CN104332670A - 一种磷酸铁锂电池的化成充电方法 - Google Patents

一种磷酸铁锂电池的化成充电方法 Download PDF

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张虎
吴强
徐红新
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Abstract

一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，涉及锂离子电池化成，其特征在于：所述方法包括恒流充电阶段一、恒流充电阶段二、恒流放电阶段和恒流恒压充电阶段。本发明采用小电流充电阶段可以清除电池中的水份和微量的金属杂质，激活电池内活性物质的电化学性能，大电流充电阶段可以缩短化成时间，提高生产效率，恒流放电阶段可以巩固SEI膜，使成膜均匀、稳定。本发明具有有利于电池倍率性能和循环性能提高、化成时间缩短，化成效率提高，节约生产成本的优点。

Description

一种磷酸铁锂电池的化成充电方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池化成，更具体的为一种磷酸铁锂电池的化成充电方法。
背景技术
锂离子电池是近年来发展起来的一种新型绿色环保电源，具有高电压、高能量、宽温度范围、长寿命、无记忆效应、绿色环保等优点。磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，广泛应用在便携式设备、大型电动车辆、风光储能、通信电源等领域，是目前化学电源行业发展的方向之一。锂离子电池的化成是对新生产的电池初次充电的过程，其目的一方面是清除电池中的杂质，包括水份、微量的金属杂质，激活电池内活性物质的电化学性能。另一方面是形成稳定的固体电解质界面膜（SEI膜），良好的SEI膜能够大大提高电池的电化学性能，有利于电池倍率性能和循环性能的提高。
目前的锂离子电池化成方法一般是：1.首先恒流充电一段时间，再恒流放电至截止电压，然后第二次恒流充电一段时间，再恒流放电至截止电压，此方法虽然操作简单，但充放电电流均为同一电流，不利于SEI膜的形成及稳定；2.首先低电压、小电流恒流充电，然后是大电流恒流和高电压恒压充电，其化成过程需要连接真空系统，持续抽真空，此方法虽排气效果好，但对化成控制条件要求较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，可以克服现有化成技术的不足，具有有利于电池倍率性能和循环性能提高、化成时间缩短、化成效率提高、节约生产成本的特点。
本发明的技术方案如下：
一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，其特征在于：所述方法包括恒流充电阶段一、恒流充电阶段二、恒流放电阶段和恒流恒压充电阶段。其中：
所述恒流充电阶段一的充电电流为0.02-0.04C，充电截止电压为3.0-3.2V。
所述恒流充电阶段二的充电电流为0.04-0.1C，充电截止电压为3.5-3.65V。
所述恒流放电阶段的放电电流为0.1-0.2C，放电截止电压为2.3-2.5V。
所述恒流恒压充电阶段的充电电流为0.1-0.2C，充电截止电压为3.65-3.8V，充电截止电流为0.02-0.05C。
所述恒流放电阶段和恒流恒压充电阶段之前还包括静置，静置时间为10-20min。
本发明提供的化成方法适用于叠片式方形电池的化成，电池进行化成时的温度为25±5℃，湿度＜30%。
本发明的有益效果是：本发明一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，采用小电流充电阶段可以清除电池中的水份和微量的金属杂质，激活电池内活性物质的电化学性能，大电流充电阶段可以缩短化成时间，提高生产效率，恒流放电阶段可以巩固SEI膜，使成膜均匀、稳定。具有有利于电池倍率性能和循环性能提高、化成时间缩短，化成效率提高，节约生产成本的优点。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例１
按照锂离子电池常规制作流程制作10Ah电池，经陈化后，采用以下步骤对电池化成：
1.  0.02C恒流充电至3.00V；
2.  0.04C恒流充电至3.50V；
3.  静置10min； 
4.  0.10C恒流放电至2.30V；
5.  静置15min；
6.  0.10C恒流恒压充电至3.65V，充电截止电压为3.65V，充电截止电流为0.02C。
实施例2
按照上述锂离子电池制作流程制作10Ah电池，经陈化后，采用以下步骤对电池化成：
1.  0.03C恒流充电至3.10V；
2.  0.06C恒流充电至3.60V；
3.  静置15min；
4.  0.15C恒流放电至2.40V；
5.  静置15min；
6.  0.15C恒流恒压充电至3.70V，充电截止电压为3.70V，充电截止电流为0.03C。
实施例3
按照上述锂离子电池制作流程制作10Ah电池，经陈化后，采用以下步骤对电池化成：
1.  0.04C恒流充电至3.20V；
2.  0.10C恒流充电至3.65V；
3.  静置20min；
4.  0.20C恒流放电至2.50V；
5.  静置20min；
6.  0.15C恒流恒压充电至3.80V，充电截止电压为3.80V，充电截止电流为0.03C。
对比例
按照上述锂离子电池制作流程制作10Ah电池，采用如下化成制度进行化成：
1.  0.01C恒流充电至3.00V；
2.  0.02C恒流充电至3.65V；
3.  恒压充电阶段：充电电压为3.65V，充电截止电流为0.03C。
对比按照实施例1、2、3方法所制电池性能与按照对比例以原有小电流化成方法所制电池的各项电化学性能，如下表所示。　　　
    由表中数据可知，与用对比例方法化成的电池性能对比，采用本化成充电方法的电池，化成时间短，内阻小，克容量高，倍率性能和循环性能较好。
上面所述的实施例仅仅是对本发明优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行界定，本发明所属领域的技术人员对本发明的技术方案作出的各种修改和变更，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，其特征在于：所述方法包括恒流充电阶段一、恒流充电阶段二、恒流放电阶段和恒流恒压充电阶段。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，其特征在于：所述恒流充电阶段一的充电电流为0.02-0.04C，充电截止电压为3.0-3.2V。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，其特征在于：所述恒流充电阶段二的充电电流为0.04-0.1C，充电截止电压为3.5-3.65V。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，其特征在于：所述恒流放电阶段的放电电流为0.1-0.2C，放电截止电压为2.3-2.5V。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，其特征在于：所述恒流恒压充电阶段的充电电流为0.1-0.2C，充电截止电压为3.65-3.8V，充电截止电流为0.02-0.05C。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，其特征在于：所述恒流放电阶段和恒流恒压充电阶段之前还包括静置，静置时间为10-20min。
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