軟包鋰離子電池化成方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋰離子電池技術領域,涉及一種軟包鋰離子電池化成方法。
【背景技術】
[0002]軟包鋰離子電池能量密度大,循環壽命長,倍率性能和安全性能好,被廣泛應用于通訊設備、移動電子設備、電動工具和電子模型等領域,隨著新能源汽車的迅速發展,軟包鋰離子動力電池也逐漸向高能量,高安全方向發展。
[0003]鎳鈷鋁酸鋰正極材料鋰離子電池以其較大的能量密度,在新能源汽車領域具有廣闊的應用前景,但高能量鎳鈷鋁酸鋰正極材料比表面積較大、PH值較高,在電池制作過程中易于吸水,這些殘留的水與電池中的電解液發生副反應,導致軟包鋰離子電池脹氣,影響了軟包鋰離子電池的綜合性能,甚至給電池安全性能帶來極大的隱患,制約了軟包鋰離子電池在新能源汽車領域的發展。
[0004]軟包鋰離子電池化成過程也就是鋰離子電池活化過程,化成過程中電池內部反應會產生氣體,正負極極片表面生成SEI膜,SEI膜的穩定性和化成的充分性直接影響著軟包鋰離子電池的電化學性能,這就需要電池生產要有一個良好的活化過程,以保證軟包鋰離子電池具有良好的充放電性能和安全性能。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種軟包鋰離子電池化成方法,要解決的技術問題是找到合理的軟包鋰離子電池化成方法,提高鋰離子電池的充放電性能和安全性能。
[0006]為實現上述目的,本發明采用的技術方案是:
軟包鋰離子電池化成方法,包括以下步驟,
第一次充電,首先將軟包鋰離子電池施加0.1MPa的壓力,并將軟包鋰離子電池加溫到60 ± 3°C,在保溫20~30min后在60 ± 3 V溫度下為軟包鋰離子電池進行第一次充電,充電電流0.1C,充電時間30min ;
第二次充電,將充電后的上述軟包鋰離子電池卸除壓力,靜置10~20min,將軟包鋰離子電池降溫至45 ±3°C,再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力,并在45±3°C保溫5~10min,然后在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第二步充電,充電電流0.2C,充電時間60min ;
第三次充電,將二次充電后的上述軟包鋰離子電池卸載壓力至0.02MPa,軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進行第三步充電,充電電流0.5C,充電時間lOOmin,停止充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力靜置30~60min,完成軟包鋰離子電池化成。
[0007]作為優選,
第一次充電,將軟包鋰離子電池放入夾具化成機中,夾具壓板對電池主體擠壓下保溫20min ;
第二次充電中,第一次充電完成后卸除夾具夾板,靜置lOmin,夾具夾板對軟包鋰離子電池施加0.05MPa的壓力并在軟包鋰離子電池45±3°C下保溫5min,軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進行第二步充電,充電電流0.2C,充電時間60min ;
第三次充電中,第三步充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力下靜置30min,完成軟包鋰離子電池化成。
[0008]作為優選,對軟包鋰離子電池施加的壓力為采用夾具壓板對電池的側面進行的整面施壓。
[0009]本發明的優點與效果是:
1.本發明軟包鋰離子電池化成首先對電池主體進行60±3°C溫度和0.1MPa壓力下
0.1C充電30min,該階段為化成產氣最大階段,高溫高壓下正負極與電解液活性高、產氣可快速排出,避免了氣體集留在極片間影響極片表面SEI膜的均勻性。
[0010]2.本發明軟包鋰離子電池化成第一次充電完成后松開夾具夾板靜置10~20min,在夾具松開過程中,軟包鋰離子電池重新吸入部分剩余電解液,進行部分極片電解液補充吸收,提高了軟包鋰離子電池電解液均勻性和保液能力,提高了軟包鋰離子電池的充放電性能。
[0011]3.本發明軟包鋰離子電池化成后期降低軟包鋰離子電池主體表面壓力和溫度,該階段主要為軟包鋰離子電池極片表面SEI膜形成階段,0.05Mpa壓力和45°C溫度下為電池0.2C充電可以形成穩定的SEI膜,提高軟包電池的充放電性能和安全性能。
[0012]4.本發明軟包鋰離子電池化成充電完成后保溫保壓靜置30~60min,該階段為軟包鋰離子電池內部極片表面SEI膜穩定階段,軟包鋰離子電池通過該階段的靜置具有更加穩定的SEI膜,提高了電池的充放電性能和安全性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為85140200-20Ah-3.2V軟包鋰離子電池按照實施例1中方法化成后與實施例2中普通加溫加壓方法化成后的電池循環性能對比曲線。
【具體實施方式】
[0014]本發明采用以下技術方案:
第一次充電,首先將軟包鋰離子電池放入夾具化成機中,夾具夾板夾住軟包鋰離子電池主體施加0.1MPa的壓力,夾具壓板將軟包鋰離子電池加溫到60±3°C并保溫20~30min,然后在60±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第一次充電,充電電流0.1C,充電時間30mino
[0015]第二次充電,第一次充電完成后松開夾具夾板,靜置10~20min,軟包鋰離子電池自然降溫到45 ±3 °C,夾具夾板再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力,軟包鋰離子電池在45 ± 3 °C下保溫5~10min,在45 ± 3 °C溫度下為軟包鋰離子電池進行第二步充電,充電電流0.2C,充電時間60min。
[0016]第三次充電,再將夾具壓板壓力調節至0.02MPa,并在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第三步充電,充電電流0.5C,充電時間lOOmin,停止充電后保持45±3°C溫度和
0.02MPa靜置30~60min,完成軟包鋰離子電池化成。
[0017]化成過程產生的氣體全部進入軟包鋰離子電池鋁塑膜氣袋中,化成后的軟包鋰離子電池具有穩定的SEI膜,該化成方法制備的軟包鋰離子電池具有良好的充放電性能和安全性能。
[0018]實施例1
進行該專利方法化成電池試驗,首先將注液擱置完成的85140200-20Ah-3.2V型號軟包鋰離子電池放入夾具化成機中,該化成機為深圳市新浦自動化設備有限公司5V10A64CH-250型,夾具夾板夾住軟包鋰離子電池主體施加0.1MPa的壓力,夾具壓板對軟包鋰離子電池加溫到60±3°C并保溫20min,然后在60±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第一次充電,充電電流0.1C,充電時間30min。
[0019]第一次充電完成后松開夾具夾板,靜置lOmin,同時軟包鋰離子電池自然降溫到45±3°C,夾具夾板再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力,夾具壓板在45±3°C下保溫5min,在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第二步充電,充電電流
0.2C,充電時間60min。
[0020]再將夾具壓板壓力調節至0.02MPa,在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第三步充電,充電電流0.5C,充電時間lOOmin,停止充電后保持45 ± 3°C溫度和0.02MPa靜置30min,完成軟包鋰離子電池化成。該化成方法制備的85140200-20Ah-3.2V型號軟包鋰離子電池1C充放循環1000次容量保持96.7%。
[0021]實施例2
進行傳統加溫加壓方法化成對比試驗,首先將注液擱置完成的85140200-20Ah-3.2V型號軟包鋰離子電池放入夾具化成機(深圳市新浦自動化設備有限公司5V10A64CH-250型中,夾具夾板夾住軟包鋰離子電池主體施加0.1MPa的壓力,夾具壓板對軟包鋰離子電池加溫到45±3°C并保溫20min,然后在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第一次充電,充電電流0.1C,充電時間30min。
[0022]第一次充電完成后接著進行第二步充電,充電電流0.2C,充電時間60min。
[0023]再接著進行第三步充電,充電電流0.5C,充電時間lOOmin,停止充電完成軟包鋰離子電池化成。該化成方法制備的85140200-20Ah-3.2V型號軟包鋰離子電池1C充放循環1000次容量保持93.6%。
【主權項】
1.一種軟包鋰離子電池化成方法,其特征是,包括以下步驟, 第一次充電,首先將軟包鋰離子電池施加0.1MPa的壓力,并將軟包鋰離子電池加溫到60 ± 3°C,在保溫20~30min后在60 ± 3 V溫度下為軟包鋰離子電池進行第一次充電,充電電流0.1C,充電時間30min ; 第二次充電,將充電后的上述軟包鋰離子電池卸除壓力,靜置10~20min,將軟包鋰離子電池降溫至45 ±3°C,再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力,并在45±3°C保溫5~10min,然后在45 ± 3°C溫度下為軟包鋰離子電池進行第二步充電,充電電流0.2C,充電時間60min ; 第三次充電,將二次充電后的上述軟包鋰離子電池卸載壓力至0.02MPa,軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進行第三步充電,充電電流0.5C,充電時間lOOmin,停止充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力靜置30~60min,完成軟包鋰離子電池化成。2.根據權利要求1所述的軟包鋰離子電池化成方法,其特征是, 第一次充電,首先將軟包鋰離子電池放入夾具化成機中,夾具壓板對電池主體擠壓下保溫20min ; 第二次充電,第一次充電完成后卸除夾具夾板,靜置lOmin,夾具夾板對軟包鋰離子電池施加0.05MPa的壓力并在軟包鋰離子電池45±3°C下保溫5min,軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進行第二步充電,充電電流0.2C,充電時間60min ; 第三次充電,第三步充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力下靜置30min,完成軟包鋰離子電池化成。3.根據權利要求1或2所述的軟包鋰離子電池化成方法,其特征是,對軟包鋰離子電池施加的壓力為采用夾具壓板對電池的側面進行的整面施壓。
【專利摘要】本發明涉及一種軟包鋰離子電池化成方法。本發明采用的技術方案是:首先將軟包鋰離子電池施加0.1MPa的壓力,加溫到60±3℃,保溫為軟包鋰離子電池進行第一次充電,充電電流0.1C,充電時間30min;將充電后的上述軟包鋰離子電池卸除壓力靜置10~20min,降溫至45±3℃,施加0.05MPa的壓力,并在45±3℃保溫5~10min,然后為軟包鋰離子電池進行第二步充電,充電電流0.2C,充電時間60min;將二次充電后的上述軟包鋰離子電池卸載壓力至0.02MPa,進行第三步充電,充電電流0.5C,充電時間100min,停止充電后保溫和0.02MPa壓力靜置,完成軟包鋰離子電池化成。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M10/44, H01M10/058
【公開號】CN105406130
【申請號】CN201510849605
【發明人】關成善, 宗繼月, 張敬捧, 王勇, 李濤
【申請人】山東精工電子科技有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月30日