鋰離子電池化成方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鋰離子電池化成方法。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池是一種二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極。
[0003]鋰離子的化成工藝中一般采用某一范圍的恒定電流值進行一次充電后，即進入老化工序，靜置處理。此種方式忽視了 SEI膜的生成機理，充放電過程中會導致溶劑分子共嵌入，對電極造成材料會造成一定程度的破壞，影響電池的循環(huán)性能和使用壽命，另外，此種方式還要求老化工序的時間足夠長，導致鋰離子電池的生產(chǎn)時間周期長，生產(chǎn)效率低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在于提供一種可解決上述技術問題的鋰離子電池化成方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]一種鋰離子電池化成方法，其包括以下步驟:
[0007]首次充電步驟:用0.2CA的恒定電流給鋰離子電池進行首次充電，充電時間為120分鐘；
[0008]首次靜置步驟:將首次充電后的鋰離子電池靜置5分鐘；以及
[0009]二次充電步驟:用0.9CA的恒定電流給鋰離子電池進行二次充電，充電時間為40分鐘；以及
[0010]老化步驟:將充電后的鋰離子電池在35攝氏度至55攝氏度的溫度下老化3天至7天。
[0011]優(yōu)選地，本方法在二次充電步驟和老化步驟之間還包括以下步驟:
[0012]二次靜置步驟:將二次充電后的鋰離子電池靜置5分鐘；以及
[0013]三次充電步驟:用0.5CA的恒定電流給鋰離子電池進行三次充電，充電時間為105分鐘。
[0014]優(yōu)選地，首次充電步驟中的充電上限電壓為4.2V。
[0015]優(yōu)選地，二次充電步驟中的充電上限電壓為4.2V。
[0016]優(yōu)選地，三次充電步驟中的充電上限電壓為4.2V。
[0017]本發(fā)明的有益效果至少如下:
[0018]1、本發(fā)明在多次充電中針對SEI膜的形成過程的不同階段選用不同的電流進行充電，不但提高電池充放電效率，有效防止充放電過程中溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分共嵌放電極材料造成的破壞，因而大大提高了電池的循環(huán)性能和使用壽命。
[0019]2、本發(fā)明經(jīng)過大量實驗測試選擇35攝氏度至55攝氏度的溫度作為電池的老化溫度，可優(yōu)化鋰離子電池的性能。
[0020]3、多次充電后的鋰離子電池需要的老化時間最多為7天，相對傳統(tǒng)的老化時間，
生產(chǎn)周期更短。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明鋰離子電池化成方法的較佳實施方式的流程圖。
[0022]圖2和圖3為采用圖1的鋰離子電池化成方法做的兩個實驗對應的電池性能圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述:
[0024]請參見圖1，本發(fā)明涉及一種鋰離子電池化成方法，其較佳實施方式包括以下步驟:
[0025]步驟S1:用0.2CA的恒定電流給鋰離子電池進行首次充電，充電時間為120分鐘，期間的充電上限電壓為4.2V ;
[0026]步驟S2:將首次充電后的鋰離子電池靜置5分鐘；
[0027]步驟S3:用0.9CA的恒定電流給鋰離子電池進行二次充電，充電時間為40分鐘，期間的充電上限電壓為4.2V ;
[0028]步驟S4:將二次充電后的鋰離子電池靜置5分鐘；
[0029]步驟S5:用0.5CA的恒定電流給鋰離子電池進行三次充電，充電時間為105分鐘，期間的充電上限電壓為4.2V ;
[0030]步驟S6:將充電后的鋰離子電池在35攝氏度至55攝氏度的溫度下老化3天至7天。
