[发明专利]一种锂离子二次电池的首次充电化成方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子二次电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池的首次充电化成方法。 

背景技术

目前，锂离子二次电池的首次充电化成方法是以一定的电流恒流对电池进行充电至3.4V～3.9V，然后对电池进行抽真空封口，封口后再老化24h～168h，最后恒流充电至4.2V。这种方法的弊端在于：形成固体电解质界面膜（SEI膜）的过程中，会伴随一定的副反应发生，产生有害气体。有害气体不能在形成固体电解质界面膜的过程中及时排出，而是存在于极片和隔膜之间，当电压到达3.4V～3.9V后在低压环境内贮存时气体才能逸出。因此在抽真空之前有害气体以杂质的方式存在于电池的内部，影响电池的尺寸、内阻和倍率等，甚至会继续干扰、破坏电池的充放电反应。经封口老化的3.4V～3.9V的电池以恒流（分为大电流（倍率为0.5C～2C）和小电流（倍率为0.1C～0.5C）两种方式）的方式进行充电至4.2V。这种充电方式的弊端在于：小电流充电会延长电池的生产周期，大电流充电尤其是高电压段时的大电流充电则会造成负极析锂，进而影响电池的容量、寿命和安全等各种性能。因此单纯的采用小电流或大电流都存在明显的不足。 

有鉴于此，确有必要提供一种锂离子二次电池的首次充电化成方法，该方法通过改进锂离子二次电池的首次充电化成的工艺和参数等，有效地克服了现有技术中的首次充电化成方法导致的有害气体产生后残留在锂离子二次电池内部的问题，更好的保证Li⁺的迁移，使形成的SEI膜更加均一、稳定和致密，从而保证锂离子二次电池的容量、寿命、内阻、倍率和安全等性能，提高产品的质量。此外，采用本发明还能缩短电池的生产周期。 

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子二次电池的首次充电化成方法，该方法通过改进锂离子二次电池的首次充电化成的工艺和参数等，有效地克服了现有技术中的首次充电化成方法导致的有害气体产生后残留在锂离子二次电池内部的问题，更好的保证Li⁺的迁移，使形成的SEI膜更加均一、稳定和致密，从而保证锂离子二次电池的容量、寿命、内阻、倍率和安全等性能，提高产品的质量。此外，采用本发明还能缩短电池的生产周期。 

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案，一种锂离子二次电池的首次充电化成方法，包括以下步骤：第一步，将已注有电解液的锂离子二次电池在温度为20℃～70℃和相对湿度小于或等于10%的环境下陈化处理2～96h，然后在负压状态下逐步增加充电电流对电池进行分段充电化成，当电压到达3.6V时，对电池进行封口。 

第二步，对封口后的电池进行2h～480h的老化处理，然后先以0.5C～1C的倍率恒流充电至3.8～4.0V，再以0.2C～0.5C的倍率恒流充电至4.2V，最后在4.2V下恒压充电，充电截止电流为10mA～200mA。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，所述负压为-0.01MPa～-0.099MPa。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，所述负压为-0.085MPa～-0.092MPa。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，第一步所述充电化成为先以0.01C～0.03C的倍率恒流充电至2.5V，再以0.05C～0.1C的倍率恒流充电至3.2V，然后以0.1C～0.2C的倍率恒流充电至3.6V。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，第一步所述充电化成为先以0.01C的倍率恒流充电至2.5V，再以0.05C的倍率恒流充电至3.2V，然后以0.1C的倍率恒流充电至3.6V。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，所述陈化处理的温度为20℃～40℃，这是较佳的选择。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，所述陈化处理的持续时间为12h～24h，这是较佳的选择。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，所述老化处理的持续时间为24h～72h，这是较佳的选择。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，所述老化处理的温度为10℃～70℃。 

作为本发明锂离子二次电池的首次充电化成方法的一种改进，第二步老化处理后，先以0.5C的倍率恒流充电至4.0V，再以0.2C的倍率恒流充电至4.2V，最后在4.2V下恒压充电，充电截止电流为10mA～200mA。