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专利名称：一种免分容电子烟电池及其满电化成方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111546503.5

专利申请（专利权）人：新余赣锋电子有限公司
权利人地址：江西省新余市高新开发区南源路2668号

专利发明（设计）人：戈志敏,肖海燕,朱介丁,高杨,王永伟,余小旦

专利摘要：本发明属于电子烟电池化成技术领域。本发明提供了一种免分容电子烟电池及其满电化成方法，将电子烟电池顺次进行注液、静置、满电化成，得到免分容电子烟电池；所述满电化成包含如下步骤：1)第一次搁置；2)第一次恒流充电；3)第二次搁置；4)第二次恒流充电；5)第三次搁置；6)第一次恒流恒压充电；7)第四次搁置；8)第二次恒流恒压充电；9)第五次搁置。本发明的方法制备的电子烟电池的下柜电压≥4.23V，出厂电压≥4.175V；不分容的情况下能够准确判定每个电池的实际放电容量，保证实际容量达到出厂容量要求。本发明的满电化成方法减少了一步充放电分容以及补电到满电的工序，大幅度降低了电池的制造成本。

主权利要求：
1.一种免分容电子烟电池的满电化成方法，其特征在于，将电子烟电池顺次进行注液、静置、满电化成，得到免分容电子烟电池；
静置在25 35℃下进行；
~
所述满电化成包含如下步骤：1）第一次搁置；2）第一次恒流充电；3）第二次搁置；4）第二次恒流充电；5）第三次搁置；6）第一次恒流恒压充电；7）第四次搁置；8）第二次恒流恒压充电；9）第五次搁置；
步骤2）所述第一次恒流充电中，上限电压为3.5 4.2V，起始电流为0.03 0.07C，充电时~ ~间为50 85min；
~
步骤4）所述第二次恒流充电中，上限电压为3.7 4.2V，起始电流为0.1 0.3C，充电时间~ ~为30 60min；
~
步骤6）所述第一次恒流恒压充电中，上限电压为4.2 4.25V，起始电流为0.6 1.0C，充~ ~电时间为80 140min；
~
步骤8）所述第二次恒流恒压充电中，上限电压为4.255 4.30V，起始电流为0.1 0.3C，~ ~充电时间为50 100min；
~
步骤6）所述第一次恒流恒压充电的容量为标称容量的94％以上为合格容量；
所述免分容电子烟电池为下柜电压≥4.23V，出厂电压≥4.175V；所述下柜电压为步骤
8）的下柜电压；
满电化成结束后，按照低压标准筛选出低压电池，然后通过步骤6）筛选出低容电池，剩下的电池就是电压合格以及容量合格的电池，此电池不需要再经过分容工步分选容量，也不需要最后补电到满电电压。
2.根据权利要求1所述的满电化成方法，其特征在于，所述静置的时间为40 55h。
~
3.根据权利要求1或2所述的满电化成方法，其特征在于，步骤1）所述第一次搁置、步骤
3）所述第二次搁置、步骤5）所述第三次搁置、步骤7）所述第四次搁置和步骤9）所述第五次搁置的时间独立的为2 30min。
~
4.权利要求1 3任意一项所述的满电化成方法得到的免分容电子烟电池，其特征在于，~所述免分容电子烟电池的下柜电压≥4.23V，出厂电压≥4.175V。 说明书 : 一种免分容电子烟电池及其满电化成方法技术领域[0001] 本发明涉及电子烟电池化成技术领域，尤其涉及一种免分容电子烟电池及其满电化成方法。背景技术[0002] 现在市面上的电子烟大多是一次性产品，电子烟烟油使用完毕后电子烟就直接丢弃了，使得做为电子烟重量配件的锂离子电池也作为一次性产品使用，因此出货的时候要求满电出货。工厂一般要求出货电压大于等于4.175V，保证电池的电量达到最大值，满足烟油消耗所需的电量，因此一次性电子烟电池都要求满电出货。[0003] 现在常规的电子烟电池制作方法是电池注液静置48h后，使用半电化成的方式进行化成，化成下柜保证3.8V以上的电压，形成稳定致密的SEI膜，然后电池静置4h以上进行二封，二封结束进行上柜分容。