CN102969537B - 一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法 - Google Patents

一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其包括以下步骤：步骤A：在电池内住入电解液并在常温下搁置一段时间T，待极片和隔膜充分浸润后开始充电；步骤B：采用一定的电流A和电量对电池进行分阶段预化成，根据电池容量的不同将电池的预化成分为N个阶段进行充电，并在每次充电后搁置一段时间T1，搁置过程中将电池内部的气体抽出；步骤C：在干燥环境内搁置一段时间T2，搁置完成后将电池内的气体抽出；步骤D：进行第二化成中采用一定的电流A1进行N1次充放电循环；步骤E：按一定的温度t搁置一段时间T3;步骤F：对电池进行抽气和分容；此方法可以促使电池形成稳定的SEI膜，可以有效的提高电池的充放电次数和使用寿命。

Description

一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法
技术领域
本发明涉及电池的化成方法，尤其涉及一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法。
背景技术
随着电动汽车产业的发展，用户对电动汽车的续航能力和使用寿命提出更高的要求，进而对电动汽车所使用的磷酸铁锂动力电池的容量和循环寿命提出更高要求；磷酸铁锂电池在化成阶段形成致密的SEI膜，对于现有的大容量磷酸铁锂电池来说，形成的SEI膜不够致密和完整，进而可能影响电池的充放电性能和循环性能。
对于大容量磷酸铁锂动力电池来说，在化成过程中形成SEI膜产生的气体较多，若产生的气体无法及时排出电池，会在电池内部的正负极之间形成气液界面，影响锂离子的自由穿梭，进而可能形成“锂枝晶”，无法形成完整稳定的SEI膜，对电池的充放电性能和循环寿命都有较大影响。
针对上述问题现有科技工作者对现有技术进行了一些改进，如中国专利申请200810216677.3,公开了一种电池化成方法，该方法在化成温度下对电池进行化成,第一阶段以恒流充电至V2伏特,然后在V2-V1伏特循环恒流充放电至少1次,第二阶段以恒流充电至V3伏特,电压V1<电压V2<电压V3，虽然其能在一定程度上解决锂枝晶的形成，但是该方法还是会产生一定量的锂枝晶，并且无法形成完整稳定的SEI膜，对电池的充放电性能和循环寿命都有较大影响。
发明内容
本发明的目的在于提出一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，可以减少在电池化成阶段锂枝晶的形成，并且可以形成致密的SEI膜，可以提高电池的充放电性能和循环性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，包括以下步骤：
步骤A：在电池内住入电解液并在常温下搁置一段时间T，待极片和隔膜充分浸润后开始充电；
步骤B：采用一定的电流A和电量对电池进行分阶段预化成，根据电池容量的不同将电池的预化成分为N个阶段进行充电，并在每次充电后搁置一段时间T1，同时在搁置的过程中将电池内部的气体抽出；
步骤C：完成预化成阶段后将电池在干燥环境内搁置一段时间T2，并在搁置完成后将电池内的气体抽出；
步骤D：对电池进行第二次化成，在第二化成中采用一定的电流A1进行N1次充放电循环；
步骤E：第二次化成完毕之后，按一定的温度t搁置一段时间T3;
步骤F：对电池进行抽气、封口和分容。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤A中，所述时间T为24~48小时。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤B中电流A为1A~10A。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤B中电池的充电电量为30%~60%SOC。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤B中预化成分为的阶段为N为5~9个阶段。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤B中搁置的时间T1为5~10分钟。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤C中搁置时间T2为24~36小时。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤D中所采用的电流A1大小为2A~20A。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤D中所述循环次数N1为2~3次。
作为上述大容量动力磷酸铁锂电池化成方法的一种优选方案，在步骤E中温度t为35°~55°，时间T3为36~90小时。
本发明的有益效果为：本发明通过提供一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其在电池化成过程中通过对充放电流的大小的控制，以及对化成过程中产出的气体进行抽取，可以促使电池形成稳定的SEI膜，可以有效的提高电池的充放电次数和使用寿命。
附图说明
图1是本发明具体实施方式1提供的大容量磷酸电池化成方法的流程图；
图2是本发明具体实施方式1提供的缓冲杯的结构示意图。
其中：
1：杯体；2：进气口；3：出气口；4：滤网；5：连接端。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明提供了一种大容量磷酸铁锂电池化成化成方法，包括以下步骤：
步骤A：在电池内住入电解液并在常温下搁置一段时间T，待极片和隔膜充分浸润后开始充电；
