CN106340690A - 一种软包锂离子电池化成工艺 - Google Patents

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常林荣
任宁
刘新彪
李洪涛
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Abstract

一种软包锂离子电池化成工艺，包括以下几个步骤：（1）给电芯加热；（2）给电芯表面施压；（3）给电芯进行第一阶段充电；（4）给电芯进行第二阶段充电；以上四个步骤构成的整个化成过程时间小于150min。本发明整个化成时间小于150分钟,可以大大提高锂离子电池的生产效率。另外负极表面生成的SEI膜的均匀性、致密性、孔隙率和稳定性都有很大的提高，可以大大提高锂离子电池的性能并避免锂离子电池过早的失效。

Description

一种软包锂离子电池化成工艺
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池的化成工艺。
背景技术
锂离子电池具有长循环寿命、工作温度范围宽、工作电压范围宽、低自放电率、高效率及高比能量、以及无记忆效应等优点，已在电子、汽车等众多行业得到了广泛的应用。而锂离子电池的化成【既对电池进行首次充电的过程】步骤是制造电池的重要阶段，该步骤关系到电池的容量高低、循环寿命长短、安全性能等多方面的品质。
锂离子电池的化成主要有两方面作用 ：一是锂离子电池中的活性物质借助第一次充电进行活化，转化成具有正常电化学作用的物质 ；二是使电极表面，主要是负极表面生成致密的钝化膜【SEI 膜】。影响化成效果的重要条件包括化成时间/电流和化成温度。具体来说，在电池的化成过程中，有机电解液会在碳负极表面发生还原、分解，形成一层电子绝缘、锂离子可导的钝化层 SEI 膜【Surface Electrolyte Interface】。由于锂离子的嵌入过程必然经由覆盖在碳负极上的 SEI 膜，因此 SEI 膜的特性对整个锂离子电池的电化学性能，如电池容量、电池的法拉第效率、循环寿命、自放电性能【存储寿命】、低温性能、稳定性以及安全性等均有很大的影响，均匀和稳定的 SEI 膜能很好地适应锂离子的嵌入和脱出引起的体积改变，形成均匀和稳定的 SEI 膜对电池的各种电化学性能都是有利的，SEI 膜的特性则直接取决于锂离子电池的化成方法的得当与否。
现有锂离子电池的化成，一般包括两个步骤，多的步骤一般不超过三个步骤，例如申请号为201210351144.2，授权公告号为CN 102916224 B，名称为“一种锂离子电池化成方法”的发明专利的化成方法包括充电和静置两个步骤，其中化成包括以下步骤 ：
第一步，恒流充电至电池可逆容量的 35-45% ；
第二步，静置 1-20min ；
第三步，恒流充电至截止电压为阴极活性物质的上限电压，然后继续恒压充电，直至电流小于 0.02C，停止充电；
而第一步的充电电流为0.01-0.1C；第二步所述静置的时间为 5-10min；第三步的恒流充电电流为 0.1-0.25C。
存在的问题是：以石墨位负极的锂离子电池，在化成时，负极表面生成的SEI膜的均匀性，致密性，孔隙率和稳定性等性能都会极大地影响锂离子电池的性能。如果SEI膜的稳定性不好，锂离子电池在充放电过程正就会不断的损坏或者修复SEI膜，进而导致电解液的过度消耗，引起电池过早的失效。另外，以上化成工艺所需的时间较长，生产效率较低。
发明内容
本发明的主要发明目的，是开发一种效率高，效果好的化成工艺，以提高锂离子电池的性能。
本发明所用的技术方案是：一种软包锂离子电池化成工艺，包括以下几个步骤：
1.给电芯加热；
2.给电芯表面施压；
3.给电芯进行第一阶段充电；
4.给电芯进行第二阶段充电；
以上四个步骤构成的整个化成过程时间小于150min。
本发明通过以上四个步骤进行化成，整个化成时间小于150分钟, 可以大大提高锂离子电池的生产效率。另外负极表面生成的SEI膜的均匀性、致密性、孔隙率和稳定性都有很大的提高，可以大大提高锂离子电池的性能并避免锂离子电池过早的失效。
作为优选，给电芯加热的温度范围为50℃～80℃，给电芯表面施压的压强为5～10kg/cm2。本优选方案，试验参数合理。
作为优选，给电芯进行第一阶段充电电流为0.1CA，充电时间为10min～30min；给电芯进行第二段充电电流为0.4CA～0.7CA,充电时间60min～120min。本优选方案，试验参数合理。
综上所述，本发明的有益效果是：整个化成时间小于150分钟, 可以大大提高锂离子电池的生产效率。另外负极表面生成的SEI膜的均匀性、致密性、孔隙率和稳定性都有很大的提高，可以大大提高锂离子电池的性能并避免锂离子电池过早的失效。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
本发明包括以下几个步骤：
1.给电芯加热；
2.给电芯表面施压；
3.给电芯进行第一阶段充电；
4.给电芯进行第二阶段充电；
以上四个步骤构成的整个化成过程时间小于150min。
作为优选，给电芯加热的温度范围为50℃～80℃；给电芯表面施压的压强为5～10kg/cm2，本实施例为7～8 kg/cm2；给电芯进行第一阶段充电电流为0.1CA，充电时间为10min～30min，本实施例为20 min；给电芯进行第二段充电电流为0.4CA～0.7CA,充电时间60min～120min，本实施例为0.55 CA，充电时间90min。
以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围。也就是说，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种软包锂离子电池化成工艺，其特征是：包括以下几个步骤：
（1）给电芯加热；
（2）给电芯表面施压；
（3）给电芯进行第一阶段充电；
（4）给电芯进行第二阶段充电；
以上四个步骤构成的整个化成过程时间小于150min。
2.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池化成工艺，其特征是：给电芯加热的温度范围为50℃～80℃。
3.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池化成工艺，其特征是：给电芯表面施压的压强为5～10kg/cm2。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种软包锂离子电池化成工艺，其特征是：给电芯进行第一阶段充电电流为0.1，充电时间为10min～30min。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种软包锂离子电池化成工艺，其特征是：给电芯进行第二段充电电流为0.4CA～0.7CA,充电时间60min～120min。
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