CN101315994A - 一种锂离子二次电池的化成方法 - Google Patents

一种锂离子二次电池的化成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101315994A
CN101315994A CNA2007101060866A CN200710106086A CN101315994A CN 101315994 A CN101315994 A CN 101315994A CN A2007101060866 A CNA2007101060866 A CN A2007101060866A CN 200710106086 A CN200710106086 A CN 200710106086A CN 101315994 A CN101315994 A CN 101315994A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
charging process
time
battery
injects
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007101060866A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101315994B (zh
Inventor
魏岩巍
张静
王晓普
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai BYD Co Ltd
Original Assignee
Shanghai BYD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai BYD Co Ltd filed Critical Shanghai BYD Co Ltd
Priority to CN2007101060866A priority Critical patent/CN101315994B/zh
Publication of CN101315994A publication Critical patent/CN101315994A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101315994B publication Critical patent/CN101315994B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

一种锂离子二次电池的化成方法，该方法包括向锂离子二次电池内注入电解液并陈化，然后对锂离子二次电池进行充电，所述充电方法包括第一次充电过程和第二次充电过程，在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入电解液，所述在第一次充电过程之前注入的电解液和在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液分别独立的为含有电解质锂盐和链状酸酯的混合溶液，其中，在第一次充电过程之前向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有成膜添加剂；在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有过充添加剂。采用本发明的锂离子二次电池的化成方法能够有效改善电池的综合电化学性能。

Description

一种锂离子二次电池的化成方法
技术领域
本发明是关于一种电池的化成方法，具体地说，本发明是关于一种锂离子二次电池的化成方法。
背景技术
锂离子二次充电电池的化成步骤是制造电池的重要阶段，化成关系到电池的容量高低、循环寿命长短、安全性能等多方面的品质。化成是指对电池进行首次充电的过程。现有的锂离子二次电池的化成主要有两种方式，密封化成和开口化成。密封化成是在注完电解液后将注液孔密封，然后进行电池化成，同时通过充电中电化学反应来形成负极表面SEI膜(Solid ElectrolyteInterface)。但由于在SEI膜的形成过程中会产生一部分气体，诸如氟化氢、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、乙烯和二乙烯等。这些气体只能窝藏在电池壳体内，不能被及时排出，因此，这些气体在电池内部积聚起来造成电池膨胀，外壳发鼓、变形，甚至会导致电池发生爆炸。为了克服这一问题，现有技术中通常采用另一种方式进行化成，即在电池注液孔未密封的情况下对电池进行化成，待电池化成之后再密封注液孔，即开口化成。
由于人们对电池越来越高的要求以及电池应用领域的扩大，电池各方面性能的改善成为人们研究工作的重点，电池各组分中，电解液对于电池性能的影响作用很大，因此，人们试图通过在电池的化成过程中改变电解液的注液方法来改善电池的性能。
CN1787275A公开了一种圆柱型锂离子二次电池的制作方法，首先将极组入壳，在壳底部焊接负极耳，然后进行滚槽、点胶；其特征在于，采用底部有注液孔的电池壳，继续依次进行如下步骤：
(1)在盖子上焊接正极耳，弯极耳盖电池盖，封口；
(2)从壳体底部的注液孔处对电池进行定量电解液注入，将电池倒立接在化成装置上用恒定电流充电，再抽真空至负压，其负压值为-0.4兆帕至-0.9兆帕，且保持时间为1-5分钟；
(3)进行卸压，根据电池重量再进行二次定量注液；
(4)使用封口球或焊接方法将壳底注液孔密封；
以下步骤按照常规制成圆柱型锂离子二次电池。
上述二次注液、二次化成的方法，一方面是为了解决由于电池内部气压增大引起气压保护装置过早开启的问题，使一部分气体在充电过程中从注液孔排出，另一方面是为了提高电解液在电池中的残余量。但是，采用该方法对电池化成的过程中在碳负极表面形成的钝化层SEI膜不够完整和均匀，因此，该传统二次注液方法对于改善电池性能的作用有限，化成后得到的锂离子二次电池的循环性能以及过充性能等综合性能仍然不甚理想。
发明内容
本发明的目的是克服现有化成方法得到的锂离子二次电池的循环性能和过充性能差的缺点，提供使电池具有良好循环性能和过充性能的锂离子二次电池的化成方法。
本发明的发明人发现，现有技术的二次注液、二次化成的方法所注入的电解液均为同一种类的电解液，电解液性能单一。由于电解液是由电解质锂盐和有机溶剂形成的混合溶液，其中所述溶剂为多种溶剂的混合物，所述溶剂中还包括多种添加剂，如果多种添加剂混合在单一电解液体系中，会降低电解液溶剂的相对含量，且随着充电过程的进行，不同种类的添加剂很可能相互影响，限制了各自的使用效果，因而影响了电池化成过程中碳负极表面SEI膜的形成，导致电池的性能不能得到有效改善。
