CN104269584A - 一种聚合物锂电池的化成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚合物锂电池的化成方法，将锂电池放置在化成设备中，电池气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.3-0.8MPa，温度为50-70℃，首先将电池用电池容量值0.1-0.2倍大小的电流恒流充电到3.44V-3.5V，再用电池容量值0.5-1倍大小的电流恒流充电到3.9V-3.95V；然后将温度降到常温，压力降到0.2-0.4MPa保持10min后二次封口。本发明可以缩短锂电池的化成时间，省去电池整形排气的时间，提高锂电池的生产效率；且改善电池界面，提高锂电池的化成质量。

Description

一种聚合物锂电池的化成方法
技术领域
本发明涉及一种聚合物锂离子电池的化成方法，主要应用为软包聚合物锂离子电池的生产。
背景技术
近些年来软包装锂离子电池的需求量不断上升，已经广泛应用到笔记本电脑、智能手机、平板电脑、摄像机、电动自行车、电动汽车和军事国防领域。随着市场需求的不断增强，生产企业对软包锂离子电池的生产效率和生产质量有了越来越高的要求。
化成工序在锂离子电池制作过程中发挥着重要作用，它是锂离子电池的初始化，是形成电池SEI膜的重要工序，对锂离子电池后续电性能有着重要影响。传统的化成方式是将锂离子主体平放，不施加压力，在常温下一般采用电池容量值0.03-0.1倍大小的电流充电到3.95V左右，也就是说在常温、常压下采用长时间小电流充电使形成的SEI膜良好。由于是在常温、常压下充电，所以，必须使用小电流充电，化成时间较长，一般需要10-15h左右；由于电池界面接触不紧密，SEI膜的形成并不是特别理想；而且化成完成后还要对电池施加一定压力与温度对电池进行排气与整形，时间一般在2-6h左右；整形后方可进行二次封装分容出货。总之，现有的锂离子电池化成方法化成时间长，需要排气与整形后期处理过程，工艺复杂，造成锂离子电池的生产效率低下，且电池界面接触不紧密，将导致电池循环性能和同型号电池配组一致性较差。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种聚合物锂电池的化成方法，该化成方法可以缩短锂电池的化成时间，省去电池整形排气的时间，提高锂电池的生产效率；且改善电池界面，提高锂电池的化成质量。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种聚合物锂电池的化成方法，将锂电池放置在化成设备中，电池气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.3-0.8MPa，温度为50-70℃，首先将电池用电池容量值0.1-0.2倍大小的电流恒流充电到3.44V-3.5V，再用电池容量值0.5-1倍大小的电流恒流充电到3.9V-3.95V；然后将温度降到常温，压力降到0.2-0.4MPa保持10min后二次封口。
由于本发明采用了上述方案，其与现有技术相比具有以下优点：
1、锂离子电池气囊竖放，电解液可充分吸收使用，避免了电池横放施加压力导致的电解液流到气囊，电解液吸收使用不充分的现象的发生。
2、化成过程中对锂离子电池主体施加一定压力，可以使锂离子电池界面接触良好，有利于SEI膜的形成良好，稳定锂离子电池的性能，提高了电池容量保持率，有助于实现大电流化成。
3、化成过程中对锂电池施加一定温度，有利于SEI膜的良好形成，稳定锂电池的性能，提高了电池容量保持率，有助于实现大电流化成。
4、化成过程中大电流化成可以将传统的10-15h的化成时间缩减到40min-90min，大大缩减了锂电池的生产周期，提高了生产效率。
5、化成过程对电池施加压力和化成完成后冷压，省去了传统生产过程中电池2h-6h的压力整形排气的过程，大大缩减了电池的生产周期。
