[发明专利]一种石墨基负极的锂离子电池的化成方法

说明书

本发明提供了一种石墨基负极的锂离子电池的化成方法，所述石墨基负极包括以石墨为主的活性材料层，以及位于活性材料层表面纳米碳硅复合材料层，所述化成方法包括将所述负极置于第一电解液中，使用锂片作为对电极，进行预化成；然后将预化成后的负极取出，组装成电池，注入第二电解液，进行化成。经过本发明的方法得到的电池，性能稳定，循环性能好。

技术领域

本发明涉及一种石墨基负极的锂离子电池的化成方法。

背景技术

锂离子电池由于具有较高的能量密度而被广泛用于便携式电子器件中,将来则要面向混合动力汽车和无间歇能量供应等领域。其中负极材料对电池的能量密度和循环及安全性能具有重要影响。锂离子电池的负极材料包括碳材料、过渡金属氧化物,锡基和硅基材料等，虽然经过多年研发，过渡金属氧化物,锡基和硅基材料等展现出超出碳材料的良好性能，但是从原料的来源和成本上来看，碳材料依然是最主流的材料，而碳材料中，石墨基材料作为来源最广泛，成本最低廉的材料，作为研究的重点。

发明内容

本发明提供了一种石墨基负极的锂离子电池的化成方法，所述石墨基负极包括以石墨为主的活性材料层，以及位于活性材料层表面纳米碳硅复合材料层，所述化成方法包括将所述负极置于第一电解液中，使用锂片作为对电极，进行预化成；然后将预化成后的负极取出，组装成电池，注入第二电解液，进行化成。经过本发明的方法得到的电池，性能稳定，循环性能好。

具体的方案如下：

一种石墨基负极的锂离子电池的化成方法，所述石墨基负极包括石墨活性材料的活性材料层，以及位于活性材料层表面纳米碳硅复合材料层，所述石墨活性材料的粒径D50为3.4-3.6微米，D10为2.2微米以上，所述纳米碳硅复合材料为碳包覆硅纳米颗粒，粒径D50为200-400nm，所述化成方法包括：

1)将所述负极置于第一电解液中，使用锂片作为对电极，所述第一电解液中的溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯，电解质锂盐中锂离子的浓度为0.4-0.8mol/L，添加剂为VC，浓度为10体积％以上；

2)以0.02-0.05C的电流充放电循环若干次；

3)取出所述负极，与正极，隔膜组装成电芯装入电池壳体中；

4)注入第二电解液，所述第二电解液中的溶剂为碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯，电解质锂盐中锂离子的浓度为1mol/L以上，添加剂为环己基苯和1,4-丁内酯；

5)以0.02-0.05C的电流恒流充电至第一预定电压，所述第一预定电压为3.6V以下；

6)然后在第一预定电压和第二预定电压之间，采用0.02-0.05C的电流恒流充放电循环若干次，所述第二预定电压低于第一预定电压；

7)以0.05-0.1C充电至充电截止电压，在该电压下恒压充电，直至充电电流低于截止电流；

8)在充电截止电压和放电截止电压之间恒流充放电循环若干次得到所述电池。

进一步的，所述活性材料层和所述纳米碳硅复合材料层的厚度比为75:25-95:5。

进一步的，其中所述第一电解液中的溶剂为体积比1:1碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯。

进一步的，所述第二电解液中的溶剂为体积比1:2:1碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯。

进一步的，所述第一电解液中VC浓度为10体积％以上且15体积％以下。

进一步的，所述第二电解液中环己基苯的含量为2.2-2.5体积％；1,4-丁内酯的含量为0.5-1体积％。

进一步的，所述正极材料为磷酸铁锂，所述第一预定电压为3.5V，第二预定电压为3.45V。