[发明专利]一种富锂电池的化成方法

说明书

本发明提供了一种富锂电池的化成方法。与现有技术相比，本发明先注入含有第一成膜添加剂的电解液E1进行第一次加压化成，其LUMO能量较低，可优先于溶剂在正负极表面形成SEI膜，在化成阶段通过反复的充放电机制形成较稳定致密的SEI膜，可有效阻碍正负极材料与电解液的进一步反应；在电池化成充电至较高电压时，电解液E2中的第二成膜添加剂，可在高电压下优先被活性氧氧化，在富锂锰基材料正极表面成致密的保护膜，抑制电解液的分解和正极材料的进一步破坏，同时第二成膜添加剂也易被HF酸质子化，可抑制富锂材料的不可逆相变，从而使采用本发明化成方法得到的富锂电池阻抗低、首次效率高、循环过程中不易产气、循环性能较好。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种富锂电池的化成方法。

背景技术

锂离子二次电池作为一种绿色环保电池，具有工作电压高、比能量高和循环寿命长等优点，近年来得到了迅速发展，在手机、UPS电源、笔记本电脑、电动自行车和电动汽车等移动设备中的应用越来越广泛。

随着移动通讯设备和电动汽车的发展，对高比能量密度锂离子电池的需求越来越大，这对锂离子电池的比容量、比功率、循环寿命等性能提出了更高的要求。其中，富锂锰基正极材料xLiMO₂·(1-x)Li₂MnO₃凭借其比容量高、工作电压高、对环境更友好，有望成为下一代高比能量电池的优选正极材料。

但富锂材料在使用过程中，为了发挥出其高容量，需要在高电压下进行活化，在这一过程中会释放出活性氧，这不仅会造成富锂材料结构的破坏，还会造成电解液的分解产气及副反应的发生，最终造成较高的不可逆容量。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种富锂电池的化成方法；通过该化成方法得到得富锂电池容量高、内阻较小，且电池在循环过程中不易产气，具有较好得循环性能。

本发明提供了一种富锂电池的化成方法，包括：

S1)注入电解液E1；所述电解液E1中包括第一成膜添加剂；

S2)加热静置，然后进行第一次加压化成；

S3)注入电解液E2；所述电解液E2中包括第二成膜添加剂；

S4)加热静置，然后进行第二次加压化成；

S5)满电态高温老化；

所述第一成膜添加剂的LUMO低于电解液E1中溶剂的LUMO；

所述第二成膜添加剂为含磷类成膜添加剂。

优选的，所述第一成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯、丙磺酸内酯与二氟磷酸锂的一种或多种；

所述第二成膜添加剂选自三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯和/或三(三甲基硅烷基)磷酸酯。

优选的，所述电解液E1中第一成膜添加剂的体积浓度为3％～6％；所述电解液E2中第二成膜添加剂的体积浓度为2％～5％。

优选的，所述电解液E1与电解液E2的体积比为(50～80)：(20～50)。

优选的，所述步骤S1)中与步骤S2)中加热静置的温度各自独立地为40℃～50℃；静置的时间各自独立地为12～24h；所述满电态高温老化的温度为40℃～50℃；满电态高温老化的时间为60～80h。

优选的，所述第一次加压化成的压力为50～200kgf；

所述第一次加压化成具体为：

A1)0.01～0.05C电流恒流充电至3.4～3.7V；

A2)0.1C电流恒流放电至2.0V；