本发明提供了一种锂离子二次电池的化成方法，该方法包括向锂离子二次电池内注入电解液并陈化，然后对锂离子二次电池进行充电，所述充电方法包括第一次充电过程和第二次充电过程，在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入电解液，所述在第一次充电过程之前注入的电解液和在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液分别独立的为含有电解质锂盐和链状酸酯的混合溶液，其中，在第一次充电过程之前向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有成膜添加剂；在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有过充添加剂。
本发明采用的二次注液、二次化成的方法中两次注入的电解液中分别添加了不同种类的添加剂，能够使不同种类的添加剂在充电的不同阶段充分发挥各自的效果，以达到最优化的效果，克服了单一电解液的性能缺陷。采用本发明的锂离子二次电池的化成方法能够使有机电解液在碳负极表面形成一层完整、均一、稳定的钝化层SEI膜，从而有效的改善了电池的循环性能和过充电性能。
具体实施方式
按照本发明，该方法包括向锂离子二次电池内注入电解液并陈化，然后对锂离子二次电池进行充电，所述充电方法包括第一次充电过程和第二次充电过程，在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入电解液，所述在第一次充电过程之前注入的电解液和在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液分别独立的为含有电解质锂盐和链状酸酯的混合溶液，其中，在第一次充电过程之前向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有成膜添加剂；在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有过充添加剂。
按照本发明，在第一次充电过程之前向锂离子二次电池内注入的电解液中电解质锂盐的含量为0.1-1.0摩尔/升，所述链状酸酯与成膜添加剂的重量比为20-200∶1，优选为40-100∶1；在第一次充电过程之后向锂离子二次电池内注入的电解液中电解质锂盐的含量为0.1-1.0摩尔/升，所述链状酸酯与过充添加剂的重量比为15-200∶1，优选为16-50∶1。
本发明的发明人发现，在第一次化成的充电过程中，完全暴露于电解液中的负极活性物质与电解液发生反应，生成一层覆盖于电极表面的SEI膜，SEI膜的生成过程主要发生于电池首次充电过程，所以电池的第一次充电过程直接决定SEI膜的形成。因此，所述在第一次充电过程之前注入的电解液中的添加剂为有利于电池化成过程中SEI膜的形成、极片稳定的成膜添加剂，所述成膜添加剂可以为各种成膜添加剂，优选情况下，所述成膜添加剂可以选自碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯和亚硫酸丙烯酯中的一种或几种。
虽然过充添加剂的加入有利于提高电池的过充电性能，但是，本发明的发明人发现过充添加剂对电池初始充电阶段SEI膜的形成以及后段循环性能有负面影响，因此，如果在第一次充电过程之前注入的电解液中同时添加所述成膜添加剂和过充添加剂，不但过充添加剂的性能不能得到很好的发挥，还会影响SEI膜的形成，因此，本发明优选在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液中添加过充添加剂。所述过充添加剂可以为各种过充添加剂，优选情况下，所述过充添加剂为联苯和/或环己基苯。
所述电解液中电解质锂盐和链状酸酯没有特别限定，其种类和用量为本领域技术人员所公知，比如电解质锂盐可以选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂中的一种或几种。所述链状酸酯可以为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类中的至少一种。
所述在第一次充电过程之前注入的电解液的比例以及在第一次充电过程之后注入的电解液的比例可以为常规的二次注液、二次化成方法中的电解液的注入比例，优选情况下，以第一次充电过程之前注入的电解液和第一次充电过程之后注入的电解液的总量为基准，在第一次充电过程之前注入的电解液的比例为40-85重量％，优选为60-80重量％，在第一次充电过程之前注入本发明所述比例的电解液后，不但能够保证电解液将电极活性物质充分浸润，有效减小极化，还能够在第一次充电过程中部分的形成均一、稳定的SEI膜，然后通过再次注入电解液的总量比例的15-60重量％，优选为20-40重量％的电解液，一方面补充了电池在后续使用过程中的电解液消耗，同时有利于电池综合电化学性能的改善，又能够保证电池在第二次充电过程最终形成并得到完整、均一、稳定的SEI膜。
每种型号的电池均可以根据正、负极活性物质的量计算出电池的设计容量，而电解液的总注入量则可以根据常规的生产工艺确定注液量，也可以根据电池的设计容量来确定，例如，所述电解液的总注入量通常为2.5-5克/安时。
按照本发明，所述第一次充电过程包括以第一电流恒流充电至第一电压，所述第二次充电过程包括以第二电流恒流充电至第二电压，所述第二电压高于第一电压，所述第二电流大于或等于第一电流。
所述第二电压高于第一电压至少0.1伏特，所述第二电流大于第一电流至少0.005C。
所述第一电流为0.01-0.5C，优选为0.05-0.1C；所述第一电压为3.5-3.7伏特；所述第二电流为0.01-1.0C，优选为0.05-0.5C；所述第二电压为3.7-4.1伏特。
优选条件下，该方法包括在第一次充电过程之后，在真空条件下，向锂离子二次电池内注入电解液，所述真空度为0.09-0.15兆帕。上述真空度定义为绝对压力与大气压力的差值的绝对值。由于在第一次充电后，电池内部会残留有部分气体，会增加二次注液的难度，且还有可能在二次注液的时候使电池的厚度增加，为了降低注液难度，提高注液效率，在第一次充电过程之后，优选在真空条件下，再次向锂离子二次电池内注入电解液。
所述保持真空度的方法可以采用本领域技术人员公知的方法，如采用抽真空装置抽真空的方法，所述抽真空的方法可以为间歇式的边抽真空边注液的方法，也可以为连续抽真空并一次将剩余电解液全部注入的方法。
