CN105406130A - 软包锂离子电池化成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种软包锂离子电池化成方法。本发明采用的技术方案是：首先将软包锂离子电池施加0.1MPa的压力，加温到60±3℃，保温为软包锂离子电池进行第一次充电，充电电流0.1C，充电时间30min；将充电后的上述软包锂离子电池卸除压力静置10~20min，降温至45±3℃，施加0.05MPa的压力，并在45±3℃保温5~10min，然后为软包锂离子电池进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min；将二次充电后的上述软包锂离子电池卸载压力至0.02MPa，进行第三步充电，充电电流0.5C，充电时间100min，停止充电后保温和0.02MPa压力静置，完成软包锂离子电池化成。

Description

软包锂离子电池化成方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种软包锂离子电池化成方法。
背景技术
软包锂离子电池能量密度大，循环寿命长，倍率性能和安全性能好，被广泛应用于通讯设备、移动电子设备、电动工具和电子模型等领域，随着新能源汽车的迅速发展，软包锂离子动力电池也逐渐向高能量，高安全方向发展。
镍钴铝酸锂正极材料锂离子电池以其较大的能量密度，在新能源汽车领域具有广阔的应用前景，但高能量镍钴铝酸锂正极材料比表面积较大、PH值较高，在电池制作过程中易于吸水，这些残留的水与电池中的电解液发生副反应，导致软包锂离子电池胀气，影响了软包锂离子电池的综合性能，甚至给电池安全性能带来极大的隐患，制约了软包锂离子电池在新能源汽车领域的发展。
软包锂离子电池化成过程也就是锂离子电池活化过程，化成过程中电池内部反应会产生气体，正负极极片表面生成SEI膜，SEI膜的稳定性和化成的充分性直接影响着软包锂离子电池的电化学性能，这就需要电池生产要有一个良好的活化过程，以保证软包锂离子电池具有良好的充放电性能和安全性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种软包锂离子电池化成方法，要解决的技术问题是找到合理的软包锂离子电池化成方法，提高锂离子电池的充放电性能和安全性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
软包锂离子电池化成方法，包括以下步骤，
第一次充电，首先将软包锂离子电池施加0.1MPa的压力，并将软包锂离子电池加温到60±3℃，在保温20~30min后在60±3℃温度下为软包锂离子电池进行第一次充电，充电电流0.1C，充电时间30min；
第二次充电，将充电后的上述软包锂离子电池卸除压力，静置10~20min，将软包锂离子电池降温至45±3℃，再次夹住软包锂离子电池主体施加0.05MPa的压力，并在45±3℃保温5~10min，然后在45±3℃温度下为软包锂离子电池进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min；
第三次充电，将二次充电后的上述软包锂离子电池卸载压力至0.02MPa，软包锂离子电池在45±3℃温度下进行第三步充电，充电电流0.5C，充电时间100min，停止充电后保持45±3℃温度和0.02MPa压力静置30~60min，完成软包锂离子电池化成。
作为优选，
第一次充电，将软包锂离子电池放入夹具化成机中，夹具压板对电池主体挤压下保温20min；
第二次充电中，第一次充电完成后卸除夹具夹板，静置10min，夹具夹板对软包锂离子电池施加0.05MPa的压力并在软包锂离子电池45±3℃下保温5min，软包锂离子电池在45±3℃温度下进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min；
第三次充电中，第三步充电后保持45±3℃温度和0.02MPa压力下静置30min，完成软包锂离子电池化成。
作为优选，对软包锂离子电池施加的压力为采用夹具压板对电池的侧面进行的整面施压。
本发明的优点与效果是：
1.本发明软包锂离子电池化成首先对电池主体进行60±3℃温度和0.1MPa压力下0.1C充电30min，该阶段为化成产气最大阶段，高温高压下正负极与电解液活性高、产气可快速排出，避免了气体集留在极片间影响极片表面SEI膜的均匀性。
2.本发明软包锂离子电池化成第一次充电完成后松开夹具夹板静置10~20min，在夹具松开过程中，软包锂离子电池重新吸入部分剩余电解液，进行部分极片电解液补充吸收，提高了软包锂离子电池电解液均匀性和保液能力，提高了软包锂离子电池的充放电性能。
3.本发明软包锂离子电池化成后期降低软包锂离子电池主体表面压力和温度，该阶段主要为软包锂离子电池极片表面SEI膜形成阶段，0.05Mpa压力和45℃温度下为电池0.2C充电可以形成稳定的SEI膜，提高软包电池的充放电性能和安全性能。
4.本发明软包锂离子电池化成充电完成后保温保压静置30~60min，该阶段为软包锂离子电池内部极片表面SEI膜稳定阶段，软包锂离子电池通过该阶段的静置具有更加稳定的SEI膜，提高了电池的充放电性能和安全性能。
附图说明
图1为85140200-20Ah-3.2V软包锂离子电池按照实施例1中方法化成后与实施例2中普通加温加压方法化成后的电池循环性能对比曲线。
具体实施方式
本发明采用以下技术方案：
第一次充电，首先将软包锂离子电池放入夹具化成机中，夹具夹板夹住软包锂离子电池主体施加0.1MPa的压力，夹具压板将软包锂离子电池加温到60±3℃并保温20~30min，然后在60±3℃温度下为软包锂离子电池进行第一次充电，充电电流0.1C，充电时间30min。
第二次充电，第一次充电完成后松开夹具夹板，静置10~20min，软包锂离子电池自然降温到45±3℃，夹具夹板再次夹住软包锂离子电池主体施加0.05MPa的压力，软包锂离子电池在45±3℃下保温5~10min，在45±3℃温度下为软包锂离子电池进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min。
第三次充电，再将夹具压板压力调节至0.02MPa，并在45±3℃温度下为软包锂离子电池进行第三步充电，充电电流0.5C，充电时间100min，停止充电后保持45±3℃温度和0.02MPa静置30~60min，完成软包锂离子电池化成。
化成过程产生的气体全部进入软包锂离子电池铝塑膜气袋中，化成后的软包锂离子电池具有稳定的SEI膜，该化成方法制备的软包锂离子电池具有良好的充放电性能和安全性能。
实施例1
进行该专利方法化成电池试验，首先将注液搁置完成的85140200-20Ah-3.2V型号软包锂离子电池放入夹具化成机中，该化成机为深圳市新浦自动化设备有限公司5V10A64CH-250型，夹具夹板夹住软包锂离子电池主体施加0.1MPa的压力，夹具压板对软包锂离子电池加温到60±3℃并保温20min，然后在60±3℃温度下为软包锂离子电池进行第一次充电，充电电流0.1C，充电时间30min。
第一次充电完成后松开夹具夹板，静置10min，同时软包锂离子电池自然降温到45±3℃，夹具夹板再次夹住软包锂离子电池主体施加0.05MPa的压力，夹具压板在45±3℃下保温5min，在45±3℃温度下为软包锂离子电池进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min。
再将夹具压板压力调节至0.02MPa，在45±3℃温度下为软包锂离子电池进行第三步充电，充电电流0.5C，充电时间100min，停止充电后保持45±3℃温度和0.02MPa静置30min，完成软包锂离子电池化成。该化成方法制备的85140200-20Ah-3.2V型号软包锂离子电池1C充放循环1000次容量保持96.7%。
实施例2
进行传统加温加压方法化成对比试验，首先将注液搁置完成的85140200-20Ah-3.2V型号软包锂离子电池放入夹具化成机（深圳市新浦自动化设备有限公司5V10A64CH-250型中，夹具夹板夹住软包锂离子电池主体施加0.1MPa的压力，夹具压板对软包锂离子电池加温到45±3℃并保温20min，然后在45±3℃温度下为软包锂离子电池进行第一次充电，充电电流0.1C，充电时间30min。
第一次充电完成后接着进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min。
再接着进行第三步充电，充电电流0.5C，充电时间100min，停止充电完成软包锂离子电池化成。该化成方法制备的85140200-20Ah-3.2V型号软包锂离子电池1C充放循环1000次容量保持93.6%。