[0031]本發(fā)明分多次間隔給鋰離子電池進行充電，且多次充電的恒定電流值不相同，根據(jù)SEI膜的生成機理，電極表面的反應是一個鈍化膜形成與電荷傳遞的競爭反應。由于各種離子的擴散速度不同和離子迀移數(shù)不同，所以在不同的電流密度下進行電化學反應的主體就不相同，電流對SEI膜的厚度雖然影響不大，但得到膜的組成截然不同，直接影響SEI膜的穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明在多次充電中針對SEI膜的形成過程的不同階段選用不同的電流進行充電，不但提高電池充放電效率，有效防止充放電過程中溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分共嵌放電極材料造成的破壞，因而大大提高了電池的循環(huán)性能和使用壽命。
[0032]另外，根據(jù)實驗得知，高溫下電解質(zhì)的電導率提高，活性增強，雖然加速了其與SEI膜的重組過程，但溫度超過60度時電解質(zhì)將趨于不穩(wěn)定，尤其是鋰鹽LiPF6會發(fā)生分解，從而降低了電池的性能。故，本發(fā)明經(jīng)過大量實驗測試選擇35攝氏度至55攝氏度的溫度作為電池的老化溫度，可優(yōu)化鋰離子電池的性能；再者，多次充電后的鋰離子電池需要的老化時間最多為7天，相對傳統(tǒng)的老化時間，生產(chǎn)周期更短。
[0033]下面結合兩個具體實驗證明采用本化成方法可縮短化成時間的同時保證鋰離子電池性能穩(wěn)定性:
[0034]實驗一:
[0035]1、首次充電條件:0.2CA的恒流充電120分鐘，上限電壓4.2V ；
[0036]2、首次充電后靜置5分鐘；
[0037]3、二次充電條件:0.9CA的恒流恒壓充電40分鐘上限電壓4.2V
[0038]4、二次充電后靜置5分鐘；
[0039]5、三次充電條件:0.5CA的恒流恒壓充電110分鐘，上限電壓4.2V ；
[0040]6、老化條件:50攝氏度的溫度下老化3-7天時間。
[0041]實驗二:
[0042]1、首次充電條件:0.05CA的恒流充電24分鐘，上限電壓4.2V
[0043]2、首次充電后靜置5分鐘；
[0044]3、二次充電條件:0.1CA的恒流恒壓充電360分鐘，上限電壓4.2V ；
[0045]4、老化條件:45攝氏度老化5天，再在常溫下老化2天時間。
[0046]由上述兩個實驗得到的鋰離子電池的容量、電壓和電流圖參見圖2和圖3，由圖2和圖3可知，兩次實驗得到的鋰離子電池的性能是穩(wěn)定一致的。
[0047]對于本領域的技術人員來說，可根據(jù)以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種鋰離子電池化成方法，其特征在于:其包括以下步驟: 首次充電步驟:用0.2CA的恒定電流給鋰離子電池進行首次充電，充電時間為120分鐘； 首次靜置步驟:將首次充電后的鋰離子電池靜置5分鐘；以及 二次充電步驟:用0.9CA的恒定電流給鋰離子電池進行二次充電，充電時間為40分鐘；以及 老化步驟:將充電后的鋰離子電池在35攝氏度至55攝氏度的溫度下老化3天至7天。2.如權利要求1所述的鋰離子電池化成方法，其特征在于:本方法在二次充電步驟和老化步驟之間還包括以下步驟: 二次靜置步驟:將二次充電后的鋰離子電池靜置5分鐘；以及 三次充電步驟:用0.5CA的恒定電流給鋰離子電池進行三次充電，充電時間為105分鐘。3.如權利要求1所述的鋰離子電池化成方法，其特征在于:首次充電步驟中的充電上限電壓為4.2V。4.如權利要求1所述的鋰離子電池化成方法，其特征在于:二次充電步驟中的充電上限電壓為4.2V。5.如權利要求2所述的鋰離子電池化成方法，其特征在于:三次充電步驟中的充電上限電壓為4.2V。
【專利摘要】鋰離子電池化成方法包括以下步驟：首次充電步驟：用0.2CA的恒定電流給鋰離子電池進行首次充電，充電時間為120分鐘；首次靜置步驟：將首次充電后的鋰離子電池靜置5分鐘；以及二次充電步驟：用0.9CA的恒定電流給鋰離子電池進行二次充電，充電時間為40分鐘；以及老化步驟：將充電后的鋰離子電池在35攝氏度至55攝氏度的溫度下老化3天至7天。本發(fā)明在多次充電中針對SEI膜的形成過程的不同階段選用不同的電流進行充電，不但提高電池充放電效率，有效防止充放電過程中溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分共嵌放電極材料造成的破壞，因而大大提高了電池的循環(huán)性能和使用壽命。
【IPC分類】H01M10/058, H01M10/44
【公開號】CN105244543
【申請?zhí)枴緾N201510727478
【發(fā)明人】黃延新, 李亮, 王保, 楊斌, 許海洋
【申請人】深圳市卓能新能源科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月30日