[发明专利]一种锂离子电池的分步化成方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池的分步化成方法，所述锂离子电池的正极材料为掺杂了镍元素和钴元素的锰酸锂，其中所述化成方法包括将正极和锂片对置组装为试验电池，进行预化成，然后在将预化成后的正极与石墨负极组成电池，进行正式化成的步骤。通过本发明得到的电池，能够在预化成阶段对正极进行有效的补锂，提高电池中可迁移的锂离子的数量，同时，预先在正极表面形成SEI膜，提高正极对电解液的稳定性，有利于后期化成时SEI膜更好的生成。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池的分步化成方法。

背景技术

现有技术中，掺杂性锰酸锂作为正极材料广泛运用，但是，由于该材料在充放电时，锂离子难以全部脱出，因此，会影响电池中可迁移的锂离子数量，从而影响电池的倍率性能和循环性能，而本领域一般采用富锂方式的制备方式补充锂离子，即在合成材料时，按照锂离子：活性材料的摩尔比为1.1-1.2的比例添加锂盐，但是该方法的缺点是添加的锂盐无法保证全部进入材料的晶格中，实际上有多少锂离子能够嵌入材料中不能确定，并且产物中会含有未能反应的锂盐，从而影响材料的性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种锂离子电池的分步化成方法，所述锂离子电池的正极材料为掺杂了镍元素和钴元素的锰酸锂，其中所述化成方法包括将正极和锂片对置组装为试验电池，进行预化成，然后在将预化成后的正极与石墨负极组成电池，进行正式化成的步骤。通过本发明得到的电池，能够在预化成阶段对正极进行有效的补锂，提高电池中可迁移的锂离子的数量，同时，预先在正极表面形成SEI膜，提高正极对电解液的稳定性，有利于后期化成时SEI膜更好的生成。

在预化成阶段通过电化学方式嵌锂来补充锂离子，从而使得补锂的量能够控制，并且不引入锂盐杂质，提高电极中可迁移锂离子的数量；同时，预化成阶段会在正极表面预先形成SEI膜，从而提高正极对电解液的稳定性，在正式化成时，能够使电解液更加稳定缓慢的在电极表面生成SEI膜，提高成膜质量，提高电池的循环性能。

具体的方案如下：

一种锂离子电池的分步化成方法，所述锂离子电池的正极材料为掺杂了镍元素和钴元素的锰酸锂，具体包括：预化成步骤和正式化成步骤，

其中预化成步骤为：

1)、将正极和锂片对置组成实验电池，置于第一电解液中，其中第一电解液不含有成膜添加剂；

2)、在充电截止电压和放电截止电压之间循环若干次；

3)、调整电压至放电截止电压，静置；

4)、小电流脉冲放电，直至电池电压降至第一电压，所述第一电压低于放电截止电压；

5)、取出正极，得到预化成正极；

其中正式化成步骤为：

1)、将所述预化成正极，隔膜，石墨负极组装成电池；

2)、注入第二电解液；

3)、恒流充电至第二电压，所述第二电压高于所述放电截止电压；

4)、在放电截止电压和第二电压之间进行脉冲充放电循环；所述脉冲充放电循环为随着循环次数的增加，脉冲电流随之增大，脉冲电流施加时间随之增加的递进式脉冲充放电循环；

5)、恒流充电至充电截止电压，以充电截止电压恒压充电，直至电流低于充电截止电流；

6)、在充电截止电压和放电截止电压之间充放电循环。

进一步的，所述第一电解液由电解质和有机溶剂组成，其中有机溶剂选自碳酸酯类。

进一步的，所述第二电解液由电解质，有机溶剂和添加剂组成。