[发明专利]一种软包装锂离子电池的化成方法

说明书

一种软包装锂离子电池的化成方法，锂电池陈化；设定夹具温度、初始压力，夹紧电池；对电池进行脉冲式压力按摩：设置夹具压力呈脉冲式变化、截止时间为2‑20min，对电池进行脉冲式压力按摩，到达截止时间且夹具的压力变化完成最后一个波形时，完成加压按摩，将夹具压力线性加压或者减压调整至下一步的初始电压；高温压力化成A，夹具压力恒定，恒流充电；高温压力化成B：设置夹具压力呈脉冲式变化，恒流充电；高温压力化成C；将循环充电后的电池切换至加压冷却夹具中，加压冷却定型。本发明可以达到缩减工序时间、提高化成效果、提升软包装电池硬度和电解液保有量、改善循环电池性能的效果。

技术领域

本发明涉及一种软包装锂离子电池的化成方法，属于锂离子电池制备技术领域。

背景技术

锂离子电池以其工作电压高、能量密度高、循环寿命长、自放电低、无记忆效应、无污染的独特优势，广泛用作数码产品、交通工具等的电源。其中软包装电池，由于外壳采用铝塑膜及其设计特点，具有更高的能量密度和功率密度，在锂离子电池产销量中所占的比例越来越大。

化成是锂离子电池的关键工序之一，在化成过程中，电极材料表面形成一层固体电解质相界面膜，其直接决定了电池的倍率、循环等性能。对于软包装锂离子电池，化成还具有增强电芯硬度、整形等功能。为了缩减工序时间、提高化成效果，业界开始对化成的压力、温度和充放电制度进行优化，目前，普遍采取提高温度、加大压力、增大电流等方法来提高化成效果，从而提高电池性能，但是化成过程中压力在同一工步时均为恒定值。随着化成充电的进行，锂离子的电池极片上绝大多数活性物质颗粒，例如负极片上碳类活性物质颗粒的体积是不断膨胀的，多孔电极内部容纳电解液的孔隙会被压缩，电极活性物质颗粒之间的内应力也会越来越大，从而影响电池性能。

发明内容

本发明针对现有技术问题，提供一种软包装锂离子电池的化成方法，采用压力脉冲式变动、温度和电流阶梯性变动的化成方法，以达到缩减工序时间、提高化成效果、提升软包装电池硬度和电解液保有量的效果。

本发明所述的技术问题是以如下技术方案解决的：

一种软包装锂离子电池的化成方法，包括如下步骤：

a、锂电池陈化：注液完成后的锂电池在常温常压下静置12-24h，再在高温常压下静置4-8h；

b、设定化成温度，升温使夹具表面温度达到设定温度，并保持夹具温度恒定；

c、设定夹具初始压力为0.2-0.6MPa，夹紧电池；

d、对电池进行脉冲式压力按摩：设置夹具压力呈脉冲式变化、截止时间为2-20min，对电池进行脉冲式压力按摩，到达截止时间且夹具的压力变化完成最后一个波形时，完成加压按摩，将夹具压力线性加压或者减压调整至下一步的初始压力；

e、高温压力化成A：设置夹具压力为0.2-0.8MPa、充电电流为0.02-0.1C和第一截止电压为3.1-3.5V，保持夹具压力不变，恒流充电，到达第一截止电压时停止充电，将夹具压力线性加压或者减压调整至下一步的初始压力；

f、高温压力化成B：设置夹具压力呈脉冲式变化的波形参数、充电电流为0.2-0.5C和第二截止电压为3.5-3.7V，充电过程中夹具压力以脉冲式压力变化波形进行改变，恒流充电至第二截止电压且夹具的压力变化完成最后一个压力波形，完成本次充电，将夹具压力线性加压或者减压调整至下一步的初始压力；

g、高温压力化成C：设置夹具压力为0.2-0.8Mpa、充电电流为0.5-1.0C和最终截止电压为3.7-4.3V，保持夹具压力不变，再次恒流充电至最终截止电压，充电完成；

h、将充电后的电池切换至加压冷却夹具中，加压冷却定型，夹具温度冷却至5-20℃，夹具压力为0.2-0.8MPa，电池静置10-30min，完成化成；