專利名稱：圓柱型鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池的制造方法，特別涉及一種圓柱型鋰離子二次電池的制作方法。
背景技術(shù)：
目前，產(chǎn)業(yè)化的鋰離子二次電池仍采用碳負(fù)極和有機(jī)電解液體系，當(dāng)電池在首次充電過(guò)程中，電解液中的極性非質(zhì)子性溶劑不可避免地會(huì)在碳負(fù)極和電解液的相界面上反應(yīng)，形成一層SEI膜，其作用是阻止電解液的溶劑在負(fù)極片表面上繼續(xù)反應(yīng)。但在SEI膜形成的過(guò)程中，伴隨有氣體的產(chǎn)生，按照理論SEI膜形成的電壓是0～2.5V，因此在電池首次充電初期，SEI膜就已形成。這樣，由于電池內(nèi)部氣壓增大極易引起氣壓保護(hù)裝置的過(guò)早開啟。雖然傳統(tǒng)的電池制作方法能夠通過(guò)降低注液量的方式使電池的氣壓保護(hù)裝置不啟動(dòng)，但由于電液量的降低和內(nèi)部氣體的存在會(huì)使電池的循環(huán)性能下降。因此如何使電池在首次充電初期形成SEI膜時(shí)產(chǎn)生的氣體排出，以解決由于電池內(nèi)部氣壓增大引起氣壓保護(hù)裝置過(guò)早開啟問(wèn)題，即成為該領(lǐng)域急待解決的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種工藝簡(jiǎn)單的圓柱型鋰離子二次電池的制作方法。使電池在首次充電初期形成SEI膜時(shí)產(chǎn)生的氣體排出，以解決由于電池內(nèi)部氣壓增大引起氣壓保護(hù)裝置過(guò)早開啟問(wèn)題，同時(shí)提高電池的電性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種圓柱型鋰離子二次電池的制作方法，首先將極組入殼，在殼底部焊接負(fù)極耳，然后進(jìn)行滾槽、點(diǎn)膠；其特征在于采用底部有注液孔的電池殼，繼續(xù)依次進(jìn)行如下步驟(1)在蓋子上焊接正極耳，彎極耳蓋電池蓋，封口；(2)從殼體底部的注液孔處對(duì)電池進(jìn)行定量電解液注入，將電池倒立接在化成裝置上用恒定電流充電，再抽真空至負(fù)壓，其負(fù)壓值為-0.4MPa～-0.9MPa，且保持時(shí)間為1min～5min；(3)進(jìn)行卸壓，根據(jù)電池重量再進(jìn)行二次定量注液；(4)使用封口球或焊接方法將殼底注液孔密封；(5)以下步驟按照常規(guī)制成圓柱型鋰離子二次電池。
所述電池殼底部的注液孔直徑為0.5mm～3mm。
所述充電電流為0.1C～0.3C；充電時(shí)間為0.5h～2h。
本發(fā)明的有益效果是改變傳統(tǒng)的圓柱型鋰離子電池的制作方法，采用底部帶有注液孔的殼體，先裝配并封口電池，后從注液孔注液，然后采用小電流預(yù)化成排氣方法排出電池在充電初期由于負(fù)極形成SEI膜時(shí)產(chǎn)生的氣體，最后密封注液孔得到成品電池。該方法制作的電池內(nèi)部氣壓小，解決了由于電池內(nèi)部氣壓增大引起氣壓保護(hù)裝置開啟的問(wèn)題，同時(shí)也因?yàn)榕懦穗姵貎?nèi)的氣體，使極片的層間沒(méi)有氣體存在，有效提高了電池的電性能，安全可靠且延長(zhǎng)其使用壽命。采用該方法制作簡(jiǎn)單、安全可靠，可適于各種不同規(guī)格的電池生產(chǎn)，應(yīng)用范圍廣，且易形成規(guī)?；a(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式
