CN104600385A - 一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法 - Google Patents

一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法，包括以下步骤：1)将电池平整的摆放在夹具中，正负极耳外露；2)调节夹具上压板，使其能够压住电池，并且压住电池表面，调节限位螺丝固定好；3)将化成柜的正负接头分别加在电池的正负极耳上；4)将电池夹具放置在高温烘烤箱中，设定温度60℃，恒温1h后，进行充电，5)充电结束后将夹具和电池取出，调节夹具继续加压，压住电芯表面，调节限位螺丝固定好，将夹具及电池放置在85℃的烘箱中保持2-4具后取出常温静置24-48h；静置完成后即完成化成工序。本发明对电池进行小中倍率电流化成，改善极片在化成中由于产气等问题与接触不平整，造成SEI膜成膜不良的问题。

Description

一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法
技术领域
本发明涉及聚合物电池领域，尤其涉及到一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法。
背景技术
长期使用以煤、石油、天然气三大主要能源为代表的化石燃料，使得能源结构不合理，环境污染严重，特别是随着三大主要能源储量的同益减少，以及由此引发的全球变暖和生态环境恶化受到越来越多的关注。因此，要保持人类社会的可持续发展，能源和环境是进入21世纪必须面对的两个严峻问题，而开发清洁可再生的新能源是今后世界经济中最具决定性影响的技术领域之一。锂二次电池作为一种新型清洁、可再生的二次能源，具有工作电压高、能量密度大、质量轻等优点，在手机、笔记本电脑、电动工具、矿灯、蓝牙耳机、MP3、数码相机等领域都得到了广泛应用。
目前全球电动车电池技术发展有两大方向：一是从现有的二次电池加以改良，另一则是开发新的燃料电池。目前车用动力电池多数仍停留在价格相对便宜的铅酸电池等传统产品上，但随着技术突破和生产成本有效控制，锂电池质轻、续航里程长以及高能量密度和输出功率的优势逐渐浮现，长期来看将成为发展主流，整车厂与锂离子电池生产厂商合作共同开发电池系统是必然趋势。
化成是锂离子动力电池生产过程中的重要工序，化成时在负极表面形成一层钝化层，即固体电解质界面膜(SEI膜)，SEI膜的好坏自接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学性能，满足二次电池密封“免维护”的要求，而不同的化成工艺形成的SEI膜有所不同，对电池的性能影响也存在很大差异。传统的小电流预充方式有助于稳定的SEI膜形成，但是长时间的小电流充电会导致形成的SEI膜阻抗增大，从而影响锂离子电池的倍率放电性能，过程时间长影响生产效率，另外，聚合物动力电池在化成过程中由于会产生大量的其他，造成电池膨胀，极片变形及正负极间存在气泡等，进一步影响SEI膜的形成品质，从而影响电池的循环性能，因此，探索一种高效的锂电池化成工艺就很有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法。
本发明是通过如下方式实现的：
一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将电池平整的摆放在夹具中，正负极耳外露；
2)调节夹具上压板，使其能够压住电池，并且产生3-5kgf/mm2的面压强压住电池表面，调节限位螺丝固定好；
3)将化成柜的正负接头分别加在电池的正负极耳上；
4)将电池夹具放置在高温烘烤箱中，设定温度60℃，恒温1h后，进行充电，充电步骤为：a)恒流充电0.02C，时间10min；b)恒流恒压充电0.1C-0.3C，在充电电流为0.3C，充电时间300min；在充电电流为0.1C，充电时间900min，限制电压3.9V-4.0V，截止电流0.02C；c)结束；
5)充电结束后将夹具和电池取出，调节夹具继续加压，产生12-14kgf/mm2的面压强压住电芯表面，调节限位螺丝固定好，将夹具及电池放置在85℃的烘箱中保持2-4h后取出常温静置24-48h；静置完成后即完成化成工序。
所述夹具上压板采用不锈钢或硬铁或高强度铝合金金属材料制成，夹具上压板表面经过绝缘、抛光和耐腐蚀处理。
本发明优点在于：1)在化成过程中直接整形，取消目前采用的化成前高温夹具整形4h，缩短了工序的流程和时间。2)由于化成过程夹具及高温环境的影响，电池内部电解液的电导率，正负极的活性均有显著提高，所以可以采用相对大的倍率电流(原来0.05C恒流恒压充电，按照此工艺可提升至0.1C-0.3C恒流恒压充电)，减少总化成时间，提高设备利用率。
3)经过以上工艺化成的电池成膜均匀，再经过后续的整形，电池表面更加平整牢固，不容易形变，容量及循环寿命高低温特性有显著提高。
具体实施方式
详述本发明具体实施方式：
一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法，包括以下步骤：1)将电池平整的摆放在夹具中，正负极耳外露；2)调节夹具上压板，使其能够压住电池，并且产生3-5kgf/mm2的面压强压住电池表面，调节限位螺丝固定好；3)将化成柜的正负接头分别加在电池的正负极耳上；4)将电池夹具放置在高温烘烤箱中，设定温度60℃，恒温1h后，进行充电，充电步骤为：a)恒流充电0.02C，时间10min；b)恒流恒压充电0.1C-0.3C，在充电电流为0.3C，充电时间300min；在充电电流为0.1C，充电时间900min，限制电压3.9V-4.0V，截止电流0.02C；c)结束；5)充电结束后将夹具和电池取出，调节夹具继续加压，产生12-14kgf/mm2的面压强压住电芯表面，调节限位螺丝固定好，将夹具及电池放置在85℃的烘箱中保持2-4h后取出常温静置24-48h；静置完成后即完成化成工序。
本发明夹具上压板采用不锈钢或硬铁或高强度铝合金金属材料制成，夹具上压板表面经过绝缘、抛光和耐腐蚀处理。
对比实验
实施例：采用本申请方法制作的电池。
对比例：常规方法制作电池。
实施例与对比例试验结果见表1。
试验结论：本方法的制作的锂离子电池的容量与内阻与常规电池无异，常温循环寿命800次剩余容量80％以上，60℃循环寿命可以达到500次剩余容量70％以上。安全性能测试全部能够通过，并且在低温5℃充电，倍率性能等测试方面优于常规电池3％左右，尤其是3C/10V过充性能，能够做到100％全部通过测试。

Claims (2)

1.一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将电池平整的摆放在夹具中，正负极耳外露；
2)调节夹具上压板，使其能够压住电池，并且产生3-5kgf/m m2的面压强压住电池表面，调节限位螺丝固定好；
3)将化成柜的正负接头分别加在电池的正负极耳上；
4)将电池夹具放置在高温烘烤箱中，设定温度60℃，恒温1h后，进行充电，充电步骤为：a)恒流充电0.02C，时间10min；b)恒流恒压充电0.1C-0.3C，在充电电流为0.3C，充电时间300min；在充电电流为0.1C，充电时间900min，限制电压3.9V-4.0V，截止电流0.02C；c)结束；
5)充电结束后将夹具和电池取出，调节夹具继续加压，产生12-14kgf/m m2的面压强压住电芯表面，调节限位螺丝固定好，将夹具及电池放置在85℃的烘箱中保持2-4h后取出常温静置24-48h；静置完成后即完成化成工序。
2.根据权利要求1所述的一种动力型软包装聚合物电池的快速化成方法，其特征在于：所述夹具上压板采用不锈钢或硬铁或高强度铝合金金属材料制成，夹具上压板表面经过绝缘、抛光和耐腐蚀处理。
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