CN101685888A - 一种液体电解质电池的老化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体电解质电池的老化方法，将电池进行老化置放，电池在置放过程中，电池处于变加速运动状态中。电池的动态老化过程，可以使电解液在电池内充分均匀扩散和渗透，提高了电池品质和循环性能，也有利于充分挑出自放电不良的电池，降低不良品率。
Description
技术领域
本发明涉及液体电解质电池的生产工艺，具体地说，涉及一种液体电解质锂离子电池的老化方法。
背景技术
液体电解质锂离子电池预充电或化成过程完成后，通常需要进行老化过程，此过程亦被称为储存过程，其目的是使电解液在电池内部极组中充分扩散和渗透，在此过程中还可以挑选剔除那些自放电大的不良电池。现有的老化方法都为静置法，即电池在老化过程中处于静态，电池被竖立或横放静置，这样电池内部部分区域电解液过剩，而另一部分区域电解液却不够，无法使电解液在电池中各部位均匀和充分地扩散，影响了电池性能，部分自放电不良电池在此过程可能无法挑出。
现有技术需要改进和完善。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种液体电解质电池的动态老化方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种液体电解质电池的老化方法，将电池进行老化置放，电池在置放过程中，电池处于变加速运动状态中。
上述方法中，所述电池为液体电解质锂离子电池。
上述方法中，所述变加速运动是通过转动实现的。
上述方法中，所述转动是自转、公转或者自转与公转结合方式中的任意一种。
上述方法中，所述转动的速度为0.1转/分钟至200转/分钟中的任一值。
上述方法中，所述转动的速度分时间段选择相异的速度值。
上述方法中，电池的老化温度为20℃至80℃中的任一值。
上述方法中，电池的老化温度分时间段选择相异的温度值。
上述方法中，电池的老化时间为2小时至30天中的任一值。
本发明与现有技术相比较的技术效果是：
(1)在老化过程中，电池一直处于动态，可以使电解液在电池内充分均匀扩散和渗透，提高了电池品质；
(2)根据不同的电池采用不同的转动速度或不同转动速度的组合，有利于提高电池的循环性能；
(3)电解液充分扩散，有利于充分挑出自放电不良电池，降低了不良品率。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明的核心是将液体电解质电池置于一种变加速的运动状态中，利用液体电解质与电池其他部分的惯量的差别，使电解质能够充分扩散。变加速运动常见有转动，转动可以是自转、公转或者二者的结合。
以下实施例中，电池柱向横放置于一转动装置上进行转动，这样可以确保沿柱向电解液分布到各处，转动时又可以使每一截面异向同性，电解液分布均匀。
实施例1：
型号18650C4、容量为2200mAh的液体电解质电池，老化过程中，老化温度设定为35℃，老化时间为7天，采用两种方法进行老化对比，方法一为现有的静态老化方法；方法二是动态老化方法，电池的转动速度为10转/分钟。自放电不良率和循环测试结果如表1所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 300次循环容量保持率 |
| 静态老化 | 0.025％ | 83.6％ |
| 本例 | 0.035％ | 85.5％ |
表1
实施例1a：
实施例1中电池老化时的转动速度改变为25转/分钟，其他参数相同，其自放电不良率和循环测试结果如表2所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 300次循环容量保持率 |
| 静态老化 | 0.025％ | 83.6％ |
| 本例 | 0.038％ | 86.2％ |
表2
实施例1b：
实施例1中老化温度调为45℃，其他参数相同，自放电不良率和循环测试结果如表3所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 300次循环容量保持率 |
| 静态老化 | 0.030％ | 83.8％ |
| 本例 | 0.038％ | 85.8％ |
表3
实施例1c：
实施例1中老化时间调为14天，电池老化时的转动速度改变为20转/分钟，其他参数同实施例1，自放电不良率和循环测试结果如表4所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 300次循环容量保持率 |
| 静态老化 | 0.028％ | 84.2％ |
| 本例 | 0.040％ | 86.4％ |
表4
实施例1d：
实施例1中老化温度调整为20℃，老化时间为30天，电池老化时的转动速度为1转/分钟，其他参数同实施例1，自放电不良率和循环测试结果如表5所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 300次循环容量保持率 |
| 静态老化 | 0.024％ | 83.5％ |
| 本例 | 0.032％ | 85.2％ |
表5
实施例2：
在18650C4-2200mAh的液体电解质锂离子电池老化时，选择三种老化方法，2a的老化温度为35℃，电池的转动速度为50转/分钟，老化2天；2b的老化温度为35℃，电池的转动速度为50转/分钟，老化4天；2c的老化温度为80℃，电池的转动速度为200转/分钟，老化5h。测试不同老化方法电池的自放电率、电池的容量和循环性能，其结果如表6所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 正极活性物质容量 | 300次循环容量保持率 |
| 2a | 0.031％ | 145.6mAh/g | 85.2％ |
