[发明专利]一种同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法。

背景技术

现阶段锂离子二次电池生产过程中需要化成，目的是为了激活活性物质，对外具有放电性能，可在负极形成一层较为稳定的固体电解质界面膜(SEI膜)，从而能有效地改善锂离子二次电池的性能。传统的工艺是对锂离子二次电池实行注一种电解液并一次化成的方法。这种方法存在一定的不足之处。当对锂离子二次电池进行化成时，其阳极电位下降，还原电位高的添加剂会优先在阳极成膜，这就导致两种结果：1)成膜电位低的添加剂A不能优先于添加剂B成膜；2)成膜电位低的添加剂A少量参与成膜，成膜于SEI膜外层，后续高温循环或存储过程中容易被破坏。

CN200510101338.7公开了一种制备电池的二次化成方法，先将电解液注入电池进行一次化成，化成后在将剩余电解液和添加剂双草酸硼酸锂注入电池中，再进行二次化成，使双草酸硼酸锂在阳极成膜，此种方法虽然提高电池的首次充电效率，但是由于电解液中没有成膜添加剂使SEI膜成膜不是很完善，二次化成时双草酸硼酸锂还会在阳极成膜，导致电池低温性能不够理想并且循环过程中容量衰减比较快。

有鉴于此，确有必要提供一种使低温添加剂优先成膜，达到改善电池低温性能的目的，再使高温添加剂在高温循环或存储过程中成膜，达到修复SEI膜，改善电池高温性能的目的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法。本发明使低温添加剂优先成膜，达到改善电池低温性能的目的，使高温添加剂后成膜，达到高温循环或存储过程中修复SEI膜，从而改善电池高温性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供的方案是：

一种同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，第一次注液，将含低温添加剂的电解液A注入预留侧封边的电池中；

步骤二，第一次化成，对电池进行陈化，然后对其进行第一次化成，化成至电池标称容量的5％-60％，然后进行真空陈化；

步骤三，第二次注液，将含高温添加剂的电解液B注入真空陈化后的电池中，所述电解液B占电解液A和电解液B总量的重量比为5％～60％；

步骤四，第二次化成，对电池进行陈化，然后对其进行第二次化成，化成至电池标称容量的5％-60％，然后进行真空陈化；

步骤五，密封，对电池进行侧封，得到锂离子电池。

作为本发明同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法的一种改进，步骤一中所述低温添加剂为卤代有机酯、亚硫酸酯类添加剂或磺酸酯类添加剂。

所述的卤代有机酯为氟碳酸乙烯酯(FEC)或者氯代碳酸酯；

所述的亚硫酸酯类添加剂亚硫酸乙烯酯(PS)，亚硫酸丙烯酯(ES)；

所述的磺酸酯类添加剂为1，3-丙磺酸内酯和1，4丁烷磺酸内酯。

上述添加剂具有形成的致密的SEI膜薄，在低温下SEI膜电阻较低，从而可改善电池的低温性能。

作为本发明同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法的一种改进，步骤二中所述高温添加剂为含有亚乙烯基的有机不饱和化合物。

所述的亚乙烯基的有机不饱和化合物为丙烯腈(ANN)、碳酸亚乙烯酯或者2-氰基呋喃。此类添加剂的特征是化合物种的亚乙烯基仔一定的电位条件下获得或是去电子，成为烯烃自由基，自由基可以与其他添加剂分子在碳负极表面发生自由基聚合反应，生成聚烷氧基碳酸锂化合物，这种高分子网络界面膜有一定的韧性，脆性小，在电极表面稳定性好，能够改善电池的高温性能。

作为本发明同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法的一种改进，步骤一和步骤三所述的高温陈化的时间为4h-16h，化成温度为25℃-60℃。陈化时间小于4h影响电解液浸润，时间大于16h，对电解液浸润性改善不明显，且影响产能。

作为本发明同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法的一种改进，步骤一和步骤三所述的真空陈化的时间为4h-16h，真空陈化的温度为25℃-60℃。低于25℃陈化，电解液的浸润速度过慢，影响产能，高于60℃陈化会对电池有一定的破坏作用。

作为本发明同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法的一种改进，步骤一所述低温添加剂占电解液A的重量比为0.53％-6.0％。