CN105244543A - 锂离子电池化成方法 - Google Patents

锂离子电池化成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105244543A
CN105244543A CN201510727478.9A CN201510727478A CN105244543A CN 105244543 A CN105244543 A CN 105244543A CN 201510727478 A CN201510727478 A CN 201510727478A CN 105244543 A CN105244543 A CN 105244543A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium ion
ion battery
charging
minutes
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510727478.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105244543B (zh
Inventor
黄延新
李亮
王保
杨斌
许海洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHENZHEN ZHUONENG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
SHENZHEN ZHUONENG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN ZHUONENG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO LTD filed Critical SHENZHEN ZHUONENG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201510727478.9A priority Critical patent/CN105244543B/zh
Publication of CN105244543A publication Critical patent/CN105244543A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105244543B publication Critical patent/CN105244543B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

锂离子电池化成方法包括以下步骤：首次充电步骤：用0.2CA的恒定电流给锂离子电池进行首次充电，充电时间为120分钟；首次静置步骤：将首次充电后的锂离子电池静置5分钟；以及二次充电步骤：用0.9CA的恒定电流给锂离子电池进行二次充电，充电时间为40分钟；以及老化步骤：将充电后的锂离子电池在35摄氏度至55摄氏度的温度下老化3天至7天。本发明在多次充电中针对SEI膜的形成过程的不同阶段选用不同的电流进行充电，不但提高电池充放电效率，有效防止充放电过程中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分共嵌放电极材料造成的破坏，因而大大提高了电池的循环性能和使用寿命。