| 2b | 0.039％ | 147.2mAh/g | 86.4％ |
| 2c | 0038％ | 147.3mAh/g | 86.3％ |
表6
从结果中可见，2b和2c的老化效果基本相当，均优于2a的老化效果。比较2c与2b、2a的老化条件，可知采用较高温度和较大的电池转动速度可缩短老化时间，提高老化效率。
实施例3：
在18650C4-2200mAh的液体电解质锂离子电池老化时，选择两种老化方法，3a的老化温度为35℃，电池的转动速度为20转/分钟，老化5天；3b分为两个老化阶段，第一阶段的老化温度为老化温度为35℃，电池的转动速度为20转/分钟，老化3天，第二阶段的老化温度为50℃，电池的转动速度为30转/分钟，老化2天。测试不同老化方法电池的自放电率、电池的容量和循环性能，其结果如表7所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 正极活性物质容量 | 300次循环容量保持率 |
| 3a | 0.036％ | 146.6mAh/g | 85.7％ |
| 3b | 0.041％ | 147.4mAh/g | 86.1％ |
表7
从结果中可见，3b的老化效果优于3a的老化效果，说明对老化温度、老化时间进行适当的组合，可以改善电池的性能和更好地控制产品质量。
实施例4：
型号为35110MP、容量为10Ah的液体电解质磷酸铁锂动力电池，老化过程中，老化温度设定为40℃，老化时间为7天，采用两种方法对比，方法一为现有的静态老化方法；方法二为动态老化方法，电池的转动速度为20转/分钟。自放电不良率和循环测试结果如表8所示：
表8
实施例5：
型号为SC、容量为3300mAh的镍氢电池，老化过程中，老化温度设定为40℃，老化时间为14天，采用两种方法进行老化对比，方法一为现有的静态老化方法；方法二为动态老化方法，电池的转动速度为20转/分钟。自放电不良率和循环测试结果表9所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 10C300次循环容量保持率(％) |
| 静态老化 | 0.06％ | 80.2 |
| 本例 | 0.08％ | 83.4 |
表9
实施例6：
容量为5Ah的铅酸电池，老化过程中，老化温度设定为30℃，老化时间为7天，采用两种方法进行老化对比，方法一为现有的静态老化方法；方法二为动态老化方法，电池的转动速度为10转/分钟。自放电不良率和循环测试结果表10所示：
| 方法 | 自放电不良率 | 5C300次循环容量保持率(％) |
| 静态老化 | 0.036％ | 70.2 |
| 本例 | 0.045％ | 75.4 |
表10
由此可见，本发明的方法使电解液在电池内充分均匀扩散，提高了电池的循环性能，有利于充分挑出自放电不良电池，提高了电池整体品质。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。例如，可以根据需要对转动速度进行调节，其转动速度可以为0.1转/分钟-200转/分钟的任意一值，优选的转动速度为1转/分钟-60转/分钟。也可以根据需要对转动速度进行自由组合，即不同的时间段可以采用不同的速度值。电池的老化温度可以设定为20℃-80℃中的任一温度，也可以采用两个或两个以上温度的相互组合，即在不同的时间段选择不同的温度值，优选的老化温度为30℃-60℃。电池的老化时间可为2小时～30天，优选的老化时间为10小时～15天。
本发明液体电解质电池的老化方法适用于一切注入或灌入液态电解液或液态电解质组分的一次电池或二次电池，如锂二次电池、锂一次电池、镍氢电池、镍镉电池、碱锰电池、铅酸电池等。电池的壳体可以是钢壳、铝壳、锌壳等金属壳体，或者是PP、PVC、PE等塑料壳体。
Claims (10)
1.一种液体电解质电池的老化方法，将电池进行老化置放；其特征在于：电池在置放过程中，电池处于变加速运动状态中。
2.根据权利要求1所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：所述电池为液体电解质锂离子电池。
3.根据权利要求1所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：所述变加速运动是通过转动实现的。
4.根据权利要求3所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：所述转动是自转、公转或者自转与公转结合方式中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：所述转动的速度为0.1转/分钟至200转/分钟中的任一值。
6.根据权利要求5所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：所述转动的速度分时间段选择相异的速度值。
7.根据权利要求1至6任一所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：电池的老化温度为20℃至80℃中的任一值。
8.根据权利要求7所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：电池的老化温度分时间段选择相异的温度值。
9.根据权利要求1至6中任一所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：电池的老化时间为2小时至30天中的任一值。
10.根据权利要求7所述的液体电解质电池老化方法，其特征在于：电池的老化时间为2小时至30天中的任一值。
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