[发明专利]一种提升锂离子电池性能与一致性的化成工艺方法

说明书

本发明公开了一种提升锂离子电池性能与一致性的化成工艺方法，具体步骤为：首先进行一级电流充电，控制电池在以无机物形成为主的电压范围内，形成SEI膜内层；其次，进行恒压充电，在上一步的一级恒电流充电后，紧接着控制电池在无机物形成为主的截止电压下进行恒电压充电，使得大颗粒负极材料的表面SEI膜更为均匀致密，控制截止充电时间；进行二级电流的充电，在步骤S2恒压充电完成后，搁置5‑10分钟，进行二级恒电流充电，截止电压控制在有机物外层成膜基本完成的电池电压范围内；最后，常温搁置三天，二级恒电流充电至4.20V后，转4.20V恒压充电至电流不大于0.02C。本发明的有益效果：提高成膜的稳定性和一致性，从而提高电池的性能及其一致性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体来说，涉及一种提升锂离子电池性能与一致性的化成工艺方法。

背景技术

由于具有能量密度高，没有记忆效应，锂离子电池作为纯电动汽车首选的动力电池，已经得到大规模的生产和使用。众所周知，锂离子电池的性能不仅取决于电池的材料组成，电池的内部结构，而且与电池的化成工艺密切有关。这是因为锂离子电池在化成过程中，电解液中锂盐或者成膜添加剂首先在负极颗粒表面还原，形成固体-电解质界面膜(简称SEI膜)。成膜质量，比如形貌，厚度，组成成分等对电池的电化学性能起决定性作用。因此锂离子各大生产企业无不花费大量的人力物力去改进化成工艺，以期望使电池的性能最优化。部分企业的目标往往是出于产能的需要，在不降低电池性能的基础上，加快化成工艺的生产周期，对于电池的一致性更没有通过化成工艺改进去加以控制。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种提升锂离子电池性能与一致性的化成工艺方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种提升锂离子电池性能与一致性的化成工艺方法，包括以下步骤：

S1：一级电流首次充电，控制电池在以无机物形成为主的电压范围内，形成SEI膜内层；

S2：恒压充电，在上一步的一级恒电流充电后，紧接着控制电池在无机物形成为主的截止电压下进行恒电压充电，使得大颗粒负极材料的表面SEI膜更为均匀致密，同时控制截止充电时间；

S3：二级电流的充电，在步骤S2恒压充电完成后，搁置5-10分钟，进行二级恒电流充电，截止电压控制在有机物外层成膜基本完成的电池电压范围内；

S4：常温搁置三天，二级恒电流充电至4.20V后，转4.20V恒压充电至电流不大于0.02C。

进一步的，在步骤S1中，所述的一级电流是指在开路电压下，以0.05-0.10C的恒电流充电。

进一步的，在步骤S1中，所述的控制电池在以无机物形成为主的电压范围内是指截止电压为3.4V。

进一步的，在步骤S2中，所述的截止充电时间的范围为0.5h-1h。

进一步的，在步骤S3中，所述的二级电流是指以0.10C-0.20C的恒电流充电。

进一步的，在步骤S3中，所述的截止电压控制在有机物外层成膜基本完成的电池电压范围内是指截止电压为3.80V。

本发明的有益效果：本发明通过一级电流充电，有利于形成小颗粒为主的SEI膜中的无机物内层；通过恒电压充电，有利于形成更为致密均匀的SEI膜中的无机物内层，从而保证电池内阻一致性和循环过程中的一致性；通过二级电流充电，有利于形成疏松的SEI膜中的有机物外层，提高循环过程中颗粒表面SEI膜的机械应力，进而提高成膜的稳定性和一致性，从而提高电池的性能及其一致性。

附图说明