Description

锂离子电池化成方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池化成方法。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极。
锂离子的化成工艺中一般采用某一范围的恒定电流值进行一次充电后，即进入老化工序，静置处理。此种方式忽视了SEI膜的生成机理，充放电过程中会导致溶剂分子共嵌入，对电极造成材料会造成一定程度的破坏，影响电池的循环性能和使用寿命，另外，此种方式还要求老化工序的时间足够长，导致锂离子电池的生产时间周期长，生产效率低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在于提供一种可解决上述技术问题的锂离子电池化成方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种锂离子电池化成方法，其包括以下步骤：
首次充电步骤：用0.2CA的恒定电流给锂离子电池进行首次充电，充电时间为120分钟；
首次静置步骤：将首次充电后的锂离子电池静置5分钟；以及
二次充电步骤：用0.9CA的恒定电流给锂离子电池进行二次充电，充电时间为40分钟；以及
老化步骤：将充电后的锂离子电池在35摄氏度至55摄氏度的温度下老化3天至7天。
优选地，本方法在二次充电步骤和老化步骤之间还包括以下步骤：
二次静置步骤：将二次充电后的锂离子电池静置5分钟；以及
三次充电步骤：用0.5CA的恒定电流给锂离子电池进行三次充电，充电时间为105分钟。
优选地，首次充电步骤中的充电上限电压为4.2V。
优选地，二次充电步骤中的充电上限电压为4.2V。
优选地，三次充电步骤中的充电上限电压为4.2V。
本发明的有益效果至少如下：
1、本发明在多次充电中针对SEI膜的形成过程的不同阶段选用不同的电流进行充电，不但提高电池充放电效率，有效防止充放电过程中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分共嵌放电极材料造成的破坏，因而大大提高了电池的循环性能和使用寿命。
2、本发明经过大量实验测试选择35摄氏度至55摄氏度的温度作为电池的老化温度，可优化锂离子电池的性能。
3、多次充电后的锂离子电池需要的老化时间最多为7天，相对传统的老化时间，生产周期更短。
附图说明
图1为本发明锂离子电池化成方法的较佳实施方式的流程图。
图2和图3为采用图1的锂离子电池化成方法做的两个实验对应的电池性能图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
请参见图1，本发明涉及一种锂离子电池化成方法，其较佳实施方式包括以下步骤：
步骤S1：用0.2CA的恒定电流给锂离子电池进行首次充电，充电时间为120分钟，期间的充电上限电压为4.2V；
步骤S2：将首次充电后的锂离子电池静置5分钟；
步骤S3：用0.9CA的恒定电流给锂离子电池进行二次充电，充电时间为40分钟，期间的充电上限电压为4.2V；
步骤S4：将二次充电后的锂离子电池静置5分钟；
步骤S5：用0.5CA的恒定电流给锂离子电池进行三次充电，充电时间为105分钟，期间的充电上限电压为4.2V；
步骤S6：将充电后的锂离子电池在35摄氏度至55摄氏度的温度下老化3天至7天。
本发明分多次间隔给锂离子电池进行充电，且多次充电的恒定电流值不相同，根据SEI膜的生成机理，电极表面的反应是一个钝化膜形成与电荷传递的竞争反应。由于各种离子的扩散速度不同和离子迁移数不同，所以在不同的电流密度下进行电化学反应的主体就不相同，电流对SEI膜的厚度虽然影响不大，但得到膜的组成截然不同，直接影响SEI膜的稳定性。因此，本发明在多次充电中针对SEI膜的形成过程的不同阶段选用不同的电流进行充电，不但提高电池充放电效率，有效防止充放电过程中溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分共嵌放电极材料造成的破坏，因而大大提高了电池的循环性能和使用寿命。
另外，根据实验得知，高温下电解质的电导率提高，活性增强，虽然加速了其与SEI膜的重组过程，但温度超过60度时电解质将趋于不稳定，尤其是锂盐LiPF6会发生分解，从而降低了电池的性能。故，本发明经过大量实验测试选择35摄氏度至55摄氏度的温度作为电池的老化温度，可优化锂离子电池的性能；再者，多次充电后的锂离子电池需要的老化时间最多为7天，相对传统的老化时间，生产周期更短。
下面结合两个具体实验证明采用本化成方法可缩短化成时间的同时保证锂离子电池性能稳定性：
实验一：
1、首次充电条件：0.2CA的恒流充电120分钟，上限电压4.2V；
2、首次充电后静置5分钟；
3、二次充电条件：0.9CA的恒流恒压充电40分钟上限电压4.2V
4、二次充电后静置5分钟；
5、三次充电条件：0.5CA的恒流恒压充电110分钟，上限电压4.2V；
6、老化条件：50摄氏度的温度下老化3-7天时间。
实验二：
1、首次充电条件：0.05CA的恒流充电24分钟，上限电压4.2V
2、首次充电后静置5分钟；
3、二次充电条件：0.1CA的恒流恒压充电360分钟，上限电压4.2V；
4、老化条件：45摄氏度老化5天，再在常温下老化2天时间。
由上述两个实验得到的锂离子电池的容量、电压和电流图参见图2和图3，由图2和图3可知，两次实验得到的锂离子电池的性能是稳定一致的。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种锂离子电池化成方法，其特征在于：其包括以下步骤：
首次充电步骤：用0.2CA的恒定电流给锂离子电池进行首次充电，充电时间为120分钟；
首次静置步骤：将首次充电后的锂离子电池静置5分钟；以及
二次充电步骤：用0.9CA的恒定电流给锂离子电池进行二次充电，充电时间为40分钟；以及
老化步骤：将充电后的锂离子电池在35摄氏度至55摄氏度的温度下老化3天至7天。
2.如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于：本方法在二次充电步骤和老化步骤之间还包括以下步骤：
二次静置步骤：将二次充电后的锂离子电池静置5分钟；以及
三次充电步骤：用0.5CA的恒定电流给锂离子电池进行三次充电，充电时间为105分钟。
3.如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于：首次充电步骤中的充电上限电压为4.2V。
4.如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于：二次充电步骤中的充电上限电压为4.2V。
5.如权利要求2所述的锂离子电池化成方法，其特征在于：三次充电步骤中的充电上限电压为4.2V。
CN201510727478.9A 2015-10-30 2015-10-30 锂离子电池化成方法 Active CN105244543B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510727478.9A CN105244543B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 锂离子电池化成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510727478.9A CN105244543B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 锂离子电池化成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105244543A true CN105244543A (zh) 2016-01-13
CN105244543B CN105244543B (zh) 2017-08-22

