[发明专利]锂离子电池及其成化方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池及其化成方法。所述锂离子电池化成方法包括的步骤有：第一阶段小电流充放电循环处理、对锂离子电池进行大电流充电处理、第二阶段小电流充放电循环处理。本发明锂离子电池化成方法在电极SEI膜形成的充电容量区间范围内采用小电流充放电循环，而在其他充电容量区间内采用大电流充电，确保电极形成的SEI膜致密且稳定，从而改善SEI膜质量和锂离子电池性能，同时不增加化成时间。另外，所述锂离子电池化成方法简化了电池活化工艺，条件易控，有效保证了化成效果，保证了锂离子电池循环性和低自放电。

技术领域

本发明属于电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池及其成化方法。

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。

随着现代社会的不断发展，移动设备如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、摄像机、以及混合电动车和纯电动车等将会越来越广泛运用电池，特别是锂离子电池。随着移动设备的不断进步，人们对电池的如比容量、高安全和长循环性能以及低成本等的要求越来越高。

在锂离子电池的制作工艺过程中，电极材料确定的情况下，化成方法是决定整个电池性能最关键的步骤。电池化成是指，对新生产的电池初次充电之过程，就是用小电流对封装完成的锂离子电池进行充电激活材料活性，它的目的在于在负极表面形成一层钝化层，以保护整个化学界面。

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引起的体积改变，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。

现有常规的化成方法是先采用小电流(如0.05C～0.2C)充电1～8h，再采用0.2～1C充满的方法。虽然理论上讲初次充电电流越小对电池性能越有利，但常规的这种小电流充电会延长制程时间，而且这种常规化成方法不利于SEI膜的生成，容易导致生成的SEI膜质量如均匀性和稳定性不理想，从而导致锂离子电池的循环性、自放电性能和安全性不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种锂离子电池化成方法和由锂离子电池化成方法后的锂离子电池，以克服现有采用小电流的锂离子电池化成方法导致锂离子电池的循环性和自放电性能不理想的技术问题。

为了实现上述发明目的，一方面，本发明提供了一种锂离子电池化成方法。所述锂离子电池化成方法包括如下步骤：

将需要进行化成处理的锂离子电池于不大于0.1C下进行第一充电处理，直至所述锂离子电池的充电容量不大于所述锂离子电池初次充电容量的15％，然后于不大于0.1C下进行第一放电处理至所述锂离子电池的截止放电电压，重复由所述第一充电处理和第一放电处理构成的充放电循环若干次，完成第一阶段充放电循环处理；

将经所述第一阶段充放电循环处理后的所述锂离子于0.1～1C下进行充电处理直至所述锂离子电池初次充电容量的80～90％；