一種增強鋰離子電池穩定性的化成方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于裡離子電池技術領域,特別是設及一種增強裡離子電池穩定性的化成 方法。
【背景技術】
[0002] 裡離子電池W其比能量高、循環壽命長、無記憶效應、工作電壓平穩、安全性能高 等優點而得到廣泛的應用。在首次化成充電過程中,裡離子嵌入負極,電解液被氧化產生的 部分產物沉積在負極表面,形成固體電解質中間相(SEI)膜。SEI膜形成后的穩定性對電 池的電化學性能和循環壽命影響很大,相對較低的化成電流密度和溫度有利于形成穩定的 沈I膜。
[0003] 目前,對于裡離子電池的化成普遍采用0.1 C充放電,運不利于形成穩定的SEI膜。 且對于不同的裡離子電池體系,其SEI膜形成的電位范圍不盡相同。現有技術存在針對性 差,化成效果差,得到的SEI膜致密穩定性差,不利于提高裡離子蓄電池的電化學性能和循 環壽命等技術問題。
【發明內容】
[0004] 本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種增強裡離子電池穩定性的 化成方法。 陽〇化]本發明的目的是提供一種具有工藝簡單,針對性強,化成效果好,SEI膜致密穩定, 提高了裡離子蓄電池的電化學性能和循環壽命等特點的增強裡離子電池穩定性的化成方 法。
[0006] 本發明采用單程動電位線形掃描伏安法對特定體系裡離子蓄電池的SEI膜成膜 電位范圍進行測量。首先隨機挑選特定批次中待化成裡離子蓄電池若干只進行測量,由于 裡離子蓄電池在活性物質晶格內的固態離子傳遞系數較低,因此本測量選取相對較低的動 電位掃描速率,在0.0 OlmV/s-0.1 mV/s之間,優選0.0 lmV/s。從開路電位向陰極方向掃描, 當裡離子電池內形成SEI膜時會在單程線形動電位掃描曲線上形成還原峰,該峰型的起始 電位和終止電位基本對應SEI膜的形成電位范圍,為了更準確進行精確化成,可W在該電 位范圍基礎上外擴5% W充分抵消電池極化影響。該方法可W準確測量出不同體系或批次 等情況下裡離子蓄電池SEI膜的成膜電位范圍,有較強的針對性,能有效避免不同體系或 批次等影響下造成裡離子電池SEI膜成膜電位差異性對后續化成方法造成的影響。其次是 對該特定體系下的裡離子蓄電池進行SEI膜的成膜電位下低電流密度反復充放電的分步 化成。首先是采用0.0 lC電流對裡離子電池充電,并在上一步測量得到的SEI膜成膜電位 范圍內進行2-3次0.0 lC循環充放電過程,該方法類比電沉積鍛膜法能使得SEI更加致密 穩定。此后采取0.1 C對裡離子電池進行2-3次充放電化成即可。
[0007] 本發明增強裡離子電池穩定性的化成方法所采取的技術方案是:
[0008] 一種增強裡離子電池穩定性的化成方法,其特點是:增強裡離子電池穩定性的化 成方法的工藝步驟為,首先進行測量確定裡離子電池的SEI膜的成膜電位范圍,其次是在 SEI膜的成膜電位下進行低于0.1 C電流密度反復充放電,實現分步化成。
[0009] 本發明增強裡離子電池穩定性的化成方法還可W采用如下技術方案:
[0010] 所述的增強裡離子電池穩定性的化成方法,其特點是:測量確定裡離子電池的 SEI膜的成膜電位范圍是采用單程動電位線形掃描伏安法對裡離子蓄電池的SEI膜成膜電 位范圍進行測量。
[0011] 所述的增強裡離子電池穩定性的化成方法,其特點是:裡離子電池的SEI膜的成 膜電位范圍為0.0 OlmV/s-0.1 mV/s。
[0012] 所述的增強裡離子電池穩定性的化成方法,其特點是:在SEI膜的成膜電位下進 行低于0.1 C電流密度反復充放電時,電流密度為0.0 lC至0.1 C ;反復充放電過程:首先采 用0.0 ic電流對裡離子電池充電,在沈I膜的成膜電位范圍內進行2-3次0.0 ic循環充放 電過程,然后采取0.1 C對裡離子電池進行2-3次充放電。
[0013] 本發明具有的優點和積極效果是:
[0014] 增強裡離子電池穩定性的化成方法由于采用了本發明全新的技術方案,與現有技 術相比,本發明具有W下顯著特點:
[0015] 1、采用單程動電位線形掃描伏安法對特定體系裡離子蓄電池的SEI膜成膜電位 范圍進行測量。該方法可W準確測量出不同體系或批次等情況下裡離子蓄電池SEI膜的 成膜電位范圍,有較強的針對性,能有效避免不同體系或批次等影響下造成裡離子電池SEI 膜成膜電位差異性對后續化成方法造成的影響。
[0016] 2、采取對特定體系下的裡離子蓄電池進行SEI膜的成膜電位下低電流密度反復 充放電的分步化成。可W使得裡離子電池形成更加致密穩定的SEI膜,有利于提高裡離子 蓄電池的電化學性能和循環壽命。
【具體實施方式】
[0017]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效,茲例舉W下實施例,并詳細說明 如下: 陽〇1引實施例1
[0019] 一種增強裡離子電池穩定性的化成方法,工藝步驟為,首先進行測量確定裡離子 電池的沈I膜的成膜電位范圍,其次是在沈I膜的成膜電位下進行0.0 ic至0.1 C低電流密 度反復充放電,實現分步化成。
[0020] 測量確定裡離子電池的SEI膜的成膜電位范圍是采用單程動電位線形掃描伏安 法對裡離子蓄電池的SEI膜成膜電位范圍進行測量。裡離子電池的SEI膜的成膜電位范圍 為0.0 OlmV/s-0.1 mV/s。在SEI膜的成膜電位下進行低電流密度反復充放電時,電流密度 為;反復充放電過程:首先采用0.0 lC電流對裡離子電池充電,在SEI膜的成膜電位范圍內 進行2-3次0.0 lC循環充放電過程,然后采取0.1 C對裡離子電池進行2-3次充放電,即可 完成化成。
[0021] 本實施例的具體實施過程: 陽0巧 1、正極制備
[0023]用W LiCo02所示的裡復合金屬氧化物作為正極活性物質。使用乙烘黑作為導電 劑。使用聚四氣乙締和簇甲基纖維素作為粘結劑。使用水作為溶劑。使用Al錐作為集電 體(正極集電體)。將正極活性物質、導電劑、粘結劑和溶劑混合,得到正極合劑漿料。正極 合劑漿料中,正極活性物質:導電劑:粘結劑:溶劑的重量比為92:3:5:45。粘結劑中,聚 四氣乙締:簇甲基纖維素的重量比為9:1。
[0024]將正極合劑漿料涂布于Al錐的兩面,干燥,得到干燥片材,將該片材用漉壓機加 壓,然后焊接侶制的引線,得到正極片材。 陽0對2、負極制備
[00%] 使用天然石墨作為負極材料。使用簇甲基纖維素作為粘結劑。使用水作為溶劑。 使用銅錐作為集電體(負極集電體)。將負極材料、粘結劑和溶劑混合,得到負極合劑漿料。 負極合劑漿料中,負極材料:粘結劑:溶劑的重量比為98:2:110。將負極合劑漿料涂布于 銅錐的兩面,干燥,得到干燥片材,將該片材用漉壓機加壓,然后焊接銅制的引線,得到負極 片材。
[0027] 3、裡離子電池制備
[0028]將上述正極片材、隔膜、負極片材、隔膜依次層疊,卷曲,將所得電極組收納于電池 筒中,然后將電解液注入筒內,制造裡離子二次電池。 陽029]4、測量裡離子電池的SEI膜成膜電位范圍
[0030] 測試溫度20°C
[0031] 采用單程動電位線形掃描伏安法對裡離子電池進行0.0 lmV/s伏安掃描,得出氧 化峰電位范圍為1. 5-1. 9V,外擴5%選擇1. 4V-2. OV為該裡離子蓄電池的SEI膜成膜電位 范圍。 陽03引5、化成
[0033]試驗溫度20°C,化成制度如下:
[0035]本實施例具有所述的工藝簡單,針對性強,化成效果好,SEI膜致密穩定,提高了裡 離子蓄電池的電化學性能和循環壽命等積極效果。
【主權項】
1. 一種增強鋰離子電池穩定性的化成方法,其特征是:增強鋰離子電池穩定性的化成 方法的工藝步驟為,首先進行測量確定鋰離子電池的SEI膜的成膜電位范圍,其次是在SEI 膜的成膜電位下進行低于〇. 1C電流密度反復充放電,實現分步化成。2. 根據權利要求1所述的增強鋰離子電池穩定性的化成方法,其特征是:測量確定鋰 離子電池的SEI膜的成膜電位范圍是采用單程動電位線形掃描伏安法對鋰離子蓄電池的 SEI膜成膜電位范圍進行測量。3. 根據權利要求1或2所述的增強鋰離子電池穩定性的化成方法,其特征是:鋰離子 電池的SEI膜的成膜電位范圍為0. 001mV/s-0.lmV/s。4. 根據權利要求1或2所述的增強鋰離子電池穩定性的化成方法,其特征是:在SEI 膜的成膜電位下進行低于〇. 1C電流密度反復充放電時,電流密度為0. 01C至0. 1C;反復充 放電過程:首先采用0. 01C電流對鋰離子電池充電,在SEI膜的成膜電位范圍內進行2-3次 〇. 01C循環充放電過程,然后采取0. 1C對鋰離子電池進行2-3次充放電。
【專利摘要】本發明涉及一種增強鋰離子電池穩定性的化成方法。本發明屬于鋰離子電池技術領域。一種增強鋰離子電池穩定性的化成方法,其特點是:增強鋰離子電池穩定性的化成方法的工藝步驟為,首先進行測量確定鋰離子電池的SEI膜的成膜電位范圍,其次是在SEI膜的成膜電位下進行低于0.1C電流密度反復充放電,實現分步化成。本發明具有工藝簡單,針對性強,化成效果好,SEI膜致密穩定,提高了鋰離子蓄電池的電化學性能和循環壽命等優點。
【IPC分類】H01M10/44
【公開號】CN105390760
【申請號】CN201510753809
【發明人】王盼, 孫毅
【申請人】中國電子科技集團公司第十八研究所
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月5日