总之，本发明采用在电池气囊竖放的情况下，在一定温度和一定压力下对锂电池进行化成的化成方法，使锂电池的平整度得到良好改善，避免了电池起拱“S”型问题的发生，大大改善了电池的循环和同型号电池的一致性等性能，使电池性能更稳定，提高了电池容量保持率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实例1：对型号为104266的容量为3200mAh的锂离子电池进行化成，将锂离子电池放置在化成设备中，主体气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.8MPa，温度为70℃，首先将电池用电池容量值0.1倍的大小的电流320mA恒流充电30min到3.5 V，再用电池容量值1倍大小的电流3200mA恒流充电38min到3.95V；然后将温度降到常温，压力降到0.4MPa保持10min后二次封口。其化成时间为68min，提高了锂电池的生产效率。测试中，用电池容量值1倍大小的电流做循环300周测试，与普通生产电池相比容量保持率提高3%；用所作电池3只串联，用电池容量值1倍大小的电流做循环测试，电压和容量一致性周数与普通生产电池相比提高50周。
实例2：对型号为5664125的容量为5000mAh的锂电池进行化成，将锂电池放置在化成设备中，主体气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.6MPa，温度为60℃，首先将电池用容量值0.15倍大小的电流750mA恒流充电25min到3.47 V，再用电池容量值0.8倍的电流4000mA恒流充电45min到3.9V；然后将温度降到常温，压力降到0.3MPa保持10min后二次封口。其化成时间为70min，提高了锂电池的生产效率。测试中，用电池容量值1倍大小的电流做循环300周测试，与普通生产电池相比容量保持率提高2%；用所作电池3只串联，用电池容量值1倍大小的电流做循环测试，电压和容量一致性使用周数与普通生产电池相比提高40周。
实例3：对型号为555175的容量为2400mAh的锂电池进行化成，将锂电池放置在化成设备中，主体气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.4 MPa，温度为60℃，首先将电池用电池容量值0.2倍大小的电流480mA恒流充电17min到3.44V，再用电池容量值0.5倍大小的电流1200mA恒流充电68min到3.93V；然后将温度降到常温，压力降到0.3MPa保持10min后二次封口。其化成时间为85min，提高了锂电池的生产效率。测试中，用电池容量值1倍大小的电流做循环300周测试，与普通生产电池相比容量保持率提高4.5%；用所作电池3只串联，用电池容量值1倍大小的电流做循环测试，电压和容量一致性使用周数与普通生产电池相比提高100周。
实例4：对型号为3076110的容量为3300mAh的锂电池进行化成，将锂电池放置在化成设备中，主体气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.3 MPa，温度为50℃，首先将电池用容量值0.1倍大小的电流330mA恒流充电30min到3.46 V，再用电池容量值0.7倍大小的电流2300mA的恒流充电60min到3.95V；然后将温度降到常温，压力降到0.2MPa保持10min后二次封口。其化成时间为90min，提高了锂电池的生产效率。测试中，用电池容量值1倍大小的电流做循环300周测试，与普通生产电池相比容量保持率提高6%；用所作电池3只串联，用电池容量值1倍大小的电流做循环测试，电压和容量一致性使用周数与普通生产电池相比提高20周。
实例5：对型号为6560122的容量为6000mAh的锂电池进行化成，将锂电池放置在化成设备中，主体气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.5 MPa，温度为65℃，首先将电池用电池容量值0.2倍大小的电流1200mA恒流充电20min到3.46 V，再用电池容量值0.8倍大小的电流5400mA的恒流充电45min到3.9V；然后将温度降到常温，压力降到0.4MPa保持10min后二次封口。其化成时间为65min，提高了锂电池的生产效率。测试中，用电池容量值1倍大小的电流做循环300周测试，与普通生产电池相比容量保持率提高1.5%；用所作电池3只串联，用电池容量值1倍大小的电流做循环测试，电压容量一致性使用周数与普通生产电池相比提高60周。

Claims (1)

1.一种聚合物锂电池的化成方法，其特征在于：将锂电池放置在化成设备中，电池气囊朝上竖放，化成设备内设定电池面压为0.3-0.8MPa，温度为50-70℃，首先将电池用电池容量值0.1-0.2倍大小的电流恒流充电到3.44V-3.5V，再用电池容量值0.5-1倍大小的电流恒流充电到3.9V-3.95V；然后将温度降到常温，压力降到0.2-0.4MPa保持10min后二次封口。
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