[发明专利]一种锂离子二次电池的化成方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种电池的化成方法，更具体的说，是关于一种锂离子二次电池的化成方法。

背景技术

电池在使用前都必须进行化成，以便激活电池正、负极的活性物质，从而使电池达到充放电的最佳状态。电池的化成一般指对电池进行首次充电，所述化成一般为开口化成，所述化成方法为在常温下对电池进行连续恒流或恒流恒压充电。如CN1412880A公开了一种二次锂离子电池开口正压化成方法，该化成方法包括将已注入电解液并经陈化的电池，用胶纸将注液孔封住，放到充放电柜上，以0.001-1C的小电流恒流充电，再以0.05-10C的大电流恒流充电，然后在30-80℃陈化0.5-160小时。

除了上述对电池进行化成的充电方法以外，现有技术中还包括一些在电池的使用过程中对电池进行充电的方法，如CN1141751C公开了一种用于铅酸电池、镍氢蓄电池、镉镍蓄电池和锂离子蓄电池的快速充电方法，该方法包括先对电池以恒大电流和恒小电流周期性变化脉冲充电，到达G点电压值后再对电池进行恒电压直流电与恒小电流周期性脉冲充电，所述恒大电流的电流值为1-4C，持续时间为1-300秒，恒小电流的电流值为0.01-0.2C，持续时间为1-60秒；所述恒压脉冲充电的电压值为低于G点电压值0.01-1伏，持续时间为1-300秒，恒小电流的电流值为0.01-0.2C，持续时间为1-60秒。虽然上述方法能够在充电过程中降低或消除极化，减少电池的析气量，能够达到快速充电的目的，但是，在将上述或类似用于电池使用过程中的充电方法用于电池的化成，也就是电池的首次充电中后发现，充电的效果并不理想，电池的循环性能较差，甚至会对电池造成损伤，无法达到电池的使用要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的化成方法使制得的电池循环性能差的缺点而提供一种能够使电池具有良好循环性能的锂离子二次电池化成方法。

本发明提供了一种锂离子二次电池的化成方法，该方法包括在锂离子二次电池的化成温度下，对电池进行充电，所述充电包括依次对电池进行恒电流充电和脉冲充电，所述脉冲充电的方法包括将电池以恒电流进行脉冲充电，其中，所述恒电流脉冲充电为先恒电流充电，停止充电，再恒电流充电，停止充电，如此循环直至电压为3.5-4.25伏，所述恒电流脉冲充电的充电电流为0.01-2C。

本发明的化成方法能够有效控制化成过程中存在的极化问题，减少化成过程中的析气量，有效减轻化成过程中的电池气胀问题，因此，本发明的方法能够使锂离子电池在化成过程中分解而消耗的电解液的量减少。此外，本发明的方法还利于在电极表面形成均匀稳定的SEI膜，从而大大提高了电池的容量维持率，改善了电池的循环性能。

具体实施方式

本发明所述的方法为在锂离子二次电池的化成温度下，对电池进行充电，所述充电包括依次对电池进行恒电流充电和脉冲充电，所述脉冲充电的方法包括将电池以恒电流进行脉冲充电，其中，所述恒电流脉冲充电的方法为先恒电流充电，停止充电，再恒电流充电，停止充电，如此循环直至电压为3.5-4.25伏，优选为3.7-4.2伏；所述恒电流脉冲充电的充电电流为0.01-2C，优选为0.01-1C。本发明的发明人意外的发现，在先对电池进行恒小电流充电后再将电池以0.01-2C，优选为0.01-1C的小电流进行恒流脉冲充电后，电池的容量维持率有显著提高，电池的循环性能因此得到改善。

在所述恒电流脉冲充电过程中，各恒电流充电阶段的充电电流可以相同也可以不同，在恒电流脉冲充电的各阶段采用不同的电流充电能够动态的控制化成过程中电流的强度，使得SEI膜的各个形成阶段都在最合适的充电电流下充电，形成的SEI膜也比较均一稳定；同时在各个化成阶段脱嵌锂离子的反应不同，形成的浓差极化也不同，针对不同的浓差极化情况，采用不同的充电电流，可以有效的减小化成过程中形成的浓差极化，因此，优选情况下，在以恒电流进行脉冲充电的过程中，各恒电流充电阶段的充电电流不同。此外，在恒电流脉冲充电阶段，由于受浓差极化的影响，在刚进入脉冲充电阶段时，极化不是特别严重，因此可以采用稍大的电流，随着化成过程的进行，浓差极化的影响明显增大，因此，为了减小浓差极化，就需要缓慢减小充电电流，因此，优选情况下，在以恒电流进行脉冲充电的过程中，各恒电流充电阶段的充电电流逐渐递减，即后一充电阶段的充电电流低于前一充电阶段的充电电流，二者的差值可以为0.001-1C，优选为0.001-0.2C。