[发明专利]一种提升锂离子电池荷电保持率的化成方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种提升锂离子电池荷电保持率的化成方法。

背景技术

化成是锂电池生产过程中的重要工序，化成时在负极表面形成一层钝化层，即固体电解质界面膜（SEI膜），SEI膜的好坏直接影响到电池的循环寿命、稳定性、荷电保持性、安全性等电化学性能。传统的小电流预充方式有助于稳定的SEI膜形成，但是长时间的小电流充电会导致形成的SEI膜阻抗增大，从而影响锂离子电池的倍率放电性能，过程时间长，影响生产效率。

目前传统圆柱型锂离子电池首次化成流程常采用0.2C 恒流恒压充至满电，截止电流0.01C。该流程为单次中低倍率直接充至满电，不利于低电位条件下形成稳定的SEI膜。而且圆柱型锂离子电池在首次化成时不利于低电位条件下将正极粉料中单质金属杂质氧化成离子后迁移至负极析出，并快速扩散及氧化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，可有效降低在正极的单质金属杂质由于迁移至负极表面后堆积所引起的隔膜刺破并最终导致微短路的比例，从而降低锂离子电池自放电率，提升其荷电保持能力。 

本发明的提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，包括以下步骤：首先对锂离子电池进行小电流短时间充电，然后进行高温存储，最后进行较大电流充电。

本发明的提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，在对锂离子电池进行小电流短时间充电时：电流为20mA，时间为60min。

本发明的提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，在进行高温存储时：温度控制在45±3℃范围内，时间为16小时。

本发明的提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，在进行较大电流充电时：电流为0.2C，恒流恒压充至满电。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1）小电流短时间充电可以提供一个在正极的单质金属杂质的腐蚀电位，从而使其减少从正极迁移至负极表面；

2）高温存储使正极被腐蚀的金属离子扩散，通过多通道迁移至负极表面的不同位置，进行析出，不至于堆积，降低金属堆积刺破隔膜微短路的比例；

3）较大电流充电可降低锂离子电池的自放电率，提升其荷电保持能力。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，包括以下步骤：首先对锂离子电池进行小电流短时间充电，然后进行高温存储，最后进行较大电流充电。

本发明的提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，在对锂离子电池进行小电流短时间充电时：电流为20mA，时间为60min；小电流短时间充电可以提供一个在正极的单质金属杂质的腐蚀电位，从而使其减少从正极迁移至负极表面。

本发明的提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，在进行高温存储时：温度控制在45±3℃范围内，时间为16小时；高温存储使正极被腐蚀的金属离子扩散，通过多通道迁移至负极表面的不同位置，进行析出，不至于堆积，降低金属堆积刺破隔膜微短路的比例。

本发明的提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，在进行较大电流充电时：电流为0.2C，恒流恒压充至满电；较大电流充电可降低锂离子电池的自放电率，提升其荷电保持能力。

实例

一种提升锂离子电池荷电保持率的化成方法，包括以下步骤：

1）将待化成锂离子电池装至电池检测化成柜上；

2）使用电脑对已上柜的锂离子电池发送流程：休眠5min→20mA恒流60min→休眠5min，即给予锂离子电池一个电压时正极金属杂质氧化；

3）将已完成上述充电的锂离子电池转移到45℃的环境中存储16小时，使正极氧化的金属充分扩散迁移至负极表面析出，从而达到负极表面无堆积金属，然后转移到常温环境中静置至电池温度接近室温约12h；

4）已降至常温的锂离子电池上到检测柜上发送流程：休眠5min→0.2C恒流至4.2V→恒压至4.2V截止电压22mA→休眠5min，对电池充分激活，转入下工序；

5）结算电池自放电剔除不良品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。