[发明专利]一种锂离子电池预充方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种锂离子电池预充方法。

【背景技术】

目前锂离子电池应用日趋广泛，电池需求量不断增加，对电池制造商而言，一方面要提高生产效率来满足市场需要，另一方面要求改进和完善工艺，在提高产品质量的同时提高生产效率。随着锂电行业的生产机械化，预充工序已经成为目前制约生产速率及产品质量的重要环节。

对于锂离子电池而言，预充即首次充电时，由于电化学反应，不可避免地在石墨负极与电解液的相界面上形成覆盖在石墨表面的钝化薄层，此薄层即为固体电解质界面(solid electrolyte interface)或称SEI膜。对锂离子电池预充时，在负极表面生成SEI膜的同时，会发生副反应产生气体产物，而如果预充过程中气体产生不完全，在电芯后期的电循环过程中会持续放出，严重影响电芯的电性能及安全性能。因此锂离子电池的预充步骤是制造电芯的重要阶段，关系到电芯的容量、倍率、循环寿命、安全等多方面的性能。

现阶段的预充工序,通常是采用小电流进行长达十几个小时的充电,以期获得理想的SEI膜，保持电池性能的稳定。但是长时间的预充步骤导致生产效率低下。

镍钴铝材料是一种比容量很高的正极材料，其比容量超过钴酸锂以及镍钴锰三元材料，是高能量密度电池产品的优选正极材料。镍钴铝材料活性较高，为提高其在电池使用过程中的稳定性，人们一般使用相匹配的电解液，同时也需要形成稳定的SEI膜。室温下该材料的电化学反应速率缓慢，导致该材料的大电流充放电性能不佳，大多数有关该材料的研究都采用低倍率充放，较低的倍率性将严重影响该体系材料的应用，因此预充仍采用传统的钴酸锂预充方法即采用小电流长时间充电，成为目前制约该材料体系生产效率和产品性能的重要环节。

【发明内容】

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种针对正极活性物质为镍钴铝材料的锂离子电池的预充方法，能在电芯性能得到提升的前提下极大地提高生产效率。

一种锂离子电池预充方法，所述锂离子电池的正极活性物质为镍钴铝材料，依次包括阶段式充电步骤和恒压充电步骤；

其中，所述阶段式充电步骤依次包括第一充电步骤和第二充电步骤，所述第一充电步骤的电流小于第二充电步骤的电流，且所述第一充电步骤的预充电量为所述锂离子电池总电量的20％-40％。

在一个实施例中，

所述第一充电步骤的预充电量为所述锂离子电池总电量的20％-30％。

在一个实施例中，

所述第一充电步骤的充电电流小于0.2C，充电时间为1-3h。

在一个实施例中，

所述第一充电步骤的充电电流为0.1C-0.2C，充电时间为1.5h-3h。

在一个实施例中，

所述充电时间为1.3h-1.5h。

在一个实施例中，

所述第二充电步骤的充电电流为0.2C-0.33C。

在一个实施例中，

第二充电步骤的充电电流为0.3C。

在一个实施例中，

所述锂离子电池的负极为石墨负极。

在一个实施例中，

所述镍钴铝材料中，Ni：Co：Al＝0.8：0.15：0.05。

在一个实施例中，

所述第一充电步骤的充电电流为0.1C，充电时间为2h。

本发明的有益效果是：

采用本发明的预充方法对以镍钴铝为正极活性物质的锂离子电池进行预充电，能够使电芯达到与采用传统小电流长时间预充工艺的电芯相当甚至更优的电学性能，同时缩短了预充时间，提高了生产效率；同时，本发明预充方法的实施为镍钴铝材料更广泛的运用提供了坚实基础。

【附图说明】

图1是种实施例的锂离子电池预充方法采用电流为0.1C的充电曲线图，横坐标为时间，纵坐标为电压值。

【具体实施方式】

以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。

如图1所示，一种实施例的锂离子电池预充方法，其中，所述锂离子电池的正极活性物质为镍钴铝材料，所述锂离子电池的负极为石墨负极，锂离子电池预充方法依次包括阶段式充电步骤和恒压充电步骤，即阶段式充电步骤在恒压充电步骤之前；

其中，所述阶段式充电步骤依次包括第一充电步骤和第二充电步骤，所述第一充电步骤的电流小于第二充电步骤的电流，且所述第一充电步骤的预充电量为所述锂离子电池总电量的20％-40％。