一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池制作领域，尤其是涉及一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺。


背景技术：

2.近年来，锂离子电池特别是圆柱型锂离子动力电池在电动工具、电动自行车、轻型电动车等小型动力设备上的应用日益受到关注和研究，圆柱型锂离子电池特别是小动力电池在运用过程中，需要考虑的首要因素是如何确保电池的安全性。
3.圆柱型锂离子电池作为锂离子电池的主要类型之一，具备很多的优点同时也具有一定的缺陷。传统圆柱型锂离子电池一般采用机械封口的方式，并在封口后才进行化成以及后续制作工序。该工艺使圆柱型锂离子电池化成后具有一定的内压。这造成了一定的安全隐患，员工在搬运电池和上、下架检测时难免会出现电池跌落的情况，造成电池外观受损、尤其是电池头部盖帽封口处易受损出现变形，化成产气造成的高内压导致漏液的情况。造成一些不必要的报废和产生安全隐患。
4.例如，公开号为cn203398761u的专利，公开了一种适合二次注液/开口化成的电池盖帽结构；公开号为cn201298566的专利，公开了一种圆柱型电池二次注液/开口化成辅助密封装置；公开号为cn211295154u的专利，公开了一种可二次注液/开口化成的钢壳圆柱型锂离子电池。
5.以上专利因其结构复杂，钢珠封口过程中易造成钢壳﹑盖帽变形等，不易大范围推广使用。同时，由于化成后内压的存在，造成电池dcir存在差距，一致性不好，不利于锂离子电池的多串并的使用。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，包括如下步骤：s1﹑在电池制作完成后，对电池进行注液；s2﹑对注液后的电池进行合盖帽操作；s3﹑采用化成柜对注液后的电池进行化成；s4﹑采用真空箱对化成后的电池进行抽真空处理；s5﹑对电池进行二次注液；s6﹑对电池进行封口；s7﹑封口后的电池转入后续工序。
8.进一步，s7中，封口后电池的后续工序包括清洗﹑套膜﹑高温活化﹑再充电﹑老化﹑分容。
9.进一步，电池的注液﹑合盖帽﹑化成﹑抽真空﹑封口工序均在干燥环境的车间内进行。
10.进一步，干燥环境的车间为水分含量小于或等于1%的密闭空间。
11.进一步，圆柱型锂离子电池包括电池钢壳，电池盖帽和卷芯，在卷芯装入电池钢壳，卷芯正极耳焊接连接好电池盖帽后，完成锂离子电池制作。
12.进一步，合盖帽工序具体操作时，将卷芯正极耳进行“v”字折叠，将电池盖帽合在电池钢壳头部u型凹槽内。
13.进一步，化成工序包括静止和恒流充电步骤，其中，恒流充电时间为5-60min。
14.进一步，抽真空工序包括抽真空、静置、破真空步骤，其中，抽真空处理时，真空度≦-0.085，时间≧5min。
15.本发明的有益效果为：本发明在圆柱型锂离子电池采用机械封口定型前进行化成，抽真空工艺步骤，机械封口定型前将化成产生的气体抽走，封口定型后电池的内压降低，几乎接近常规大气压强，提高了电池的安全性与dcir一致性，工艺流程简单，容易生产。
附图说明
16.图1为本发明实施例中的工艺流程图；图2为本发明对比例中的工艺流程图。
实施方式
17.如图1所示，一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，包括如下步骤：s1﹑在电池制作完成后，对电池进行注液；s2﹑对注液后的电池进行合盖帽操作：合盖帽工序具体操作时，将卷芯正极耳进行“v”字折叠，将电池盖帽合在电池钢壳头部u型凹槽内；s3﹑在干燥间内采用化成柜对电池进行充电；化成工艺如下表1：s4﹑在干燥间内采用真空箱对电池进行抽真空；抽真空按如下表2的设置：s5﹑在干燥间内进行二次注液；s6﹑在干燥间内对电池进行封口定型；s7﹑封口定型后的电池进行清洗﹑套膜；s8﹑对电池进行高温活化；s9﹑对电池进行再充电；s10﹑对电池进行老化；s11﹑对电池进行分容。
18.其中，电池的注液﹑合盖帽﹑化成﹑抽真空﹑封口工序均在干燥环境的车间内进行，干燥环境的车间为水分含量小于或等于1%的密闭空间。
19.进一步，圆柱型锂离子电池包括电池钢壳，电池盖帽和卷芯，在卷芯装入电池钢壳，卷芯正极耳焊接连接好电池盖帽后，完成锂离子电池制作。
20.圆柱型锂离子电池制作完成后，需要进行质量测试，具体操作如下：安全测试：跌落采用以下的测试方法对实施例的机械封口圆柱型锂离子电池进行跌落测试：
⑴
按照锂电池国家标准《gb31241-2014》的要求对实施例的机械封口圆柱型锂离子电池进行跌落测试。
21.⑵
跌落测试结果见数据表3。
22.dcir测试：采用以下的测试方法对实施例的机械封口圆柱型锂离子电池进行dcir测试。
23.测试设备：新威ce-6000；电池充电：电池先放完电，然后充电至10%soc；dcir测试：2c倍率恒流放电20秒。
24.dcir测试结果见数据表4：单位：mω对比例：圆柱型锂离子电池型号为26650-5000mah。
