CN101916881A - 一种锂离子电池的活化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子电池的活化方法，该方法使用在恒定温度下采用不同电流阶段式充放电的方法的解决了目前化成周期长的缺点。该方法操作简单方便，且效率高，并且能快速表征锂电池的倍率特性，可广泛适用于二次锂离子电池的活化步骤。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体是一种锂离子电池的活化方法。
背景技术
锂电池的活化过程对锂电池的性能有着重要的影响，传统的活化过程一般分为化成和循环两个过程。对于化成过程而言，采用极小的电流（一般为0.1C充电0.2C放电）进行充放电，时间在15h以上；在电池的化成过程中，电解液和电解质在电池负极发生反应，在负极表明形成SEI膜（Solid Electrolyte Interphase），均匀和稳定的SEI膜能够很好的适应锂离子在嵌入和脱出发生的体积应变，所以形成均匀，稳定和致密的SEI膜至关重要。传统的小电流活化方法由于电流密度较小，导致形成的SEI膜较为疏松，在随后的循环过程中由于体积的变化导致SEI膜的破坏严重影响了电池的寿命。在循环过程中，采用中等倍率（0.5C~1C）对电池进行多次充放电循环来激活电池的潜能，使电池的电化学平衡达到最佳状态，但该过程无法表征电池的倍率特性，且激活的次数较长，一般不小于5次。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种锂电池的活化方法，特别涉及一种动力型锂电池的活化方法。该方法使用在恒定温度下采用不同电流阶段式充放电的方法的解决了目前化成周期长的缺点。该方法操作简单方便，且效率高，并且能快速表征锂电池的倍率特性，可广泛适用于二次锂离子电池的活化步骤。
一种锂离子电池的活化方法，其特征在于在恒定的温度下分段对电池进行充电放电，在充电过程中分为N个阶段，每个阶段都充电至截止电压，每个阶段之间静止一段时间，每个阶段的充电电流的数值依次减小，其中第N-1阶段的电流大于第N阶段的电流；充电步骤完成后，静止一段时间，进行M个阶段的放电，每个阶段都放电至截止电压，每个阶段之间静止一段时间，每个阶段的充电电流的数值依次减小，其中第M-1阶段的电流大于第M阶段的电流，整个充放电过程循环进行。
所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述恒定的温度的范围为15℃-50℃。
所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述的充电截止电压为3.45V～4.5V。
所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述的放电截止电压为1.0V～3.0V。
所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于充电过程分段的次数N和放电过程的次数M满足以下条件：N>1,M>1。
所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述整个充放电过程循环的次数为1—10次。
所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于每个阶段之间的静止时间是5—60分钟。
利用本发明的方法活化后的锂电池性能稳定，改善了锂电池的循环寿命；通过阶梯形电流的激活机理使锂电池的电化学态达到最佳化；该发明还将目前的化成和活化时间缩短60%以上；同时可以快速的表征锂电池的放电倍率性能。
该方法操作简单方便，且效率高，并且能快速表征锂电池的倍率特性，可广泛适用于二次锂离子电池的活化步骤。
具体实施方式
实施例1
取磷酸铁锂为正极材料体系的锂电池，电芯型号为IFP18650-1.4Ah，控制环境温度25度，采用4段充电制度，充电制度为：第一阶段以2C（2800mA）的电流充电至截至电压4.0V，静止20min；第二阶段以1C（1400mA）的电流充电至4.0伏，静止20min；第三阶段以0.5C（700mA）的电流充电至截至电压4.0V，静止20min；第4阶段以0.2C（280mA）的电流充电至截至电压4.0V，静止20min。充电完成后，采用3段式放电制度，放电制度为：第一阶段以2C（2800mA）的电流放电至截至电压2.0V，静止30min；第二阶段以1C（1400mA）的电流充电至2.0伏，静止30min；第三阶段以0.5C（2100mA）的电流放电至截至电压2.0V，静止30min；第四阶段以0.2C（280mA）的电流放电至截至电压2.0V，静止30min。记录下放电过程中每段的容量，然后通过叠加法来表征电池的倍率性能。
表1实施例1方法按常规倍率放电的数据统计表
表2 实施例1的分段放电数据统计叠加表
表3 实施例1分段放电的循环容量统计表
实施例2
取磷酸铁锂为正极材料体系的锂电池，电芯型号为IFP0672135-4.0Ah，控制环境温度25度，采用5段充电制度，充电制度为：第一阶段以1C（4000mA）的电流充电至截至电压4.0V，静止30min；第二阶段以0.5C（2000mA）的电流充电至4.0伏，静止30min；第三阶段以0.25C（1000mA）的电流充电至截至电压4.0V，静止30min。第4阶段用0.125C（500mA）的电流充电至截至电压4.0V，静止30min。充电完成后，采用5段式放电制度，放电制度为：第一阶段以1.25C（5000mA）的电流放电至截至电压2.0V，静止30min；第二阶段以1C（4000mA）的电流放电至截至电压2.0伏，静止30min；第三阶段以0.5C（2000mA）的电流放电至截至电压2.0V，静止30min；第4阶段用0.25C（1000mA）的电流放电至截至电压2.0V，静止30min；第5阶段用0.125C（500mA）的电流放电至截至电压2.0V。单个过程结束后，将整个充电和放电过程循环2次。记录下放电过程中每段的容量，然后通过叠加法来表征电池的倍率性能。
实施例3
取锰酸锂为正极材料体系的锂电池，电芯型号为IFP0672135-4.2Ah，控制环境温度25度，采用3段充电制度，充电制度为：第一阶段以2C（8400mA）的电流充电至截至电压4.25V，静止30min；第二阶段以1C（4200mA）的电流充电至4.25伏，静止30min；第三阶段以0.5C（2100mA）的电流充电至截至电压4.25V，静止30min。充电完成后，采用3段式放电制度，放电制度为：第一阶段以2C（8400mA）的电流放电至截至电压2.75V，静止30min；第二阶段以1C（4200mA）的电流充电至2.75伏，静止30min；第三阶段以0.5C（2100mA）的电流充电至截至电压2.75V，静止30min。单个过程结束后，将整个充电和放电过程循环1次。记录下放电过程中每段的容量，然后通过叠加法来表征电池的倍率性能。
Claims (7)
1.一种锂离子电池的活化方法，其特征在于在恒定的温度下分段对电池进行充电放电，在充电过程中分为N个阶段，每个阶段都充电至截止电压，每个阶段之间静止一段时间，每个阶段的充电电流的数值依次减小，其中第N-1阶段的电流大于第N阶段的电流；充电步骤完成后，静止一段时间，进行M个阶段的放电，每个阶段都放电至截止电压，每个阶段之间静止一段时间，每个阶段的充电电流的数值依次减小，其中第M-1阶段的电流大于第M阶段的电流，整个充放电过程循环进行。
2.如权利要求1所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述恒定的温度的范围为15℃-50℃。
3. 如权利要求1所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述的充电截止电压为3.45V～4.5V。
4. 如权利要求1所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述的放电截止电压为1.0V～3.0V。
5. 如权利要求1所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于充电过程分段的次数N和放电过程的次数M满足以下条件：N>1,M>1。
6. 如权利要求1所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于所述整个充放电过程循环的次数为1—10次。
7.如权利要求1所述的锂离子电池的活化方法，其特征在于每个阶段之间的静止时间是5—60分钟。
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