按照先恒流恒压充电然后恒流放电的步骤测试每个电池容量，保证符合客户对电池容量的要求，放电完毕后接着以恒流恒压充满电的方式进行补电，保证电压满足内部出厂电压大于等于4.175V的要求，通过软件筛选出低容电池以及低压电池，合格电池按照正常电子烟制作流程制成成品出厂。常规的电子烟电池化成工艺流程和分容以及充满电流程设置如表1、表2所示。[0004][0005][0006] 常规的一次性电子烟电池化成流程以及分容流程存在如下弊端：[0007] （1）电池需要进行分容，增加了分容柜子的需求量，需要购买分容柜子才能满足产品出厂要求，电池产能越大，购买分容柜子的数量就越多，电池制造设备成本明显增加。[0008] （2）电池分容需要连接供电系统，因为分容工步需要电量消耗，同时分容柜子需要生产场地摆放，电池产能越大，分容消耗的电能以及场地就越大，制造电池的电力成本以及车间建设或者租赁成本增加。[0009] （3）电池分容需要安排员工进行电池上下柜操作，需要投入劳动力成本，产能越大，投入人员越多，制造电池的人工成本增加。[0010] 因此，研究开发一种省去分容步骤的电子烟电池满电化成工艺，具有重要的应用价值和意义。发明内容[0011] 本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种免分容电子烟电池及其满电化成方法。[0012] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0013] 本发明提供了一种免分容电子烟电池的满电化成方法，将电子烟电池顺次进行注液、静置、满电化成，得到免分容电子烟电池；[0014] 所述满电化成包含如下步骤：1）第一次搁置；2）第一次恒流充电；3）第二次搁置；4）第二次恒流充电；5）第三次搁置；6）第一次恒流恒压充电；7）第四次搁置；8）第二次恒流恒压充电；9）第五次搁置。[0015] 作为优。鼍仓玫氖奔湮40 55h。~[0016] 作为优。街1）所述第一次搁置、步骤3）所述第二次搁置、步骤5）所述第三次搁置、步骤7）所述第四次搁置和步骤9）所述第五次搁置的时间独立的为2 30min。~[0017] 作为优。街2）所述第一次恒流充电中，上限电压为3.5 4.2V，起始电流为0.03~0.07C，充电时间为50 85min。~ ~[0018] 作为优。街4）所述第二次恒流充电中，上限电压为3.7 4.2V，起始电流为0.1~ ~0.3C，充电时间为30 60min。~[0019] 作为优。街6）所述第一次恒流恒压充电中，上限电压为4.2 4.25V，起始电流~为0.6 1.0C，充电时间为80 140min。~ ~[0020] 作为优。街8）所述第二次恒流恒压充电中，上限电压为4.2554.30V，起始电~流为0.1 0.3C，充电时间为50 100min。~ ~[0021] 本发明还提供了一种所述的满电化成方法得到的免分容电子烟电池，所述免分容电子烟电池的下柜电压≥4.23V，出厂电压≥4.175V。[0022] 本发明的有益效果包括以下几点：[0023] 1）本发明的方法制备的电子烟电池的下柜电压≥4.23V，出厂电压≥4.175V，满足公司内部的出厂电压要求。[0024] 2）本发明的方法在不分容的情况下能够准确判定每个电池的实际放电容量，保证实际容量达到出厂容量要求。[0025] 3）本发明的满电化成方法减少了一步充放电分容以及补电到满电的工序，节约了设备投入成本以及电池制造的厂地成本、电力成本和人力成本，大幅度降低了电池的制造成本。具体实施方式[0026] 本发明提供了一种免分容电子烟电池的满电化成方法，将电子烟电池顺次进行注液、静置、满电化成，得到免分容电子烟电池；[0027] 所述满电化成包含如下步骤：1）第一次搁置；2）第一次恒流充电；3）第二次搁置；4）第二次恒流充电；5）第三次搁置；6）第一次恒流恒压充电；7）第四次搁置；8）第二次恒流恒压充电；9）第五次搁置。