步骤B：采用一定的电流A和电量对电池进行分阶段预化成，根据电池容量的不同将电池的预化成分为N个阶段进行充电，并在每次充电后搁置一段时间T1，同时在搁置的过程中将电池内部的气体抽出；
步骤C：完成预化成阶段后将电池在干燥环境内搁置一段时间T2，并在搁置完成后将电池内的气体抽出；
步骤D：对电池进行第二次化成，在第二化成中采用一定的电流A1进行N1次充放电循环；
步骤E：第二次化成完毕之后，按一定的温度t搁置一段时间T3;
步骤F：对电池进行抽气、封口和分容。
在此实施方式中，步骤A中电池在注液后常温搁置T为24~48小时，并且等极片和隔膜充分浸润后开始充电；在步骤B中对电池进行分段式预化成阶段，按照电池容量的大小不同分成的充电阶段N为5~9，同时在每个阶段充电后搁置时间T1为5~10分钟，在搁置的过程中抽出电池内部残留的气体，在此阶段充电电流A设置为1A~10A，在预化成阶段充电电量为30%~60%SOC；在步骤C中，电池预化成结束后在干燥环境中搁置的时间T2为24~36小时，搁置结束后抽出电池内部气体；在步骤D中，即对电池进行二次化成，在此阶段采用电流2A~20A对电池进行N1次充放电循环，在次实施方式中充放电循环N1为2~3次；完成步骤D后在温度35度~55度下搁置36~90小时；完成电池在高温搁置后安排电池的抽气和分容。
在次实施方式中，由于对电池在电池进行化成阶段进行抽气处理，可以减小气液面对SEI膜的影响，并在化成后进行老化和二次充电，可以确保SEI膜的完整和稳定。
如图2所示，同时本申请还提供了一种在电池化成阶段抽气时使用的缓冲杯，该缓冲杯包括杯体1，设置在杯体1两端的进气口2和出气口3，杯体1内具有与进气口2和出气口3连通的空腔，该缓冲杯内的空腔内还设置有用于阻止缓冲液通过的滤网4，进气口2和出气口3为对称设置，在缓冲杯使用过程中，进气口2与铁锂电池的注液孔相连通，出气口3与真空管连通，并且滤网4设置在靠近出气口3的一端，滤网4可以使电池化成阶段产生的气体通过，但阻止电解液的通过。
为了方便缓冲为与蓄电池和真空泵的连接，位于杯体1的两端设置有用于与电池注液孔或真空管连接的连接端5，并且两连接端均设置在杯体1的轴线方向上，同时进气口2和出气口3分别开设在位于杯体1两端的连接端5上。
为了进一步的对本发明提供的一种大容量的磷酸铁锂动力电池的化成方法进行说明本申请还提供了一种110AH的磷酸锂铁动力电池的化成方法进行说明。其包括以下步骤，在电池内注入电解液后搁置36小时，确保电解液充分浸润极片和隔膜，然后进行化成，1:采用1A电流对蓄电池恒流充电2小时；2:将蓄电池搁置10分钟，搁置5分钟后抽气至-40kPa；3:采用1A电流对蓄电池恒流充电2小时；4:将蓄电池搁置10分钟，搁置5分钟后抽气至-40kPa；5:采用2A电流对蓄电池恒流充电2小时；6:将蓄电池搁置10分钟，搁置5分钟后抽气至-40kPa；7:采用2A电流恒流对电池充电2小时；8:将蓄电池搁置10分钟，搁置5分钟后抽气至-40kPa；9:采用3A电流对蓄电池恒流充电2小时；10:将蓄电池搁置10分钟，搁置5分钟后抽气至-40kPa；11:循环步骤8~步骤9，循环6次；12:把电池放置在室温搁置36小时，搁置完成后抽真空；13:使用10A电流对蓄电池恒流充电至3.6V，截止电流5A；14:搁置10分钟；15:采用10A电流对蓄电池恒流放电至2V；16:将蓄电池搁置10分钟；17:循环步骤13~步骤16，循环2次；18:电池摆放在35度环境下搁置72小时；19:将电池抽真空，并封口，最后对电池进行分容。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：在电池内注入电解液并在常温下搁置一段时间T，待极片和隔膜充分浸润后开始充电；
步骤B：采用一定的电流A和电量对电池进行分阶段预化成，根据电池容量的不同将电池的预化成分为N个阶段进行充电，并在每次充电后搁置一段时间T1，同时在搁置的过程中将电池内部的气体抽出；
步骤C：完成预化成阶段后将电池在干燥环境内搁置一段时间T2，并在搁置完成后将电池内的气体抽出；
步骤D：对电池进行第二次化成，在第二化成中采用一定的电流A1进行N1次充放电循环；
步骤E：第二次化成完毕之后，按一定的温度t搁置一段时间T3，其中，t为35°～55°，T3为36～90小时；
步骤F：对电池进行抽气、封口和分容。
2.根据权利要求1所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤A中，所述时间T为24～48小时。
3.根据权利要求1所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤B中电流A为1A～10A。
4.根据权利要求1所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤B中电池的充电电量为30％～60％SOC。
5.根据权利要求1所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤B中预化成分为的阶段为N为5～9个阶段。
6.根据权利要求1所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤B中搁置的时间T1为5～10分钟。
7.根据权利要求1所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤C中搁置时间T2为24～36小时。
8.根据权利要求1所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤D中所采用的电流A1大小为2A～20A。
9.根据权利要求8所述的大容量动力磷酸铁锂电池化成方法，其特征在于，在步骤D中所述循环次数N1为2～3次。
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