Claims (3)

1.一种软包锂离子电池化成方法，其特征是，包括以下步骤，
第一次充电，首先将软包锂离子电池施加0.1MPa的压力，并将软包锂离子电池加温到60±3℃，在保温20~30min后在60±3℃温度下为软包锂离子电池进行第一次充电，充电电流0.1C，充电时间30min；
第二次充电，将充电后的上述软包锂离子电池卸除压力，静置10~20min，将软包锂离子电池降温至45±3℃，再次夹住软包锂离子电池主体施加0.05MPa的压力，并在45±3℃保温5~10min，然后在45±3℃温度下为软包锂离子电池进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min；
第三次充电，将二次充电后的上述软包锂离子电池卸载压力至0.02MPa，软包锂离子电池在45±3℃温度下进行第三步充电，充电电流0.5C，充电时间100min，停止充电后保持45±3℃温度和0.02MPa压力静置30~60min，完成软包锂离子电池化成。
2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池化成方法，其特征是，
第一次充电，首先将软包锂离子电池放入夹具化成机中，夹具压板对电池主体挤压下保温20min；
第二次充电，第一次充电完成后卸除夹具夹板，静置10min，夹具夹板对软包锂离子电池施加0.05MPa的压力并在软包锂离子电池45±3℃下保温5min，软包锂离子电池在45±3℃温度下进行第二步充电，充电电流0.2C，充电时间60min；
第三次充电，第三步充电后保持45±3℃温度和0.02MPa压力下静置30min，完成软包锂离子电池化成。
3.根据权利要求1或2所述的软包锂离子电池化成方法，其特征是，对软包锂离子电池施加的压力为采用夹具压板对电池的侧面进行的整面施压。
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