CN105811032A - 一种铝壳锂离子电池化成方法 - Google Patents

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刘炎金
朱庆俊
姚汪兵
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Abstract

本发明公开了一种铝壳锂离子电池化成方法，将锂离子电池注液后进行高温搁置，然后将其上柜化成；在锂离子电池化成的同时对其进行负压抽气，直至锂离子电池化成结束；然后对其进行高温老化后再对其进行封口。本发明能够在化成过程中消除负极黑斑和减少析锂，形成优良的SEI膜，提升电池品质，有效增加电池使用寿命，减少能耗。

Description

一种铝壳锂离子电池化成方法
技术领域
本发明主要涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种铝壳锂离子电池化成方法。
背景技术
锂离子二次电池因其具有能量密度高、电压高、循环寿命长及无记忆效应等优点，在数码及动力能源行业广泛应用。锂离子电池制造过程主要有合浆、制片、组装、注液和化成等工序，其中化成是最关键工序之一，即利用化学和电化学反应使极板转化成具有电化学特性的正、负极板的过程，其转化过程的好坏都将直接影响到蓄电池的性能。铝壳电池通常采用开口化成，因为在化成过程中会产气，开口化成就是让化成产的气体从注液孔排出。
由于电池在化成形成SEI膜过程中伴随着复杂的化学反应，电池化成后负极界面存在黑斑和析锂，影响电池的容量、内阻及安全性能等，为了保证锂电池具有尤佳的性能，化成的方法至关重要。
发明内容
本发明是基于以上背景提出一种铝壳锂离子电池化成方法，其目的在于改善锂电池化成后负极界面，消除黑斑和减少析锂，提高电池电性能和安全性能，提升电池品质。
本发明的技术方案如下：
一种铝壳锂离子电池化成方法，包括以下步骤：
（1）锂离子电池注液后进行高温搁置，然后将其上柜化成；
（2）在锂离子电池化成的同时对其进行负压抽气，直至锂离子电池化成结束；
（3）锂离子电池化成结束后，对其进行高温老化，然后对其进行封口。
进一步方案，所述步骤（1）中的高温搁置是指在温度为45-60℃条件下静置4-6h。
进一步方案，所述步骤（2）中的负压抽气的负压为0.06-0.08Kpa。
进一步方案，所述步骤（2）中的化成的工步为：①搁置3min；②0.02C充电4h；③搁置3min；④0.1C充电1-3h。
进一步方案，所述步骤（3）中的高温老化的温度为45-60℃、时间为12-24h。
本发明的有益效果是：
1、本发明在锂离子电池化成的同时增加对其进行负压抽气，从而在电池化成过程中能够形成优良的界面膜，为锂离子在充电过程中嵌入负极提供通道和着落点，并且化成产气能及时排除，不会造成电芯之间有气泡，减少锂离子传输距离和各种副反应。
2、本发明优化了电池注液后进行高温搁置温度、化成工步参数，并在锂离子电池化成结束后在高温度下进行老化12-24h，从而在电池化成过程中能够形成优良的界面膜，为锂离子在充电过程中嵌入负极提供通道和着落点，从而消除电池负极黑斑、减少析锂，从而形成优良的SEI膜。
3、因此本发明的方法能够改善锂电池化成效果，提升电池的电性能和安全性能，提高电池品质，有效增加电池使用寿命，减少能耗。
4、本发明具有化成电流小、化成荷电状态低、设备能耗小等优点。
具体实施方式
以下结合具体实施实例对本发明进一步说明:
实施例1
取注液后规格为12500mAh电芯，在45℃高温房中静置4h后，将其上柜化成；在化成的同时采用0.06Kpa负压对其进行负压抽气直至锂离子电池化成结束；其中化成工步设置为：①搁置3min；②0.02C充电4h；③搁置3min；④0.1C充电1h；锂离子电池化成结束后，在45℃温度下进行老化12h，然后对其进行封口。
实施例2
取注液后规格为12500mAh电芯，在50℃高温房中静置5h后，将其上柜化成；在化成的同时采用0.08Kpa负压对其进行负压抽气直至锂离子电池化成结束；其中化成工步设置为：①搁置3min；②0.02C充电4h；③搁置3min；④0.1C充电3h；锂离子电池化成结束后，在60℃温度下进行老化15h，然后对其进行封口。
实施例3
取注液后规格为12500mAh电芯，在60℃高温房中静置6h后，将其上柜化成；在化成的同时采用0.08Kpa负压对其进行负压抽气直至锂离子电池化成结束；其中化成工步设置为：①搁置3min；②0.02C充电4h；③搁置3min；④0.1C充电1h；锂离子电池化成结束后，在50℃温度下进行老化20h，然后对其进行封口。
实施例4
取注液后规格为12500mAh电芯，在60℃高温房中静置6h后，将其上柜化成；在化成的同时采用0.06Kpa负压对其进行负压抽气直至锂离子电池化成结束；其中化成工步设置为：①搁置3min；②0.02C充电4h；③搁置3min；④0.1C充电2h；锂离子电池化成结束后，在45℃温度下进行老化24h，然后对其进行封口。
对比例：
取注液后规格为12500mAh电芯，按照产线化成方法化成：在常温静置20h后，将其上柜化成；其中化成工步设置为：①搁置3min；②0.2C充电2h；③搁置3min；④0.5C充电2h；锂离子电池化成结束后，然后对其进行封口。
将上述实施例1-4和对比例化成后的锂离子电池分别通过以下方法测试其容量容量、内阻并观察界面情况，具体如下表1所示：
容量测试：将封口的电池进行分容，分容工步设置为：①0.8C恒流充电，截止电压3.65V；②3.65V恒压充电，截止电流0.05C；③搁置5min；④0.5C恒流放电，截止电压2.0V;取恒流放电容量作为电池最终容量。
内阻测试：将容量测试后的电池用内阻测试仪测试其内阻。
界面观察：将电池充满电后在干燥房中拆开，目测其负极极片界面情况。
表1性能数据对比
　 容量/mAh 内阻/mΩ 界面情况
实施例1 12567 4.67 无黑斑，零星析锂
实施例2 12875 4.49 无黑斑，无析锂
实施例3 12787 4.56 无黑斑，无析锂
实施例4 12902 4.52 无黑斑，无析锂
对比例 12153 5.11 有黑斑，析锂严重
从上表1中可以看出，通过本发明的化成方法能够解决铝壳锂离子电池的黑斑和析锂情况产生，并提高了锂离子电池的容量、降低内阻，从而提高电池的一致性。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种铝壳锂离子电池化成方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）锂离子电池注液后进行高温搁置，然后将其上柜化成；
（2）在锂离子电池化成的同时对其进行负压抽气，直至锂离子电池化成结束；
（3）锂离子电池化成结束后，对其进行高温老化，然后对其进行封口。
2.根据权利要求书1所述一种铝壳锂离子电池化成方法，其特征在于：所述步骤（1）中的高温搁置是指在温度为45-60℃条件下静置4-6h。
3.根据权利要求书1所述一种铝壳锂离子电池化成方法，其特征在于：所述步骤（2）中的负压抽气的负压为0.06-0.08Kpa。
4.根据权利要求书1所述一种铝壳锂离子电池化成方法，其特征在于：所述步骤（2）中的化成的工步为：①搁置3min；②0.02C充电4h；③搁置3min；④0.1C充电1-3h。
5.根据权利要求书1所述一种铝壳锂离子电池化成方法，其特征在于：所述步骤（3）中的高温老化的温度为45-60℃、时间为12-24h。
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