù)充封口步驟包括對(duì)鋰離子電池進(jìn)行預(yù)充；對(duì)鋰離子電池抽真空；往鋰離子電池內(nèi)充入惰性氣體至內(nèi)外氣壓平衡；將鋰離子電池封口。本發(fā)明鋰離子電池的制造方法，能有效排除鋰離子電池極片間的氣泡，顯著提高電池的電化學(xué)性能和循環(huán)性能。文檔編號(hào)H01M10/40GK101593850SQ20081006751公開日2009年12月2日申請(qǐng)日期2008年5月29日優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日發(fā)明者冬周,唐紅輝,王弗剛,王馳偉,羅朝暉申請(qǐng)人:深圳市比克電池有限公司