[发明专利]一种提高锂离子二次电池性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池，尤其涉及一种提高锂离子二次电池性能的方法。

背景技术

研究表明，锂离子电池在初次充电过程中，电解质发生了氧化还原反应，其产物在电极表面形成了一层钝化保护膜。这种膜象固体电解质一样存在于电极与溶液的界面处，对电子是绝缘的，但允许离子通过。这种膜的沉积作用是不可逆的，形成后能阻止溶剂与锂离子共嵌，同时也能阻止电解质在电极上的进一步反应。所以，该保护膜的形成直接影响着锂离子电池的各项性能，而电池的首次充放电工艺则是保护膜形成的重要影响因素之一。目前锂离子电池制造行业普遍采用的首次充放电工艺均为恒流充放。现有锂离子电池工艺过程中，电极保护膜形成不充分，会产生副反应，电池化学反应体系的不稳定性，电池性能较差。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种提高锂离子二次电池性能的方法，通过改进电池的首次充放电工艺，更有效的形成电极保护膜，从而提高锂离子二次电池的性能。

为此，本发明提出的提高锂离子二次电池性能的方法，包括如下步骤：

a、小电流恒流恒压首次充电

采用至少一个电流值先恒流对锂离子电池进行充电，待到电池升压至一截止电压后，再以该截止电压恒压继续充电；

b、电池首次充电后的密封、陈化

将锂离子电池密封后，进行高温陈化或高温陈化后，再进行电池密封；

c、对锂离子电池进行小电流恒流首次放电；

d、对锂离子电池进行大电流恒流恒压第二次充电。

本发明优选方案，首次充电时恒流阶段的电流为：0.001C～0.5C，首次充电时恒压阶段的截止电压为3.8～4.1V，首次充电的时间为1～10小时。

高温陈化的温度为30～60℃，高温陈化的时间为0.5～100小时。

首次放电的电流为0.001C～0.5C，截止电压为2.75～3.6V。

第二次充电的电流为0.5～5C，截止电压为4.2V。

本发明所述的锂离子电池可以为液态锂离子电池、胶体锂离子电池及聚合物锂离子电池任一种锂离子二次电池。

采用本发明提出的方法，可以克服锂离子电池一般工艺过程中电极保护膜形成不充分的缺点，可以减少副反应的产生，提高电池化学反应体系的稳定性，而有效地提高电池性能，如电池循环寿命、容量、安全性能等。

附图说明

图1电池循环寿命的测试曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例与比较例对本发明做进一步说明：

实施例：按比例混合正、负极物料，分别均匀涂覆于铝箔、铜箔上制成正、负极片。将其裁成合适的尺寸，与隔膜纸一起卷绕成电芯，装入电池壳内，再将壳与盖板用激光密封。从注液孔注入电解液后，放到充放电柜上，以0.05C恒流充电至4.0V，再以4.0V恒压充电2小时-首次充电。接着密封注液孔(也可以在高温陈化后密封注液孔)，45℃高温陈化24小时，然后以0.1C恒流放电至3.0V-首次放电，最后以1C恒流充电至4.2V-第二次充电，制成063048铝壳电池A。

根据需要，本发明还可以选用：首次充电时恒流阶段的电流：0.001C～0.5C，此阶段并不局限于单一电流单一步骤，也可以通过调整电流的大小而分为多个步骤(例如：第一步，0.001C充0.5h；第二步，0.01C充0.5h；第三步，0.05C充2h；第四步，0.1C充6h)；首次充电时恒压阶段的截止电压为3.8～4.1V，首次充电的时间为1～10小时。高温陈化的温度为30～60℃，高温陈化的时间为0.5～100小时。首次放电的电流为0.001C～0.5C，截止电压为2.75～3.6V。第二次充电的电流为0.5～5C，截止电压为4.2V。

比较例：电池注入电解液后，放到充放电柜上，以0.2C恒流充电至4.0V，接着密封注液孔，然后继续以0.5C恒流充电至4.2V，制成063048铝壳电池B。

对A、B组电池进行循环寿命测试的结果如图1所示，其中B曲线是采用现有工艺制作的电池的测试曲线。

从上图可以看出，采用本发明后，电池的循环寿命有了相当程度的提高。

采用本发明提出的方法，可以克服锂离子电池一般工艺过程中电极保护膜形成不充分的缺点，可以减少副反应的产生，提高电池化学反应体系的稳定性，而有效地提高电池性能，如电池循环寿命、容量、安全性能等。