[实用新型]锂离子电池自适应化成设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池自适应化成设备，属于电池检测领域。

背景技术

在锂离子电池的化成过程中，目前几乎所有的厂家都是根据经验，对所有的电池采取单一的恒流充放，没有考虑到单个电池在原材料的不均匀、生产工艺、员工素质和管理力度、机器设备等因素影响下存在的差异，而实际上化成的本质是在电池的负极生成一张优质完整的SEI膜。

在锂离子电池首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层(passivating film)。这种钝化层是一种界面层，具有固体电解质的特征，是电子绝缘体却是锂离子的优良导体，锂离子可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出，因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”(solid electrolyte interface)，简称SEI膜。

SEI 膜的好坏直接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能，它对于整个电池来讲至关重要，而电池的内阻，自放电率，循环寿命都与SEI膜的质量密切相关，如何生成一张优质完整的SEI膜，成为化成的关键。

采用SEI膜控制自适应化成方法，可以使每只电池都根据自己的特点，形成最好的SEI膜，大大提高了成品率和电池质量，有效防止了电池在化成过程中的漏液爬碱，化成后的电池内阻低，自放电小，寿命长。

发明内容

本实用新型旨在发明一种锂离子电池自适应化成设备，根据不同电池形成SEI膜的最佳条件来进行化成，以大大提高锂离子电池的成品率和电池质量。

为实现上述的目的，本实用新型采用如下技术方案，锂离子电池自适应化成设备包含主控模块MK，计算机曲线处理PC，自适应曲线S，恒流源电流电压控制PK，电池电流电压采样UIC，恒流源P1，恒流源P2，恒流源P3，恒流源P4，被测电池B1，被测电池B2，被测电池B3，被测电池B4等组成；见附图1。

下面参照附图1，说明本实用新型工作过程：

首先正常测试获得一些电池化成曲线，根据对应电池的测试性能，包括电池的内阻，自放电率，循环寿命等参数，选择一只SEI膜形成最好的电池曲线，将该曲线作为自适应标准曲线S。

主控模块MK读取计算机曲线处理PC选定的自适应曲线S的数据，通过恒流源电流电压控制PK对恒流源P1，P2，P3，P4进行控制，使被测电池的电压随自适应曲线S变化，电池电流电压采样UIC对电池的电流和电压进行实时采样，并将采样结果传递到主控模块MK，主控模块实时调节恒流源的输出，保证被测电池电压曲线与自适应曲线一致，直到自适应曲线完毕，化成完成。

本实用新型的基本原理是：

SEI膜的形成好坏与化成条件息息相关，在石墨负极体系中，SEI 膜的形成更多地依赖于电池电压，但是其他因素也对SEI膜的形成有一定的影响，如不同的电解液溶剂其还原反应活性与还原分解电压不同, 使得在不同的电解液溶剂中所形成的SEI 膜的组成不同；使用及存储时环境温度对SEI 膜也有很大的影响；低电流密度以及低温有利于形成良好的SEI 膜等等。

如此众多的条件使任何单一的化成方法都无法满足SEI膜形成的最佳条件，本实用新型通过在前期的化成过程中，通过测试手段，找到批量生产电池工艺下的最佳化成曲线，然后引导其他电池按照此自适应标准曲线的电压趋势进行化成，必定使化成电池趋于更佳的形成SEI膜的条件。

附图说明：

附图1是本实用新型的原理示意图。

具体实施方式：

为了使本实用新型的技术方案更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明，此处所描述的具体实例，仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

实施例：

（1）取待化成锂离子电池若干只，将其接入化成系统中；

（2）主控模块MK读取计算机曲线处理PC选定的自适应曲线S的数据；

（3）主控模块MK通过恒流源电流电压控制PK对恒流源P1，P2，P3，P4进行控制，使被测电池的电压随自适应曲线S变化；

（4）电池电流电压采样UIC对电池的电流和电压进行实时采样，并将采样结果传递到主控模块MK；

（5）主控模块MK根据电池电流电压采样UIC的采样结果实时调节恒流源的输出，保证被测电池电压曲线与自适应曲线一致；

（6）主控模块MK读取到自适应曲线数据尾部，控制恒流源停止输出，化成结束。