按照本发明，该方法还包括在第二次向锂离子二次电池内注入电解液之后，在第二次充电过程之前的陈化步骤，所述陈化的温度为25-45℃，陈化的时间为24-48小时。所述陈化能够使第二次注入的电解液与第一次注入的电解液充分混合，同时浸润正负极片。
按照本发明，该方法还包括在第二次充电过程之后的陈化步骤，所述陈化的温度为20-35℃，陈化的时间为24-48小时。所述陈化能够使二次充电后电池吸收部分充电过程产生的气体，降低电池厚度。
一般情况下，在第一次充电过程之前，首次向电池内注入电解液后，优选将电池在35-55℃下，放置24-48小时进行陈化，以达到使电解液充分浸润电芯中电极活性物质的目的，使化成过程中形成的SEI膜比较均匀、致密。
所述锂离子二次电池的化成温度一般为在室温下进行，如可以为20-小于35℃。
按照本发明，所述化成的方法包括在向密封有极芯的电池壳体内注入电解液，然后将电池放置在充电装置的卡具上，充电装置的正极卡具对应锂离子电池的正极，充电装置的负极卡具对应锂离子电池的负极，然后按照本发明的方法设置好充电电流后对电池进行化成，然后密封注液孔，所述密封注液孔的步骤可以在第一次充电过程结束之后并再次向锂离子二次电池内注入电解液后密封注液孔，然后按照本发明的方法进行随后的充电过程，也可以在第二次充电过程结束之后再密封注液孔。
下面将通过实施例对本发明作进一步地具体说明。
实施例1
该实施例说明锂离子二次电池的制备。
(1)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、2克粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)、3克导电剂乙炔黑与40克N-甲基吡咯烷酮混合，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铝箔上，然后在150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(2)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、1克粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)与40克N-甲基吡咯烷酮混合，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铜箔上，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(3)电池的装配和陈化
将上述正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，将极耳与电极片点焊后放入电池壳体内，将电池壳与盖板激光焊接密封后，将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)的混合溶剂中形成非水电解液A，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与碳酸亚乙烯酯(VC)的重量比为49∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。将2.5克该电解液A注入电池壳中，在45℃的高温环境中放置24小时，以达到电解液充分浸润电芯中电极活性物质的目的，使化成过程中形成的SEI膜比较均匀、致密。随后，准备进行化成。
实施例2
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
在25℃下，先将实施例1制备得到的含有2.5克电解液A的电池以0.05C的电流充电至3.5伏特，然后向所述电池中再次注入电解液B1.0克，所述电解液B为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与过充添加剂联苯的混合溶剂中形成非水电解液B，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与联苯的重量比为32∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。在注入电解液B后，将电池继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至3.8伏特后完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池A1。
实施例3
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
然后按照实施例2的方法对实施例1制备得到的含有2.5克电解液A的电池进行化成，不同的是，在注入1.0克电解液B后，将电池继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至3.8伏特，然后将电池在25℃下，放置24小时后完成化成，密封注液孔，得到化成后的锂离子电池A2。
实施例4
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
按照实施例3的方法对实施例1制备得到的含有2.5克电解液A的电池进行化成，不同的是，在真空度为0.1兆帕下，再次注入1.0克电解液B，并将电池在30℃下放置24小时，然后将电池继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至3.8伏特，然后将电池在25℃下，放置24小时后完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池A3。
实施例5
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中注入的电解液A的量为3.15克。
按照实施例4的方法对上述制备得到的含有3.15克电解液A的电池进行化成，不同的是，在第一次充电后，在真空度为0.1兆帕下注入的电解液B的量为0.35克，并按照实施例4的方法完成化成，得到化成后的锂离子电池A4。
实施例6
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中注入的电解液A的量为3.0克。
按照实施例4的方法对上述制备得到的含有3.0克电解液A的电池进行化成，不同的是，在第一次充电后，在真空度为0.1兆帕下注入的电解液B为0.5克，得到化成后的锂离子电池A5。
实施例7
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中注入的电解液A的量为2.8克。
