[发明专利]一种用于锂离子电池的脉冲化成方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种用于锂离子电池的脉冲化成方法，并进一步公开由该方法制备的锂离子电池。本发明所述用于锂离子电池的化成方法，通过锁定充电过程和放电过程的特定电压区间，并采用交替式进行脉冲式充电和脉冲式放电过程来完成整个化成过程，有效提高了锂离子电池的化成效率，增加了锂离子电池循环寿命，提升锂离子电池的品质。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种用于锂离子电池的脉冲化成方法，并进一步公开由该方法制备的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池即充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间往复移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：而充电时，Li⁺则从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，使负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池因其环境相容性好、循环寿命长、自放电率低的优势，已发展成为最常用的储能设备，广泛的应用在便携式电子设备、电动汽车上、航空航天、发电基站、交通工具等领域。

现有技术中锂离子电池的生产制造过程中包括有一系列严格的工序及过程，化成是极板中活性物质制备的最后一道工序，也是决定锂离子电池质量的一道关键工序。电池在使用前都必须进行化成，化成工序具有激活锂离子电池中的正负极材料、促进正负极表面成膜和抑制电池产气等作用，通过化成工序可以提升锂离子电池的循环寿命、容量发挥、安全性能等，从而使电池达到充放电的最佳状态。

现有技术中常用的化成技术大致可分为常温阶梯式化成和高温大电流化成方式。常温阶梯式化成技术主要控制电芯在化成充电过程中的电流大小，通常需要数次充放电循环来完成；高温大电流化成技术往往在较高温度下，对电芯施加较大电流，以快速完成化成。但上述两种化成方法中：常温阶梯式化成方法充电时间较长，很大程度上增加了电芯的生产成本，降低了化成设备使用率；而高温大电流化成技术虽然一定程度上提升了化成效率，但较高的温度和电流不仅致使正极材料在首次激活过程中的不稳定性增加，而且加速了电解液快速分解增加了产气量；此外，上述两种化成方法都只侧重化成过程中充电状态的控制，而均忽略了对化成放电条件的控制。如中国专利CN106207293A公开了一种改善锂离子电池循环性能的快速化成处理方法，其利用三次恒流充电进行化成。但该方法忽略了对化成过程中放电电流大小的控制，不利于负极的稳定性和固体电解质膜的稳定性。又如，K.Nakahara等(Journal of The Electrochemical Society，2012，159(9)A1398-A1404)发表了一种阶梯化成的方法，但该方法需要进行数次充放电循环，并且每循环一次需提高0.1V充电上限电压。虽然该方法能保证正极材料充分活化，但时间较长，且不利于正极表面膜的稳定性。可见，现有技术中常见的化成方法存在着化成效率低的问题，并进一步导致了锂离子电池循环寿命低，不利于锂离子电池技术的发展。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于锂离子电池的脉冲化成方法，该方法通过锁定充电过程和放电过程的特定电压区间，采用脉冲式充电和脉冲式放电来完成整个化成过程，从而提供一种高效的锂离子电池化成方法；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供由上述脉冲化成方法制备得到的锂离子电池。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种用于锂离子电池的脉冲化成方法，包括在锂离子电池的化成温度下，对锂离子电池交替性进行脉冲式充电-脉冲式放电循环的步骤。

优选的，所述脉冲式充电-脉冲式放电循环中，所述脉冲式充电的脉冲次数为3-10，所述脉冲式放电的脉冲次数为5-10。

更优的，所述脉冲式充电或所述脉冲式放电步骤中，每个所述脉冲过程包括正向电流和负向电流；

在每个脉冲过程中，所述正向电流和负向电流可以不相等；

在每个脉冲过程中，正向或负向的截止条件可以是一段时间或特定电压值；