[发明专利]用于电化学电池的处理方法

说明书

本发明提出一种处理电化学电池(10)的方法。该方法包括将处于放电状态的电化学电池(10)充电至电化学电池(10)在第一温度的可达到容量的至少20%充电状态，以获得处于部分充电状态或完全充电状态的电化学电池(10)并保持电化学电池(10)在第二温度处于相应的部分充电状态或完全充电状态。第一温度和第二温度高于电化学电池(10)的操作温度。

背景

本公开内容一般涉及电化学电池。更特别地，本公开内容涉及处理电化学电池，例如钠-金属卤化物电池以获得增加的循环寿命的方法。

电池组是包含一个或多个电化学电池，并将储存的化学能转化为电能的装置。在一些应用中，一个或多个电池组被用来在移动系统例如电动车和混合动力电动车中储存部分能量。实例包括机车、非公路用采矿车、海上应用、公共汽车和汽车。电池组也可用于固定设施应用，例如用于离网或弱电网通信基站的设施级储能系统、不间断电源(UPS)系统和柴油机-电池混合动力系统。高温钠-金属卤化物电池组常常针对许多这样的应用。

钠-金属卤化物电池组通常由很多钠-金属卤化物电池制得。钠-金属卤化物电池通常包含含有钠的阳极；含有镍、氯化钠和四氯铝酸钠的阴极；和隔离阳极和阴极的固体电解质。多个钠-金属卤化物电池可串联或并联连接在钠-金属卤化物电池组中。这样的电池组由于它们的高能量密度、安全性和在宽的温度范围内操作的能力而很受关注。

钠-金属卤化物电池的目前的发展是针对提高性能和循环寿命。影响钠-金属卤化物电池的循环寿命的一个主要的因素是可能与充电/放电循环期间阴极材料的劣化有关的容量衰减。在减少钠-金属卤化物电池的容量衰减方面存在几种尝试。这些方法的大多数集中于降低阴极材料中的晶粒生长或对电池操作加以限制，例如，限制深度放电或偏移至高充电电压或温度。然而，这些方法可能具有诸如低容量和/或降低的性能的缺点。

本领域对增加电化学电池例如钠-金属卤化物电池的循环寿命的改进方案有持续不断的增长需求。

简要描述

一些实施方案涉及处理电化学电池的方法。该方法包括在第一温度将处于放电状态的电化学电池充电至电化学电池可达到容量的至少20%充电状态，以获得处于部分充电状态或完全充电状态的电化学电池，并在第二温度保持电化学电池处于相应的部分充电状态或完全充电状态。第一温度和第二温度高于电化学电池的操作温度。

在一个实施方案中，用于处理钠-金属卤化物电池的方法包括在第一温度将处于放电状态的钠-金属卤化物电池充电至钠-金属卤化物电池可达到容量的至少30%充电状态，以获得处于部分充电状态的钠-金属卤化物电池，并在第一温度保持钠-金属卤化物电池处于相应的部分充电状态，经历从约30小时至约100小时的范围内的持续时间。第一温度在从约350摄氏度至约500摄氏度的范围内。

在另一个实施方案中，处理钠-金属卤化物电池的方法包括在第一温度将处于放电状态的钠-金属卤化物电池充电，以获得处于完全充电状态的钠-金属卤化物电池，并在第一温度保持钠-金属卤化物电池处于完全充电状态，经历从约30小时至约100小时的范围内的持续时间。第一温度在从约350摄氏度至约500摄氏度的范围内。

本发明包括以下方面：

方面1. 一种处理电化学电池(10)的方法，其包括：

在第一温度将处于放电状态的电化学电池(10)充电至电化学电池(10)可达到容量的至少20%充电状态，以获得处于部分充电状态或完全充电状态的电化学电池(10)；和

在第二温度保持电化学电池(10)处于相应的部分充电状态或完全充电状态，其中第一温度和第二温度高于电化学电池(10)的操作温度。

方面2. 方面1的方法，其中所述第一温度和所述第二温度独立地高于330摄氏度。

方面3. 方面2的方法，其中所述第一温度、所述第二温度或二者在从约350摄氏度至约500摄氏度的范围内。