[0028] 本发明所述注液采用本领域的常规方法进行，所述静置的时间优选为40 55h，进~一步优选为43 52h，更优选为48 50h；所述静置优选在25 35℃下进行，进一步优选为28 32~ ~ ~ ~℃。[0029] 本发明所述电子烟电池优选为圆柱形电子烟电池。[0030] 本发明步骤1）所述第一次搁置、步骤3）所述第二次搁置、步骤5）所述第三次搁置、步骤7）所述第四次搁置和步骤9）所述第五次搁置的时间独立的优选为2 30min，进一步优~选为5 20min，更优选为10 12min。~ ~[0031] 本发明步骤2）所述第一次恒流充电中，上限电压优选为3.5 4.2V，进一步优选为~3.6 4V，更优选为3.7 3.9V；起始电流优选为0.03 0.07C，进一步优选为0.04 0.06C，更优~ ~ ~ ~选为0.05C；充电时间优选为50 85min，进一步优选为55 70min，更优选为60 65min。~ ~ ~[0032] 本发明步骤2）的第一次恒流充电中，当达到上限电压或充电时间其中一项时，第一次恒流充电结束，开始步骤3）的第二次搁置。[0033] 本发明步骤4）所述第二次恒流充电中，上限电压优选为3.7 4.2V，进一步优选为~3.8 4.1V，更优选为3.9 4.0V；起始电流优选为0.1 0.3C，进一步优选为0.15 0.25C，更优~ ~ ~ ~选为0.2C；充电时间优选为30 60min，进一步优选为35 50min，更优选为40 45min。~ ~ ~[0034] 本发明步骤4）的第二次恒流充电中，当达到上限电压或充电时间其中一项时，第二次恒流充电结束，开始步骤5）的第三次搁置。[0035] 本发明步骤6）所述第一次恒流恒压充电中，上限电压优选为4.2 4.25V，进一步优~选为4.21 4.24V，更优选为4.22 4.23V；起始电流优选为0.6 1.0C，进一步优选为0.7~ ~ ~ ~0.9C，更优选为0.8C；充电时间优选为80 140min，进一步优选为85 120min，更优选为90~ ~ ~100min。[0036] 本发明步骤6）的第一次恒流恒压充电中，先将电压升高至上限电压，在恒定的上限电压下充电，当达到充电时间时，第一次恒流恒压充电结束，开始步骤7）的第四次搁置。[0037] 本发明步骤6）所述第一次恒流恒压充电的容量为标称容量的94%以上为合格容量。[0038] 本发明中，步骤2）和步骤4）的恒流充电已经充进去大概14.17%的容量，锂离子电池第1次充电的时候充进去的容量其中一部分用来形成SEI膜消耗掉了，放电能放出来的容量只有充进去容量的92%左右，因此要保证放电容量合格，那么充电容量要按照如下计算出来的充电容量才能保证放电合格，计算公式为：标称容量/0.92?标称容量×0.1417=标称容量的94%。[0039] 本发明步骤8）所述第二次恒流恒压充电中，上限电压优选为4.2554.30V，进一~步优选为4.257 4.259V，更优选为4.258V；起始电流优选为0.1 0.3C，进一步优选为0.15~ ~ ~0.25C，更优选为0.2C；充电时间优选为50 100min，进一步优选为60 90min，更优选为70~ ~ ~80min。[0040] 本发明步骤8）的第二次恒流恒压充电中，先将电压升高至上限电压，在恒定的上限电压下充电，当达到充电时间时，第二次恒流恒压充电结束，开始步骤9）的第五次搁置。[0041] 本发明的满电化成方法中，所用的电子烟电池的容量优选为1205000mAh，进一~步优选为200 2000mAh，更优选为300 1500mAh。~ ~[0042] 本发明还提供了一种所述的满电化成方法得到的免分容电子烟电池，所述免分容电子烟电池的下柜电压≥4.23V，出厂电压≥4.175V。[0043] 本发明所述免分容电子烟电池优选为下柜电压≥4.23V，出厂电压≥4.175V；所述下柜电压为步骤8）的下柜电压。