在25℃下，先将按照上述方法制备得到的含有2.8克电解液A的电池以0.1C的电流充电至3.7伏特，然后向所述电池中再次注入0.7克电解液B，所述电解液B为将为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与过充添加剂联苯的混合溶剂中形成非水电解液B，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与联苯的重量比为19∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。然后将电池在25℃下，放置24小时后，继续在25℃下，以0.5C的电流恒流充电至4.0伏特后，将电池再次在25℃下放置24小时后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池A6。
实施例8
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中注入的电解液A的量为2.3克。
在25℃下，先按照上述方法制备得到的含有2.3克电解液A的电池以0.1C的电流充电至3.7伏特，然后向所述电池中再次注入1.2克电解液B，所述电解液B为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与过充添加剂环己基苯的混合溶剂中形成非水电解液B，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与环己基苯的重量比为24∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。然后将电池在25℃下，放置24小时后，继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至4.0伏特后，将电池再次在25℃下放置48小时后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池A7。
实施例9
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中注入的电解液A的量为2.0克。所述电解液A为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与成膜添加剂亚硫酸丙烯酯的混合溶剂中形成非水电解液A，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与亚硫酸丙烯酯的重量比为85∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。
在25℃下，先按照上述方法制备得到的含有2.0克电解液A的电池以0.1C的电流充电至3.7伏特，然后在真空度为0.12兆帕下，向所述电池中再次注入1.5克电解液B，所述电解液B为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与过充添加剂联苯的混合溶剂中形成非水电解液B，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与联苯的重量比为24∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。然后将电池在25℃下，放置24小时后，继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至4.0伏特后，将电池再次在25℃下放置24小时后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池A8。
实施例10
该实施例说明本发明提供的锂离子二次电池的化成方法
按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中注入的电解液A的量为2.1克。所述电解液A为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)和亚硫酸丙烯酯的混合溶剂中形成非水电解液A，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与碳酸亚乙烯酯和亚硫酸丙烯酯的混合物的重量比为65∶1，所述碳酸亚乙烯酯和亚硫酸丙烯酯的重量比为1∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。
在25℃下，先按照上述方法制备得到的含有2.0克电解液A的电池以0.1C的电流充电至3.7伏特，然后在真空度为0.09兆帕下，向所述电池中再次注入1.4克电解液B，所述电解液B为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与过充添加剂联苯和环己基苯的混合溶剂中形成非水电解液B，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与联苯和环己基苯的混合溶剂的重量比为45∶1；所述联苯与环己基苯的重量比为1∶1；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。然后将电池在25℃下，放置24小时后，继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至4.0伏特后，将电池再在25℃下放置24小时后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池A9。
对比例1
该对比例说明锂离子二次电池的参比化成方法
将按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在体积比为2∶1∶3的EC/DEC/EMC的混合溶剂中形成非水电解液A，将2.5克该电解液A以注入电池壳中。
然后在25℃下，将按照上述方法制备得到的含有2.5克电解液A的电池以0.05C的电流充电至3.7伏特，然后向所述电池中再次注入相同种类的电解液A1.0克后，将电池继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至3.8伏特后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的参比锂离子电池AC1。
对比例2
该对比例说明锂离子二次电池的参比化成方法