詳述如下為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種圓柱型鋰離子二次電池的制作方法，首先將極組入殼，在殼底部焊接負(fù)極耳，然后進(jìn)行滾槽、點(diǎn)膠；其特征在于采用底部有注液孔的電池殼，繼續(xù)依次進(jìn)行如下步驟(1)在蓋子上焊接正極耳，彎極耳蓋電池蓋，封口；(2)從殼體底部的注液孔處對(duì)電池進(jìn)行定量電解液注入，將電池倒立接在化成裝置上用恒定電流充電，再抽真空至負(fù)壓，其負(fù)壓值為-0.4MPa～-0.9MPa，且保持時(shí)間為1min～5min；(3)進(jìn)行卸壓，根據(jù)電池重量再進(jìn)行二次定量注液；(4)使用封口球或焊接方法將殼底注液孔密封；(5)以下步驟按照常規(guī)制成圓柱型鋰離子二次電池。
所述電池殼底部的注液孔直徑為0.5mm～3mm。
所述充電電流為0.1C～0.3C；充電時(shí)間為0.5h～2h。
該方法能夠有效排除電池在充電初期由于負(fù)極形成SEI膜時(shí)產(chǎn)生的氣體，從而降低了圓柱型電池內(nèi)部的氣壓，提高電池的安全性能和電性能。
本發(fā)明的首要關(guān)鍵是采用底部有注液孔的殼體，制作過(guò)程采用如下步驟極組入殼、在底部焊接負(fù)極耳、滾槽、點(diǎn)膠、在蓋子上焊接正極耳、彎極耳蓋電池蓋、封口。然后按照電池不同的規(guī)格、型號(hào)確定注液量，從殼體底部的注液孔處對(duì)電池定量注入電解液，將電池倒立接在化成裝置上先以0.1C～0.3C小電流充電，充電時(shí)間0.5h～2h，此時(shí)在充電過(guò)程中生成的氣體一部分會(huì)從注液孔排出，然后將電池?cái)R置在真空箱中抽真空至一定負(fù)壓，負(fù)壓值為-0.4MPa～-0.9MPa，并保持該負(fù)壓狀態(tài)1min～5min，然后將真空箱卸壓，根據(jù)電池重量再進(jìn)行二次定量注液。最后使用封口鋼球或焊接方法將殼底注液孔密封。此時(shí)鋰離子電池內(nèi)部已基本沒(méi)有氣體，并已完成部分的化成工序，即使在后續(xù)的充電過(guò)程中仍有氣體產(chǎn)生，但相比傳統(tǒng)的制作方法，電池內(nèi)部的氣體要少得很多。
本發(fā)明方法與傳統(tǒng)制作方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下采用同一批18650～2400mAh極組隨機(jī)分成A、B、C三組，每組15只。
A組采用傳統(tǒng)制作方法，即使用無(wú)注液孔的殼體，按常規(guī)，極組經(jīng)入殼、滾槽幾道工序后直接定量注液并封口，注液量為4.6g。
B組制作方法同A組，電池注液量為5.0g。
C組采用本發(fā)明制作方法，即采用底部有注液孔的殼體，極組入殼、滾槽幾道工序后，先不注入電解液，正極耳焊在電池蓋上后，直接進(jìn)行封口。然后從注液孔進(jìn)行定量注液，電池靜置6h～8h后，然后以0.1C充電1h，將電池正立放置于真空箱中，抽真空至-0.8MPa，保壓1min，然后卸壓。根據(jù)電池初始重量再進(jìn)行第二次注液，電池內(nèi)的最終注液量控制在5.0g。
以上三組電池采用的電池蓋均帶有氣壓保護(hù)裝置CID，當(dāng)電池內(nèi)部氣壓大于其反轉(zhuǎn)壓力后，CID則啟動(dòng)，此時(shí)測(cè)試電池電壓為0，內(nèi)阻為∞。
將A、B、C三組電池靜置24h后用0.2C充電至4.2V，然后再進(jìn)行恒壓充電至電流衰減到20mA截止。滿電常溫老化7天后，用0.5C進(jìn)行2次循環(huán)，最后將電池充到滿電。
取A、B、C三組滿電電池各6只，放入60℃烘箱中靜置3天，測(cè)試電池電壓和內(nèi)阻，其中A、C兩組電池正常，而B組電池電壓全部為0，內(nèi)阻為∞，說(shuō)明B組電池氣壓保護(hù)裝置已經(jīng)啟動(dòng)。
取A、C兩組電池各3只，使用美國(guó)ARBIN測(cè)試儀進(jìn)行0.5C充放電循環(huán)性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)A組電池300次循環(huán)后，放電容量分別只有初始容量的80.4％、80.8％、81.1％，而C組電池300次循環(huán)后，放電容量分別為初始容量的86.5％、87.2％、86.7％。A組注液量為4.6g，低于C組注液量5.0g。這說(shuō)明傳統(tǒng)的電池裝配方法雖然能夠通過(guò)降低注液量的方式使電池的氣壓保護(hù)裝置不啟動(dòng)，但由于電液量的降低和內(nèi)部氣體的存在會(huì)使電池的循環(huán)性能下降。而本發(fā)明的制作方法既解決了安全保護(hù)裝置的開啟問(wèn)題，又保證了電池的循環(huán)性能，且效果非常顯著。
上述參照實(shí)施例對(duì)該圓柱型鋰離子二次電池的制作方法進(jìn)行的詳細(xì)描述，是說(shuō)明性的而不是限定性的，因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圓柱型鋰離子二次電池的制作方法，首先將極組入殼，在殼底部焊接負(fù)極耳，然后進(jìn)行滾槽、點(diǎn)膠；其特征在于采用底部有注液孔的電池殼，繼續(xù)依次進(jìn)行如下步驟(1)在蓋子上焊接正極耳，彎極耳蓋電池蓋，封口；(2)從殼體底部的注液孔處對(duì)電池進(jìn)行定量電解液注入，將電池倒立接在化成裝置上用恒定電流充電，再抽真空至負(fù)壓，其負(fù)壓值為-0.4MPa～-0.9MPa，且保持時(shí)間為1min～5min；(3)進(jìn)行卸壓，根據(jù)電池重量再進(jìn)行二次定量注液；(4)使用封口球或焊接方法將殼底注液孔密封；(5)以下步驟按照常規(guī)制成圓柱型鋰離子二次電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子二次電池的制作方法，其特征在于所述電池殼底部的注液孔直徑為0.5mm～3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱型鋰離子二次電池的制作方法，其特征在于所述充電電流為0.1C～0.3C；充電時(shí)間為0.5h～2h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圓柱型鋰離子二次電池的制作方法；其特征在于該方法采用底部帶注液孔的圓柱型殼體，按照以下步驟進(jìn)行制作極組入殼、在殼體底部焊接負(fù)極耳、滾槽、點(diǎn)膠、在蓋子上焊接正極耳、彎極耳蓋電池蓋、封口；然后從殼體底部的注液孔處對(duì)電池進(jìn)行定量注入電解液，將電池倒立接在化成裝置上用恒定電流0.1C～0.3C充電，充電時(shí)間0.5h～2h；再抽真空至負(fù)壓，負(fù)壓值為－0.4MPa～－0.9MPa，并保持該負(fù)壓狀態(tài)1min～5min；然后卸壓，根據(jù)電池重量再進(jìn)行二次定量注液；最后使用封口球或焊接方法將殼體底部注液孔密封。該方法能夠排除電池在充電初期由于負(fù)極形成SEI膜時(shí)產(chǎn)生的氣體，從而有效降低了圓柱型電池內(nèi)部的氣壓，提高電池的電性能，安全可靠。
文檔編號(hào)H01M10/38GK1787275SQ20051012233
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者王榮, 高俊奎 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司