25.如图2，机械封口圆柱型锂离子电池的传统化成工艺，机械封口圆柱型锂离子电池的制作工艺流程为：卷芯装入电池钢壳﹑卷芯正极耳上焊接连接好电池盖帽完成锂离子电池制作的前工序﹑注液﹑合盖帽﹑封口﹑清洗﹑套膜﹑化成﹑老化﹑分容。
26.机械封口圆柱型锂离子电池的传统化成工艺，包括如下的步骤：s1﹑在电池完成前工序后，在干燥间内对电池进行注液；s2﹑在干燥间内对注液后的电池进行合盖帽操作；s3﹑在干燥间内对电池进行封口；s4﹑封口后的电池进行清洗﹑套膜；s5﹑对电池进行化成；化成工艺如下表1：s6﹑对电池进行老化；s7﹑对电池进行分容。
27.质量测试的具体操作步骤如下：安全测试：跌落采用以下的测试方法对对比例的机械封口圆柱型锂离子电池进行跌落测试：
⑴
按照锂电池国家标准《gb31241-2014》的要求对对比例的机械封口圆柱型锂离子电池进行跌落测试。
28.⑵
跌落测试结果见数据表3。
29.表3：ok表示跌落后电池未见冒气泡﹑漏液；ng表示电池跌落后出现冒气泡﹑漏液现象。
30.表3的数据说明，本发明一种圆柱型锂离子电池的二次注液/开口化成工艺，可以明显改善电池因跌落导致的漏液不良。
31.dcir测试：采用以下的测试方法对对比例的机械封口圆柱型锂离子电池进行dcir测试。
32.测试设备：新威ce-6000；电池充电：电池先放完电，然后充电至10%soc；dcir测试：2c倍率恒流放电20秒。
33.dcir测试结果见数据表4：单位：mω。
34.表4：表4的数据说明，本发明一种圆柱型锂离子电池的二次注液/开口化成工艺，可以明显改善电池的dcir一致性。
35.综上所述，本发明在圆柱型锂离子电池采用机械封口定型前进行化成，抽真空工艺步骤，机械封口定型前将化成产生的气体抽走，封口定型后电池的内压降低，几乎接近常规大气压强，提高了电池的安全性与dcir一致性，工艺流程简单，容易生产。
36.上面的实施例仅仅是对本发明的优选的实施方式的描述，并非对本发明的构思和保护范围的限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，包括如下步骤：s1﹑在电池制作完成后，对电池进行注液；s2﹑对注液后的电池进行合盖帽操作；s3﹑采用化成柜对注液后的电池进行化成；s4﹑采用真空箱对化成后的电池进行抽真空处理；s5﹑对电池进行二次注液；s6﹑对电池进行封口；s7﹑封口后的电池转入后续工序。2.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，所述s7中，封口后电池的后续工序包括清洗﹑套膜﹑高温活化﹑再充电﹑老化﹑分容。3.根据权利要求1所述的一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，电池的注液﹑合盖帽﹑化成﹑抽真空﹑封口工序均在干燥环境的车间内进行。4.根据权利要求3所述的一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，所述干燥环境的车间为水分含量小于或等于1%的密闭空间。5.根据权利要求3所述的一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，圆柱型锂离子电池包括电池钢壳，电池盖帽和卷芯，在卷芯装入电池钢壳，卷芯正极耳焊接连接好电池盖帽后，完成锂离子电池制作。6.根据权利要求5所述的一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，所述合盖帽工序具体操作时，将卷芯正极耳进行“v”字折叠，将电池盖帽合在电池钢壳头部u型凹槽内。7.根据权利要求4所述的一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，所述化成工序包括静止和恒流充电步骤，其中，恒流充电时间为5-60min。8.根据权利要求4所述的一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其特征在于，所述抽真空工序包括抽真空、静置、破真空步骤，其中，抽真空处理时，真空度≦-0.085，时间≧5min。

技术总结
本发明涉及一种圆柱型锂离子电池的二次注液、开口化成工艺，其包括如下步骤：S1﹑在电池制作完成后，对电池进行注液；S2﹑对注液后的电池进行合盖帽操作；S3﹑采用化成柜对注液后的电池进行化成；S4﹑采用真空箱对化成后的电池进行抽真空处理；S5﹑对电池进行二次注液；S6﹑对电池进行封口；S7﹑封口后的电池转入后续工序，S7中，封口后电池的后续工序包括清洗﹑套膜﹑高温活化﹑再充电﹑老化﹑分容。本发明在圆柱型锂离子电池采用机械封口定型前进行化成，抽真空工艺步骤，机械封口定型前将化成产生的气体抽走，封口定型后电池的内压降低，几乎接近常规大气压强，提高了电池的安全性与DCIR一致性，工艺流程简单，容易生产。容易生产。容易生产。


技术研发人员：陈小花
受保护的技术使用者：深圳市动力源能电子有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/12