按照对比例1的方法制备电池，并进行化成，不同的是，在第一次充电后并向电池中注入相同种类的电解液A1.0克后，将电池在25℃下，放置24小时后，将电池继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至3.8伏特后，将电池再次在25℃下放置48小时后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池AC2。
对比例3
该对比例说明锂离子二次电池的参比化成方法
将按照实施例1的方法制备电池，不同的是，在步骤(3)的电池装配和陈化步骤中的电解液为将LiPF6按0.9摩尔/升的浓度溶解在链状酸酯EC、DEC和EMC与成膜添加剂碳酸亚乙烯酯和过充添加剂联苯的混合溶剂中形成非水电解液C，所述链状酸酯EC、DEC和EMC的混合溶剂与成膜添加剂碳酸亚乙烯酯和过充添加剂联苯的混合溶剂重量比为19∶1，所述剂碳酸亚乙烯酯和联苯的重量比为2∶3；所述EC、DEC和EMC的体积比为2∶1∶3。然后将3.5克该电解液C注入电池壳中。
然后在25℃下，将按照上述方法制备得到的含有3.5克电解液C的电池以0.05C的电流充电至3.7伏特，然后将电池继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至3.8伏特，然后在25℃下放置48小时后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的参比锂离子电池AC3。
对比例4
该对比例说明锂离子二次电池的参比化成方法
按照对比例3的方法制备电池，并进行化成，不同的是，在第一次充电之前注入的电解液C的量为2.5克，然后在25℃下，将含有2.5克电解液C的电池以0.05C的电流充电至3.7伏特，然后向电池中注入相同种类的电解液C1.0克后，将电池继续在25℃下，以0.1C的电流恒流充电至3.8伏特，将电池再次在25℃下放置24小时后，完成化成，并密封注液孔，得到化成后的锂离子电池AC4。
实施例11-19
下列实施例分别对实施例2-10得到的化成后的锂离子电池进行性能测试。
(1)循环性能测试：
在25℃下，将按照实施例2-10的方法化成后的电池分别以1C电流恒流充电至4.2伏特，而后再在该电压下将电池进行恒电压充电，直至截止电流为0.05C；搁置5分钟后，再将电池以1C电流恒流放电至3.0伏特，记录电池的初始容量，并重复以上步骤500次，得到电池在25℃，500次循环后以1C电流放电至3.0伏特的容量，并按照下述公式计算循环后电池的容量维持率，结果如表1所示。
容量维持率(％)＝(循环500次后电池容量/电池初始容量)×100％
(2)过充性能测试：
分别取10支按照实施例2-10的方法进行化成后的电池，分别以1C/12A(1100毫安/12伏)和3C/12A(3300毫安/12伏)恒流恒压源将上述电池充电至12V，对电池进行安全性能测试，并记录通过安全性能测试的电池的个数。电池未起火冒烟，未爆炸，则表示电池顺利通过测试。
结果如表1所示。
对比例5-8
下列对比例分别对对比例1-4得到的化成后的锂离子电池进行性能测试。
按照实施例11-19的方法对电池进行容量、电池循环性能以及过充性能的测试，不同的是，测试的电池为采用对比例1-4的方法化成后的参比电池AC1-AC4。
结果如表1所示。
表1
  实施例编号   电池编号   初始容量(毫安时)   容量维持率(％)   1C/12A过充实验通过个数   3C/12A过充实验通过个数
  实施例11   A1   1106   84   9   9
  实施例12   A2   1110   85   10   9
  实施例13   A3   1115   86   10   9
  实施例14   A4   1108   88   10   8
  实施例15   A5   1110   85   10   8
  实施例16   A6   1105   85   10   9
  实施例17   A7   1105   84   10   9
  实施例18   A8   1115   85   10   10
  实施例19   A9   1109   87   10   10
  对比例5   AC1   1108   80   6   4
  对比例6   AC2   1106   81   6   5
  对比例7   AC3   1110   79   7   5
  对比例8   AC4   1108   80   7   5
根据上表1中的数据可以看出，采用本发明的方法得到的化成后的电池的循环性能、过充电性能及安全性能均明显优于采用参比化成方法得到的电池。

Claims (11)

1、一种锂离子二次电池的化成方法，该方法包括向锂离子二次电池内注入电解液并陈化，然后对锂离子二次电池进行充电，所述充电方法包括第一次充电过程和第二次充电过程，在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入电解液，所述在第一次充电过程之前注入的电解液和在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液分别独立的为含有电解质锂盐和链状酸酯的混合溶液，其特征在于，在第一次充电过程之前向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有成膜添加剂；在第一次充电过程之后再次向锂离子二次电池内注入的电解液中还含有过充添加剂。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，在第一次充电过程之前向锂离子二次电池内注入的电解液中电解质锂盐的含量为0.1-1.0摩尔/升，所述链状酸酯与成膜添加剂的重量比为20-200∶1；在第一次充电过程之后向锂离子二次电池内注入的电解液中电解质锂盐的含量为0.1-1.0摩尔/升，所述链状酸酯与过充添加剂的重量比为15-200∶1。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯和亚硫酸乙烯酯中的一种或几种，所述过充添加剂为联苯和/或环己基苯。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，以第一次充电过程之前注入的电解液和第一次充电过程之后注入的电解液的总量为基准，在第一次充电过程之前注入的电解液的比例为40-85重量％，在第一次充电过程之后注入的电解液的比例为15-60重量％。
5、根据权利要求4所述的方法，其中，以第一次充电过程之前注入的电解液和第一次充电过程之后注入的电解液的总量为基准，在第一次充电过程之前注入的电解液的比例为60-80重量％，在第一次充电过程之后注入的电解液的比例为20-40重量％。