[0044] 本发明的满电化成结束后，按照低压标准筛选出低压电池，然后通过步骤6）筛选出低容电池，剩下的电池就是电压合格以及容量合格的电池，此电池不需要再经过分容工步分选容量，也不需要最后补电到满电电压。[0045] 本发明的方法省去了分容的工艺步骤，不需要分容设备，减少了分容柜购买的设备投入，节约了电池生产分容车间的厂房建设投入，缩短了整个电池生产的工艺时间，使得电池从配料到出厂时间减少，提高了产品出厂效率，提高了产品生产周期的竞争力。[0046] 本发明的方法省去了分容以及补电到满电的工艺步骤，节约了员工上下柜的操作，节约了人力成本，节约了电池生产的电能，节约了电池生产电力成本。[0047] 下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。实施例1[0048] 将5000个型号为18350?950mAh的电子烟电池（电池容量为950mAh）注液后在30℃下静置48h，然后采用满电化成的方式进行上柜化成。满电化成的步骤为：搁置2min后在47.5mA的电流下进行第一次恒流充电，当满足上限电压为3.5V或充电时间为50min的任意一项时，第一次恒流充电结束，搁置2min。搁置完成后在190mA的电流下进行第二次恒流充电，当满足上限电压为3.7V或充电时间为30min的任意一项时，第二次恒流充电结束，搁置2min。搁置完成后在950mA的电流下将电压升高至4.20V，在4.20V下进行第一次恒流恒压充电，充电时间为80min，搁置2min。最后在190mA的电流下将电压升高至4.255V，在4.255V下进行第二次恒流恒压充电，充电时间为50min，搁置2min，满电化成完成，得到免分容电子烟电池。[0049] 实施例1得到的免分容电子烟电池的下柜电压低于4.23V的电池为80个，剩余的4920个电池电压均≥4.23V。实施例1制备的免分容电子烟电池常温放置4天，出厂前平均电压为4.195V，低于4.175V的电池为20个，4900个合格电池满足出厂电压≥4.175V的要求。[0050] 对合格电池进行分容，对电池容量进行测试[0051] 将4900个合格电池进行分容，分容步骤为：静置3min后在475mA的电流下将电压升高至4.2V，在4.2V下进行第一次恒流恒压充电，当满足截止电流为19mA或充电时间为100min的任意一项时，第一次恒流恒压充电结束，静置3min。接着在475mA的电流下进行恒流放电，当满足电压下限为3V或充电时间为130min的任意一项时，恒流放电结束，静置3min。然后在475mA的电流下将电压升高至4.25V，在4.25V下进行第二次恒流恒压充电，当满足截止电流为9.5mA或充电时间为200min的任意一项时，第二次恒流恒压充电结束，静置3min，得到电子烟电池。[0052] 对4900个电子烟电池按照电池容量≥950mAh的标准进行筛。细竦绯氐氖课4898个，容量合格率为99.96%，满足电池容量抽检≥99.9%的标准，容量测试合格，本发明第一次恒流恒压充电过程中筛选电池充电容量的方法准确有效。实施例2[0053] 将5000个型号为17350?800mAh的电子烟电池（电池容量为800mAh）注液后在28℃下静置50h，然后采用满电化成的方式进行上柜化成。满电化成的步骤为：搁置5min后在32mA的电流下进行第一次恒流充电，当满足上限电压为3.5V或充电时间为63min的任意一项时，第一次恒流充电结束，搁置5min。搁置完成后在120mA的电流下进行第二次恒流充电，当满足上限电压为3.5V或充电时间为40min的任意一项时，第二次恒流充电结束，搁置6min。搁置完成后在640mA的电流下将电压升高至4.2V，在4.2V下进行第一次恒流恒压充电，充电时间为100min，搁置6min。最后在120mA的电流下将电压升高至4.255V，在4.255V下进行第二次恒流恒压充电，充电时间为70min，搁置5min，满电化成完成，得到免分容电子烟电池。