[发明专利]一种负极采用硅碳的锂离子电池化成分容方法

说明书

本发明公开了一种负极采用硅碳的锂离子电池化成分容方法，包括如下步骤：将注液老化后未封口的电芯上柜进行化成得到第一电芯；将第一电芯进行高温老化处理得到第二电芯；将第二电芯转入注液房，排气，补液，静置得到第三电芯；将第三电芯上柜进行分容得到第四电芯；将第四电芯抽真空排气，补液，封口，搁置。本发明提出的锂离子电池化成分容方法，能够有效的缓解并排除化成过程中的产气，避免前几步循环过程中的电解液损失，减少电池在充放电过程中的膨胀，提升电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极采用硅碳的锂离子电池化成分容方法。

背景技术

锂离子电池具有长循环寿命、工作温度范围宽、工作电压范围宽、低自放电率、高效率及高比能量、以及无记忆效应等优点，已在电子、汽车等众多行业得到了广泛的应用。锂离子电池的化成步骤是制造电池的重要阶段，化成关系到电池的容量高低、循环寿命长短、安全性能等多方面的品质。在电池生产的诸多工序中，化成是尤其重要的一环，其主要目的就是在首次充电过程中，在电极材料表面形成一层固体电解质膜(SEI膜)，SEI膜的性能将直接决定电池的循环性能和电池的一致性。

化成是指对电池进行首次充电的过程。现有的锂离子二次电池的化成主要有两种方式，密封化成和开口化成。密封化成是在注完电解液后将注液孔密封，然后进行电池化成，在化成的过程中有乙烯、二乙烯、氟化磷、氟化氢等气体产生，这些气体在电池内部积聚会造成电池膨胀，外壳发鼓、变形，甚至会导致电池发生爆炸。为了克服这一问题，现有技术中通常采用开口化成的方式进行化成，即在电池注液孔未密封的情况下进行电池化成，待电池化成之后再密封，目前开口化成技术，在方形铝壳电芯上已实现大规模应用，不存在技术障碍。

锂离子电池的化成主要有两方面作用：一是锂离子电池中的活性物质借助第一次充电进行活化，转化成具有正常电化学作用的物质；二是使电极表面，主要是负极表面生成致密的钝化膜(SEI膜)。影响化成效果的重要条件包括化成时间、电流和化成温度。具体来说，在电池的化成过程中，有机电解液会在碳负极表面发生还原、分解，形成一层电子绝缘、锂离子可导的钝化层SEI膜(Surface Electrolyte Interface)。由于锂离子的嵌入过程必然经由覆盖在碳负极上的SEI膜，因此SEI膜的特性对整个锂离子电池的电化学性能，如电池容量、电池的法拉第效率、循环寿命、自放电性能(存储寿命)、低温性能、稳定性以及安全性等均有很大的影响，均匀和稳定的SEI膜能很好地适应锂离子的嵌入和脱出，形成均匀和稳定的SEI膜对电池的各种电化学性能都是有利的，SEI膜的特性则直接取决于锂离子电池的化成方法的得当与否。

目前，硅基负极材料因其具有较高的比容量，成为锂离子电池研发应用的热点。然而由于硅基负极材料充放电过程中体积膨胀较大，造成SEI膜的不断破裂、生成，从而造成电解液的不断消耗、电池的鼓胀及循环性能严重衰退。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种负极采用硅碳的锂离子电池化成分容方法，能够有效的缓解并排除化成过程中的产气，避免前几步循环过程中的电解液损失，减少电池在充放电过程中的膨胀，提升电池的循环性能。

本发明提出的一种负极采用硅碳的锂离子电池化成分容方法，包括如下步骤：

S1、将注液老化后未封口的电芯上柜进行化成得到第一电芯；

S2、将第一电芯进行高温老化处理得到第二电芯；

S3、将第二电芯转入注液房，排气，补液，静置得到第三电芯；

S4、将第三电芯上柜进行分容得到第四电芯；

S5、将第四电芯抽真空排气，补液，封口，搁置。

优选地，S1中，化成的具体操作如下：将注液老化后未封口的电芯采用小电流化成，再采用大电流化成。