Family

ID=55042099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510727478.9A Active CN105244543B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 锂离子电池化成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105244543B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860810A (zh) * 2017-10-20 2018-03-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种表征sei膜的形成和分解过程的电化学方法及系统
CN111129627A (zh) * 2019-11-29 2020-05-08 天津力神电池股份有限公司 改善软包锂离子电池循环厚度膨胀的化成工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101950815A (zh) * 2010-08-23 2011-01-19 八叶(厦门)新能源科技有限公司 一种圆柱型锂离子二次电池化成的方法
CN103326069A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 北汽福田汽车股份有限公司 一种锰酸锂动力电池的化成方法
CN103390770A (zh) * 2013-07-25 2013-11-13 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池化成分段充电方法
KR20150031018A (ko) * 2013-09-13 2015-03-23 주식회사 엘지화학 각형 이차 전지 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101950815A (zh) * 2010-08-23 2011-01-19 八叶(厦门)新能源科技有限公司 一种圆柱型锂离子二次电池化成的方法
CN103326069A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 北汽福田汽车股份有限公司 一种锰酸锂动力电池的化成方法
CN103390770A (zh) * 2013-07-25 2013-11-13 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池化成分段充电方法
KR20150031018A (ko) * 2013-09-13 2015-03-23 주식회사 엘지화학 각형 이차 전지 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107860810A (zh) * 2017-10-20 2018-03-30 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种表征sei膜的形成和分解过程的电化学方法及系统
CN107860810B (zh) * 2017-10-20 2021-01-29 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种表征sei膜的形成和分解过程的电化学方法及系统
CN111129627A (zh) * 2019-11-29 2020-05-08 天津力神电池股份有限公司 改善软包锂离子电池循环厚度膨胀的化成工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN105244543B (zh) 2017-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101873329B1 (ko) 리튬 이온 전지의 충전 방법
CN102185166B (zh) 电池化成与修复方法
CN102324570B (zh) 一种锂离子电池及其化成方法、制备方法
CN102208685B (zh) 锂离子电池化成处理方法
CN103855431B (zh) 一种提高锂离子电池循环性能的化成方法
CN102610790B (zh) 锂离子二次电池及其正极片
CN101872879A (zh) 锂离子二次充电电池的化成方法
CN108232311A (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN101740816A (zh) 一种以钛酸锂为负极的锂离子二次电池化成方法
CN105048014B (zh) 一种带温度补偿的锂离子动力电池快速充电方法
CN102891341A (zh) 一种磷酸铁锂电池化成陈化方法
CN109037815A (zh) 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN102903958A (zh) 提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能的方法
CN104134827A (zh) 一种蓄电池免静置内化成充电工艺
CN110034336B (zh) 一种形成稳定sei膜的电池化成方法
CN102780046A (zh) 一种铅酸电池的化成方法
CN104577217A (zh) 一种储能用铅酸蓄电池内化成工艺
CN114335740A (zh) 锂离子电池的化成方法和锂离子电池
CN105244543A (zh) 锂离子电池化成方法
CN109786874B (zh) 一种锂离子电池的分容方法
CN108519410A (zh) 一种表征循环过程中电解液中锂离子浓度变化的方法
CN102074765B (zh) 一种提高铅酸电池循环寿命的充电工艺
US10553914B2 (en) Rapid forming of an electrode
CN101364639B (zh) 一种阀控铅酸蓄电池的抽酸工艺
CN106252760B (zh) 一种钛酸锂负极锂电池的化成浮充方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Longgang District of Shenzhen City, Guangdong province 518117 Ping Street in the community sifangpu village 1 building A 101, 201, 301, building B, building D, building G

Applicant after: SHENZHEN ZHUONENG NEW ENERGY CO., LTD.

Address before: 518000 Shenzhen City, Longgang District, Ping and industrial zone, a phase of the first phase of the United States and the United States, Guangdong, a period of three

Applicant before: Shenzhen Zhuoneng New Energy Technology Co.,Ltd.

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant