[发明专利]锂离子二次充电电池的化成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次充电电池的化成方法。

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。锂离子二次充电电池的化成步骤是制造电池的重要阶段，化成关系到电池的容量高低、循环寿命长短、安全性能等多方面的品质。化成是指对电池进行首次充电的过程。

与本发明最相关的现有技术为，公开号CN181591C专利所公开的技术方案，该专利尽管具有防止电池鼓包和气胀，易于控制电池厚度、安全性能好的优点，但存在低的电解液残余量和容量、低的倍率放电性能、低的循环性能等不足。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种锂离子二次充电电池的化成方法，能够制得具有高电解液残余量、高容量、高倍率放电性能和高循环性能的锂离子二次电池。

实现本发明的技术方案：

一种锂离子二次充电电池的化成方法，其特征在于：采用闭口化成，先分三个阶段对电池进行恒流充电，再对电池进行恒压充电。

各充电阶段之间留有时间间隔。

三个恒流充电阶段采用不同的充电电流，充电电流依次递增。

第一阶段恒流充电电流为0.01～0.05C，充电的截止电压为2.0～2.5V；第二阶段恒流充电电流为0.1～0.15C，充电的截止电压为3.0～3.2V；第三阶段恒流充电电流为0.2C，充电的截止电压为3.6～3.8V。

恒压充电阶段的充电电压为3.6～3.8V，截止电流为0.01C。

各充电阶段之间的时间间隔为5～15分钟，后一间隔时间大于前一间隔时间。

闭口化成的温度为35～80℃。

化成前后均需对电池进行陈化，陈化温度35～80℃，陈化时间为48～72小时。

本发明具有的有益效果：

本发明采用闭口化成，先分三个阶段对电池进行恒流充电，再对电池进行恒压充电，各充电阶段之间留有时间间隔。在该时间间隔中停止对电池进行充电，此时，电池内部产生的气体能够充分吸收，从而能够有效避免在充电过程中产生的大量气体导致鼓胀。此外，由于在生产的过程中，正负极片存在不均匀性，因此充电时在电流一定的情况下，将导致极片表面电位存在差异，从而使部分表面存在过充，按照本发明的方法，在所述停止充电的时间间隔中，还有利于电池极片表面的高电位的电子向低电位的方向移动，从而达到整个极片电位一致，有利于SEI膜的形成，避免了后续充电时极片局部过充的可能，从而改善了电池的循环性能，并且先小电流后大电流有利于在在电极表面形成均匀稳定的柔性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。恒流阶段后的恒压充电阶段有利于对电池的充分化成，充分激发正极活性物质中心部分锂离子的完全脱出，这部分脱锂量可用于弥补首次充电过程中，用于形成SEI膜而损失的不可逆容量，对容量发挥有很大帮助。

本发明锂离子二次电池闭口化成的温度为35-80℃，能够提高锂离子的迁移速率，有效降低了电池化成过程中由于材料电导率低而造成的极化程度，从而有效的促进磷酸亚铁锂锂离子电池化成过程中SEI膜的形成。同时在化成过程中提高环境的温度可以降低化成过程中电池中电解液的粘度，改善电解液的离子扩散能力，形成良好的离子迁移环境，提高化成过程中的离子迁移速率，从而提高了铁电池的迁移速率，这样就可以有效的减小由于正极活性物质LiFePO₄较LiCoO₂低的电导率所造成的极化，在化成过程中可以有效的形成比较完整的SEI膜，提高材料的利用率。从而在提高正极活性物质为磷酸铁锂的锂离子电池的容量的同时还可以提高电池的循环性能和倍率放电性能。

在充电前，为了使电解液能将电极活性物质充分浸润，有效地利用电极活性材料，需要对电池进行陈化；在充电完成后，为了使得化成阶段所形成的SEI膜更加稳定，也需要对电池进行陈化。

具体实施方式

实施例一：

采用闭口化成，闭口化成的温度优选为35～60℃，先分三个阶段对电池进行恒流充电，再对电池进行恒压充电，各充电阶段之间留有时间间隔，三个恒流充电阶段采用不同的充电电流，充电电流依次递增。