6、根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一次充电过程包括以第一电流恒流充电至第一电压，所述第二次充电过程包括以第二电流恒流充电至第二电压，所述第二电压高于第一电压，所述第二电流大于或等于第一电流。
7、根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二电压高于第一电压至少0.1伏特，所述第二电流大于第一电流至少0.005C。
8、根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述第一电流为0.01-0.5C，第一电压为3.5-3.7伏特；所述第二电流为0.01-1.0C，第二电压为3.7-4.1伏特。
9、根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在第二次充电过程之后的陈化步骤，所述陈化的温度为20-35℃，陈化的时间为24-48小时。
10、根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在第二次向锂离子二次电池内注入电解液之后，在第二次充电过程之前的陈化步骤，所述陈化的温度为25-45℃，陈化的时间为24-48小时。
11、根据权利要求1所述的方法，其中，该方法包括在第一次充电过程之后，在真空条件下，向锂离子二次电池内注入电解液，所述真空度为0.09-0.15兆帕。
CN2007101060866A 2007-05-31 2007-05-31 一种锂离子二次电池的化成方法 Expired - Fee Related CN101315994B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101060866A CN101315994B (zh) 2007-05-31 2007-05-31 一种锂离子二次电池的化成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101060866A CN101315994B (zh) 2007-05-31 2007-05-31 一种锂离子二次电池的化成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101315994A true CN101315994A (zh) 2008-12-03
CN101315994B CN101315994B (zh) 2010-06-02

Family

ID=40106886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101060866A Expired - Fee Related CN101315994B (zh) 2007-05-31 2007-05-31 一种锂离子二次电池的化成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101315994B (zh)

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101783425A (zh) * 2009-01-15 2010-07-21 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池预充方法
CN101783426A (zh) * 2009-01-15 2010-07-21 深圳市比克电池有限公司 一种正极活性物质为钴酸锂的锂离子电池预充方法
CN101872879A (zh) * 2010-06-01 2010-10-27 奇瑞汽车股份有限公司 锂离子二次充电电池的化成方法
CN102035025A (zh) * 2010-08-23 2011-04-27 八叶(厦门)新能源科技有限公司 一种圆柱型锂离子电池的老化方法
CN102035026A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 三星Sdi株式会社 用于制造锂离子二次电池的方法
CN102074740A (zh) * 2010-12-06 2011-05-25 华明电源(深圳)有限公司 锂离子电池主动排气的化成方法
CN102201563A (zh) * 2010-03-24 2011-09-28 深圳市比克电池有限公司 锂离子电池电解液注液方法及制备得到的电池
CN102255105A (zh) * 2011-06-10 2011-11-23 东莞新能源科技有限公司 二次注液的锂离子电池
CN102420340A (zh) * 2011-10-26 2012-04-18 华为技术有限公司 一种电池的制作方法
CN102569900A (zh) * 2012-02-13 2012-07-11 东莞新能源科技有限公司 一种同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法
CN103855430A (zh) * 2012-12-06 2014-06-11 上海比亚迪有限公司 一种锂离子二次电池的制备方法
CN104577031A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 比亚迪股份有限公司 一种锂离子动力电池注液化成方法及锂离子动力电池
CN104681888A (zh) * 2015-01-06 2015-06-03 宁波南车新能源科技有限公司 一种锂离子电容电池的负压阶梯式化成方法
CN105633474A (zh) * 2016-01-08 2016-06-01 九江迅通新能源科技有限公司 一种采用三元材料为正极主材的锂电池的化成方法
CN105655644A (zh) * 2015-12-29 2016-06-08 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池及其制备方法
CN106410282A (zh) * 2016-10-19 2017-02-15 广州天赐高新材料股份有限公司 一种动力锂离子电池高镍正极预处理剂及预处理方法
CN104282939B (zh) * 2013-07-02 2017-08-29 万向一二三股份公司 一种锂离子电池高压电解液
CN107768723A (zh) * 2017-08-30 2018-03-06 中航锂电（江苏）有限公司 一种锂离子电池化成方法
CN108091940A (zh) * 2016-11-21 2018-05-29 惠州市元大电子科技有限公司 一种锂离子铝壳电池的制作工艺
CN108258315A (zh) * 2018-03-15 2018-07-06 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种组合式电解液及含有该组合式电解液的高比能硅基锂离子电池
CN108598589A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 江西安驰新能源科技有限公司 一种锂离子电池的注液方法
CN108615955A (zh) * 2018-05-07 2018-10-02 钟鸣 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN109256592A (zh) * 2018-09-06 2019-01-22 盛蕾 一种锂离子电池的化成工艺
CN111293377A (zh) * 2020-03-12 2020-06-16 谈益 一种动力电池的化成方法
CN112234270A (zh) * 2020-11-19 2021-01-15 苏州精诚智造智能科技有限公司 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN114204130A (zh) * 2021-12-08 2022-03-18 湖北亿纬动力有限公司 一种锂离子电池及其化成方法与应用
CN114300818A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 蜂巢能源科技股份有限公司 锂离子电池的注液化成工艺及锂离子电池
CN116053621A (zh) * 2023-03-31 2023-05-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电解液损失量确定方法、化成系统、装置、计算机设备

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1181591C (zh) * 2002-07-30 2004-12-22 中山大学 二次鋰离子电池开口正压化成方法及其用于制造电池的方法
CN100553024C (zh) * 2005-11-10 2009-10-21 比亚迪股份有限公司 锂离子二次电池的制造方法
CN1787275A (zh) * 2005-12-13 2006-06-14 天津力神电池股份有限公司 圆柱型锂离子二次电池的制作方法

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101783426A (zh) * 2009-01-15 2010-07-21 深圳市比克电池有限公司 一种正极活性物质为钴酸锂的锂离子电池预充方法
CN101783425A (zh) * 2009-01-15 2010-07-21 深圳市比克电池有限公司 一种锂离子电池预充方法
CN102035026B (zh) * 2009-09-25 2016-01-20 三星Sdi株式会社 用于制造锂离子二次电池的方法
CN102035026A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 三星Sdi株式会社 用于制造锂离子二次电池的方法
CN102201563A (zh) * 2010-03-24 2011-09-28 深圳市比克电池有限公司 锂离子电池电解液注液方法及制备得到的电池
CN102201563B (zh) * 2010-03-24 2016-02-10 深圳市比克电池有限公司 锂离子电池电解液注液方法及制备得到的电池
CN101872879A (zh) * 2010-06-01 2010-10-27 奇瑞汽车股份有限公司 锂离子二次充电电池的化成方法
CN102035025A (zh) * 2010-08-23 2011-04-27 八叶(厦门)新能源科技有限公司 一种圆柱型锂离子电池的老化方法
CN102074740A (zh) * 2010-12-06 2011-05-25 华明电源(深圳)有限公司 锂离子电池主动排气的化成方法
CN102255105A (zh) * 2011-06-10 2011-11-23 东莞新能源科技有限公司 二次注液的锂离子电池
CN102255105B (zh) * 2011-06-10 2016-03-02 东莞新能源科技有限公司 二次注液的锂离子电池
CN102420340A (zh) * 2011-10-26 2012-04-18 华为技术有限公司 一种电池的制作方法
CN102569900A (zh) * 2012-02-13 2012-07-11 东莞新能源科技有限公司 一种同时改善锂离子二次电池高温和低温性能的方法
CN103855430A (zh) * 2012-12-06 2014-06-11 上海比亚迪有限公司 一种锂离子二次电池的制备方法
CN103855430B (zh) * 2012-12-06 2016-05-11 上海比亚迪有限公司 一种锂离子二次电池的制备方法
CN104282939B (zh) * 2013-07-02 2017-08-29 万向一二三股份公司 一种锂离子电池高压电解液
CN104577031A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 比亚迪股份有限公司 一种锂离子动力电池注液化成方法及锂离子动力电池
CN104577031B (zh) * 2013-10-28 2017-08-04 比亚迪股份有限公司 一种锂离子动力电池注液化成方法及锂离子动力电池
CN104681888A (zh) * 2015-01-06 2015-06-03 宁波南车新能源科技有限公司 一种锂离子电容电池的负压阶梯式化成方法
CN105655644A (zh) * 2015-12-29 2016-06-08 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池及其制备方法
CN105655644B (zh) * 2015-12-29 2019-01-22 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池及其制备方法
CN105633474A (zh) * 2016-01-08 2016-06-01 九江迅通新能源科技有限公司 一种采用三元材料为正极主材的锂电池的化成方法
CN106410282A (zh) * 2016-10-19 2017-02-15 广州天赐高新材料股份有限公司 一种动力锂离子电池高镍正极预处理剂及预处理方法
CN108091940A (zh) * 2016-11-21 2018-05-29 惠州市元大电子科技有限公司 一种锂离子铝壳电池的制作工艺
CN107768723A (zh) * 2017-08-30 2018-03-06 中航锂电（江苏）有限公司 一种锂离子电池化成方法
CN108258315A (zh) * 2018-03-15 2018-07-06 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种组合式电解液及含有该组合式电解液的高比能硅基锂离子电池
CN108615955A (zh) * 2018-05-07 2018-10-02 钟鸣 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN108598589A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 江西安驰新能源科技有限公司 一种锂离子电池的注液方法
CN109256592A (zh) * 2018-09-06 2019-01-22 盛蕾 一种锂离子电池的化成工艺
CN111293377A (zh) * 2020-03-12 2020-06-16 谈益 一种动力电池的化成方法
CN111293377B (zh) * 2020-03-12 2021-08-24 江西金晖锂电材料股份有限公司 一种动力电池的化成方法
CN112234270A (zh) * 2020-11-19 2021-01-15 苏州精诚智造智能科技有限公司 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN112234270B (zh) * 2020-11-19 2021-12-28 广州市云通磁电股份有限公司 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN114204130A (zh) * 2021-12-08 2022-03-18 湖北亿纬动力有限公司 一种锂离子电池及其化成方法与应用
CN114204130B (zh) * 2021-12-08 2023-05-05 湖北亿纬动力有限公司 一种锂离子电池及其化成方法与应用
CN114300818A (zh) * 2021-12-31 2022-04-08 蜂巢能源科技股份有限公司 锂离子电池的注液化成工艺及锂离子电池
CN116053621A (zh) * 2023-03-31 2023-05-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电解液损失量确定方法、化成系统、装置、计算机设备
CN116053621B (zh) * 2023-03-31 2023-08-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电解液损失量确定方法、化成系统、装置、计算机设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN101315994B (zh) 2010-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101315994B (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN100595965C (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN101212067B (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN100533839C (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN101154747B (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN100416893C (zh) 一种锂离子电池正极及其锂离子电池
CN110208716A (zh) 电池及电池放电后负极极片中剩余活性锂容量的测试方法
CN101950815B (zh) 一种圆柱型锂离子二次电池化成的方法
EP3907803B1 (en) Non-aqueous electrolyte for lithium ion battery and lithium ion battery
CN106486696B (zh) 一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池
CN101640285A (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN101740816A (zh) 一种以钛酸锂为负极的锂离子二次电池化成方法
CN101183711A (zh) 非水电解质二次电池
JP4018560B2 (ja) リチウム二次電池用負極活物質組成物、これを利用したリチウム二次電池用負極の製造方法及びこれを含むリチウム二次電池
CN111313093B (zh) 电解液和锂电池
CN110994029B (zh) 一种用于锂离子电池的含有三苯基膦类添加剂的砜基高电压电解液
CN101207224A (zh) 一种锂离子电池的制备方法
CN106876694A (zh) 用于锂离子电池的活性材料的新的预处理方法
CN109546226A (zh) 锂离子电池负极预锂化方法及锂离子电池
CN111916702B (zh) 一种包覆改性正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN111200165B (zh) 一种锂离子电池用电解液及锂离子电池
CN106450460A (zh) 锂离子电池电解液添加剂、其电解液、制备方法及电池
CN110336076B (zh) 锂离子电池电解液及锂离子电池
CN109428120A (zh) 锂离子电池用非水电解液及锂离子电池
CN113130970A (zh) 锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100602

Termination date: 20210531

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee