技术领域
[0001] 本
发明涉及
锂离子电池生产技术领域,具体涉及一种锂离子电池的化成方法。
背景技术
[0002] 目前,全球资源困乏,污染严重,发展清洁
能源迫在眉睫。建立清洁、安全、高校、经济的能源体系,降低油耗
汽车对于不可再生石油资源的依赖,实现可持续发展是我国的方针路线。锂离子电池作为石油资源的替代者被广泛关注。近年来,我国锂离子发展主要集中于两个方面:一是作为汽车、轮船、
飞行器等运输工具的动
力电源和储能装备;二是应用于手机、电脑等
电子设备。
[0003] 随着日益提升的生活
水平,对于锂离子电池的电性能的要求也越来越高。锂离子电池的循环性能成为衡量其
质量的关键指标之一。的为了满足锂离子电池的循环性能要求,现有的方案是通过材料改善、调整
电解液添加剂、优化电池内部结构等诸多方式来改善锂离子电池的循环性能。这些方式在改善锂离子的循环性能上取得了一定的成就,但是,随着用电设备的耐久性要求的不断提高,面对客户对电芯循环性能要求的日益提升,现有的锂离子电池的循环性能已经无法满足客户要求,锂离子电池的循环性能仍需提高。
发明内容
[0004] 有鉴于此,本发明期望提供一种锂离子电池的化成方法,对电池采用充电、放电的方式交替进行脉冲化成,通过脉冲技术大大消除充电带来的浓差极化,形成更稳定、致密的SEI膜,循环性能得到更大的提升。
[0005] 为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:本发明提供一种锂离子电池的化成方法,依次对电池进行恒流充电和脉冲化成,所述恒流充电的方法包括将电池恒流充电至2.75-3.5V,所述脉冲化成的方法包括将电池先恒流充电,停止充电,再反向进行恒流充电,停止充电,如此循环直至充电容量占设计容量
50%-100%或者
电压达到2.8-4.2V。
[0006] 进一步地,所述恒流充电至2.75-3.5V时的
电流和所述脉冲化成时恒流充电的电流均保持在0.2C-1C。
[0007] 进一步地,所述脉冲化成时反向恒流充电电流保持在0C-1C。
[0008] 进一步地,所述脉冲化成单次充电时间保持在0-100s。
[0009] 进一步地,所述脉冲化成单次充电后休息时间为0-50s。
[0010] 进一步地,所述脉冲化成的总时间不超过5h。
[0011] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池的正极主材由LiCoO2、LiMnO2、LiNixCoyMnzO2、LiFePO4其中的一种或几种组成。
[0012] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池的负极主材由天然
石墨、人造石墨、
硅碳材料的一种或几种组成。
[0013] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池是圆柱电池、
软包电池或者方形电池的一种。
[0014] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池是液态电池、半
固态电池、准固态电池或
全固态电池。
[0015] 本发明有益效果如下:本发明提供一种锂离子电池的化成方法,与现有化成方式相比,采用短时间、小电流充电、反向充电的方式交替进行脉冲化成,迅速消除或减小极化,大大消除充电带来的浓差极化;同时让锂离子电池负极表面形成更稳定、致密的SEI膜,循环性能得到更大的提升。
具体实施方式
[0016] 本发明具体实施方式的核心在于提供一种锂离子电池的化成方法,依次对电池进行恒流充电和脉冲化成,所述恒流充电的方法包括将电池恒流充电至2.75-3.5V,所述脉冲化成的方法包括将电池先恒流充电,停止充电,再反向进行恒流充电,停止充电,如此循环直至充电容量占设计容量50%-100%或者电压达到2.8-4.2V。
[0017] 进一步地,所述恒流充电至2.75-3.5V时的电流和所述脉冲化成时恒流充电的电流均保持在0.2C-1C。
[0018] 进一步地,所述脉冲化成时反向恒流充电电流保持在0C-1C。
[0019] 进一步地,所述脉冲化成单次充电时间保持在0-100s。
[0020] 进一步地,所述脉冲化成单次充电后休息时间为0-50s。
[0021] 进一步地,所述脉冲化成的总时间不超过5h。
[0022] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池的正极主材由LiCoO2、LiMnO2、LiNixCoyMnzO2、LiFePO4其中的一种或几种组成。
[0023] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池的负极主材由天然石墨、人造石墨、硅碳材料的一种或几种组成。
[0024] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池是圆柱电池、软包电池或者方形电池的一种。
[0025] 上述任一种锂离子电池的化成方法,所述锂离子电池是液态电池、半固态电池、准固态电池或全固态电池。
[0026] 为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容,下面结合
实施例对本发明的实现进行详细阐述,所附实施例仅供参考说明之用,并非用来限定本发明。
[0027] 本发明所述具体实施例及对比例均采用三元NCM正极主材搭配人造石墨体系制备锂离子电池,化成前、后均使用
现有技术常规工艺制作。
[0028] 对比例:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.85V。该批电池在流转时标记为X批。
[0029] 实施例1:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.2C的电流充电1s,停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为A批。
[0030] 实施例2:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.2C的电流充电0.9s,停止充电,搁置30s,再以0.01C反向进行恒流充电0.1s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为B批。
[0031] 实施例3:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.2C的电流充电5s,停止充电,搁置30s,再以0.01C反向进行恒流充电0.5s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为C批。
[0032] 实施例4:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.2C的电流充电5s,停止充电,搁置30s,再以0.01C反向进行恒流充电1s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为D批。
[0033] 实施例5:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.2C的电流充电10s,停止充电,搁置30s,再以0.01C反向进行恒流充电0.5s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为E批。
[0034] 实施例6:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.5C的电流充电5s,停止充电,搁置30s,再以0.01C反向进行恒流充电0.5s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为F批。
[0035] 实施例7:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.7C的电流充电5s,停止充电,搁置30s,再以0.01C反向进行恒流充电0.5s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为G批。
[0036] 实施例8:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以1C的电流充电5s,停止充电,搁置30s,再以0.01C反向进行恒流充电0.5s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为H批。
[0037] 实施例9:将注液搁置完毕后的一批电池放置在化成柜上,在25℃下,以0.2C的电流进行恒流充电,直至电池两端电压为3.0V,继续将上述电池进行恒流脉冲充电,先将电池以0.5C的电流充电5s,停止充电,搁置30s,再以0.05C反向进行恒流充电0.5s,然后停止充电,搁置30s,如此循环直至电池两端电压为3.85V时停止充电,结束整个充电过程。该批电池在流转时标记为I批。
[0038] 将上述经过不同脉冲化成流程及常规化成方法得到的A-I及X批电池经过老化、静置、分容后,挑选容量、内阻相近的不同批次电池各一只,依次记为A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1、I1及X1。进行25℃下,0.5C充电、1C放电的循环测试试验,记录当各自电池剩余容量均降至初始容量的80%时的循环周数如下表:表1 不同化成方法达到相同寿命时的循环周数
由上表可以看出,使用现有技术常规化成方法制备的电池剩余容量降至初始容量的
80%时跑了849圈循环,而使用本发明脉冲化成法同样的寿命时跑了978-1389圈,电池循环性能提升15%-64%。
以上涉及到的公知常识内容不作详细描述,本领域的技术人员能够理解。
[0039] 以上所述仅为本发明的一些具体实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何
修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于
说明书上的内容,必须要根据
权利要求范围来确定其技术性范围。