一種鋰電池電芯真空乾燥方法與流程

2023-05-17 16:01:57 2

本發明屬於鋰電池技術領域，尤其涉及一種鋰電池電芯真空乾燥方法。

背景技術：

鋰電池製程三大關鍵因素，水分、粉塵、時效；其中鋰電池製程中的水分控制尤為重要，水分容易導致電池內阻增大、容量低、循環變差、電性能變差，直接影響電池性能發揮。電芯注液前的烘烤工序是控制電池水分的關鍵過程，研究如何提高烘烤效率，降低電芯水分，成為鋰電生產廠家密切關注的問題。

目前鋰電池生產廠家一般採用真空烤箱對電芯進行烘烤，鋰電芯烘烤效率受溫度、真空度、時間影響較大。溫度越高，水分蒸發速率越快，烘烤效率越高，但溫度過高會導致鋰電池中隔膜受熱收縮，造成電池短路不良，因此常規真空烘烤必須控制烘烤溫度在85℃以下，烘烤效果不理想。提高真空度可以降低水分沸點，提高水分汽化速率，提高烘烤效率，但常規烘烤真空度只控制在-85Kpa以下，改善烘烤效率作用有限。在烘烤溫度、真空度沒有改變時，常規烘烤方法只能延長烘烤時間控制水分，通常烘烤完成時間在24-48小時，效率較低，長時間烘烤造成能耗消耗大，增加成本。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對以上存在的技術問題，提供一種鋰電池電芯真空乾燥方法。

為解決上述技術問題，本發明提供一種鋰電池電芯的真空乾燥方法，包括以下步驟：S1：將鋰電芯放入真空烘烤箱內，關閉真空烘烤箱 門；S2：打開真空烘烤箱的加熱開關，升溫至85℃；打開真空泵，對真空烘烤箱抽進行真空至0.5Kpa以下；S3：保持真空烘烤箱恆定真空度、溫度，烘烤1至3小時；S4：向真空烘烤箱通入乾燥氮氣，使真空烘烤箱卸真空至常壓，保持通氮氣時間2min～3min；S5：再次對真空燒烤箱進行抽真空至0.5Kpa以下，烘烤1至3小時；S6：向烘烤箱通入乾燥氮氣，使真空烘烤箱卸真空至常壓，冷卻降溫。

本發明的有益效果是：本發明的一種鋰電池電芯的真空乾燥方法，利用真空狀態下水的沸點與真空度反比關係，最大限度提高電芯烘烤真空度，從而降低真空環境下水分沸點，提高水分汽化速率，在不提高烘烤溫度時，能快速將電芯內部水分蒸發排出，提高烘烤效率。

附圖說明

圖1水的沸點與真空度成反比關係曲線。

圖2為本發明提供的一種鋰電池電芯的真空乾燥方法的流程框圖。

具體實施方式

如圖1所示，為水的沸點與真空度成反比關係，真空度越高，即大氣壓越低時，水的沸點越低；大氣壓在1.23Kpa時，水的沸點在10℃；因此通過提高真空度，能夠降低水的沸點。

如圖2所示，為本發明優選實施方式提供的一種鋰電池電芯的真空乾燥方法，本發明基於圖1所示的水的沸點與真空度成反比關係，在真空度較低的環境內，在較低乾燥溫度下，鋰電池電芯內部水分就能沸騰汽化；縮短烘烤時間，提高烘烤效率，具體的，所述鋰電池電芯的真空乾燥方法，包括以下步驟：

S1：將鋰電芯放入真空烘烤箱內，關閉烤箱門；

S2：打開真空烘烤箱加熱開關，升溫至85℃；打開真空泵，對真空烘烤箱進行抽真空至0.5Kpa以下；本步驟中抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa；

S3：保持恆定真空度，溫度(即保持0.5Kpa以下，85℃)，烘烤1 至3小時；優先地，本步驟中，烘烤時間為2小時。

S4：向真空烘烤箱通入乾燥氮氣，使真空烘烤箱卸真空至常壓，保持通氮氣時間2min～3min；本步驟中常壓是指氣壓為101.325Kpa。

S5：再次對真空燒烤箱進行抽真空至0.5Kpa以下，烘烤1至3小時；優先地，本步驟中，進行抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa烘烤時間為2小時。

S6：向真烘烤箱通入乾燥氮氣，使真空烘烤箱卸真空至常壓，冷卻降溫。本步驟中冷卻至60℃以下再停止向烘烤箱通入乾燥氮氣。

進一步的，鋰電池電芯的真空乾燥方法可以在完成步驟S4及S5後再重複一次步驟S4及S5，然後再進入步驟S6；即上述鋰電池電芯的真空乾燥方法在進入步驟S5後可以返回至步驟S4，再次經過步驟S5然後再進入步驟S6。

本發明的一種鋰電池電芯真空乾燥方法，通過提高烘烤真空度至0.5Kpa以下，大大降低水分真空狀態下的沸點，提高水分汽化速率，在較低烘烤溫度下，就能快速將電芯內部水分蒸發排出，燒烤總時間在10小時左右，遠遠小於現有技術的24至48小時，提高烘烤效率。同時在烘烤過程中，採取間隙通用氮氣方式，將烘箱內的水蒸氣排出，使烘箱內水蒸氣濃度降低，烘箱內環境與電芯形成氣體濃度差，有利於鋰電池電芯內部水分汽化逃逸，加快水分蒸發效率。

為了進一步具體說明本發明鋰電池電芯的真空乾燥方法，以下通過兩個具體實施例作進一步說明：

實施例一：

(1)、將鋰電芯放入真空烘烤箱內，關閉烤箱門；

(2)、打開加熱開關，升溫至85℃；打開真空泵，抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa；

(3)、保持恆定真空度，溫度，烘烤2小時；

(4)、通入乾燥氮氣，卸真空至常壓101.325Kpa，保持通氮氣時間2min～3min；

(5)、抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa，烘烤2小時；

(6)、通入乾燥氮氣，卸真空至常壓；冷卻降溫到60℃以下，得到燒烤完 成的鋰電池電芯。烘烤完成後，取出電芯測極片水分含量。

實施例二：

(1)、將鋰電芯放入真空烘烤箱內，關閉烤箱門；

(2)、打開加熱開關，升溫至85℃；打開真空泵，抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa；

(3)、保持恆定真空度，溫度，烘烤2小時；

(4)、通入乾燥氮氣，卸真空至常壓101.325Kpa，保持通氮氣時間2min～3min；

(5)、抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa，烘烤2小時；

(6)、通入乾燥氮氣，卸真空至常壓101.325Kpa，保持通氮氣時間2min～3min；

(7)、抽真空至0.2Kpa～0.3Kpa，烘烤2小時；

(8)、通入乾燥氮氣，卸真空至常壓；冷卻降溫到60℃以下，到燒烤完成的鋰電池電芯。烘烤完成後，取出電芯測極片水分含量。

實施例一、實施例二實施數據：

1、電芯水分含量

上述實施例一、及燒烤總時間在10小時左右，遠遠小於常規烘烤的36小時，提高烘烤效率，並且能夠達到相近或更好的乾燥效果。

以上所述僅為本發明的實施方式，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。