[0054] 实施例2得到的免分容电子烟电池的下柜电压低于4.23V的电池为85个，剩余的4915个电池电压均≥4.23V。实施例2制备的免分容电子烟电池常温放置4天，出厂前平均电压为4.19V，低于4.175V的电池为25个，4890个合格电池满足出厂电压≥4.175V的要求。[0055] 按照实施例1中的分容步骤对4890个电池容量进行测试，结果为4887个电池容量≥800mAh，容量合格率为99.94%，满足电池容量抽检≥99.9%的标准，容量测试合格，本发明第一次恒流恒压充电过程中筛选电池充电容量的方法准确有效。实施例3[0056] 将5000个型号为18500?1500mAh的电子烟电池（电池容量为1500mAh）注液后在32℃下静置45h，然后采用满电化成的方式进行上柜化成。满电化成的步骤为：搁置10min后在90mA的电流下进行第一次恒流充电，当满足上限电压为3.7V或充电时间为50min的任意一项时，第一次恒流充电结束，搁置10min。搁置完成后在375mA的电流下进行第二次恒流充电，当满足上限电压为4.2V或充电时间为30min的任意一项时，第二次恒流充电结束，搁置8min。搁置完成后在1500mA的电流下将电压升高至4.2V，在4.2V下进行第一次恒流恒压充电，充电时间为80min，搁置8min。最后在375mA的电流下将电压升高至4.255V，在4.255V下进行第二次恒流恒压充电，充电时间为50min，搁置10min，满电化成完成，得到免分容电子烟电池。[0057] 实施例3得到的免分容电子烟电池的下柜电压低于4.23V的电池为80个，剩余的4910个电池电压均≥4.23V。实施例3制备的免分容电子烟电池常温放置4天，出厂前平均电压为4.189V，低于4.175V的电池为15个，4905个合格电池满足出厂电压≥4.175V的要求。[0058] 按照实施例1中的分容步骤对4905个电池容量进行测试，结果为4903个电池容量≥1500mAh，容量合格率为99.96%，满足电池容量抽检≥99.9%的标准，容量测试合格，本发明第一次恒流恒压充电过程中筛选电池充电容量的方法准确有效。对比例1[0059] 将5000个型号为18350?950mAh的电子烟电池（电池容量为950mAh）注液后在30℃下静置48h，然后采用满电化成的方式进行上柜化成。满电化成的步骤为：搁置8min后在47.5mA的电流下进行第一次恒流充电，当满足上限电压为3.4V或充电时间为40min的任意一项时，第一次恒流充电结束，搁置8min。搁置完成后在190mA的电流下进行第二次恒流充电，当满足上限电压为3.8V或充电时间为25min的任意一项时，第二次恒流充电结束，搁置8min。搁置完成后在950mA的电流下将电压升高至4.25V，在4.25V下进行恒压充电，充电时间为70min，搁置8min。满电化成完成，得到免分容电子烟电池。[0060] 对比例1得到的免分容电子烟电池的下柜电压低于4.23V的电池为150个，剩余的4850个电池电压均≥4.23V。对比例1制备的免分容电子烟电池常温放置4天，出厂前平均电压为4.18V，低于4.175V的电池为850个，4000个合格电池满足出厂电压≥4.175V的要求。[0061] 按照对比例1中的分容步骤对4000个电池容量进行测试，结果为3628个电池容量≥950mAh，容量合格率为90.7%，不满足电池容量抽检合格率≥99.9%的标准，容量测试不合格，说明改变本发明的满电化成工艺参数，得到的电子烟电池的电压合格率和电容合格率均显著下降，无法满足出厂要求。[0062] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

专利地区：江西

专利申请日期：2021-12-16

专利公开日期：2024-09-03

专利公告号：CN114243135B