CN106785139A - 一种提升锂电池倍率循环性能的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提升锂电池倍率循环性能的方法，包括以下步骤：步骤一：将电解液注入电池静置第一预设时间，然后在第一预设温度下，再将电池搁置第二预设时间，使电池内部温度与第一预设温度一致；步骤二：采用第一预设电流充电使电池达到第一预设荷电状态后，将电池转移至第二预设温度下搁置第三预设时间，使电池内部温度与第二预设温度一致；步骤三：采用第二预设电流充电，使电池达到第二预设荷电状态；步骤四：采用第三预设电流充电，使电池达到第三预设荷电状态，将电池放置于第三预设温度下搁置第四预设时间，使电池内部温度与第三预设温度一致；步骤五：最后在第四预设温度下，采用第四预设电流进行多次循环充放电，使电池得到充分活化。

Description

一种提升锂电池倍率循环性能的方法
【技术领域】
本发明涉及电动汽车电池技术领域，尤其涉及一种提升锂电池倍率循环性能的方法。
【背景技术】
锂离子电池是近年来得到迅速发展的一种储能电池，与现有其他可充电二次电池相比，锂离子电池具有电压高，比能量高，充放电寿命长，无记忆效应，无污染等优点，在各种电子设备、电动汽车、电动自行车以及电动工具等领域得到广泛应用，是作为新能源开发的一个热点。化成(Formation)是锂离子电池生产制造过程中的重要流程，其目的在于一方面激活电池内部电极表面的活性物质，另一方面是在负极表面形成一层SEI(SolidElectrolyte Interface)膜，较好的SEI膜能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。传统的化成充电方式一般为以一小电流(0.01-0.1C)恒流充电至某一SOC(充电状态)后停止充电，或者以阶梯式的电流大小充电至某一SOC停止充电，化成结束时对应的阳极电位一般为0.2-0.4V。那么在首次充电过程中存在部分不可逆嵌锂反应位点得不到充分消耗，从而不能在锂离子电池负极活性物质表面形成稳定的SEI膜，最后导致电池高温存储胀气，交流阻抗增长比例高，容量衰减快，且过程中耗费较多生产时间。而单独采用大电流化成充电的方法虽然可以提高生产效率，却使SEI膜成膜不稳定，结构容易坍塌，造成电解液溶剂分子的共嵌入，严重影响锂电池的电性能。
鉴于以上所述，实有必要提供一种提升锂电池倍率循环性能的方法来克服以上缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种提升锂电池倍率循环性能的方法，不仅有效改善大倍率充放电性能以及大倍率循环性能，而且可以使电池正极材料中的锂充分参与化成，促进电池正极容量的发挥，因此可改善锂离子电池的容量性能。另外，应用发明实施例制备的电池工艺过程简单，能够有效提高产能，进而节约了生产成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种提升锂电池倍率循环性能的方法，包括以下步骤：
步骤一：将电解液注入电池静置第一预设时间，然后在第一预设温度下，再将电池搁置第二预设时间，使电池内部温度与第一预设温度一致；
步骤二：采用第一预设电流充电使电池达到第一预设荷电状态后，将电池转移至第二预设温度下搁置第三预设时间，使电池内部温度与第二预设温度一致；
步骤三：采用第二预设电流充电，使电池达到第二预设荷电状态；
步骤四：采用第三预设电流充电，使电池达到第三预设荷电状态，将电池放置于第三预设温度下搁置第四预设时间，使电池内部温度与第三预设温度一致；
步骤五：最后在第四预设温度下，采用第四预设电流进行多次循环充放电，使电池得到充分活化。
在一个优选实施方式，步骤一中所述的第一预设时间≥48h，第一预设温度为：-5℃，所述第二预设时间为：10h-16h。
在一个优选实施方式，步骤二中所述的第一预设电流为：0.03C，所述第一预设荷电状态为：10％-15％SOC，所述第二预设温度为：10℃-20℃，所述第三预设时间为：10h-16h。
在一个优选实施方式，步骤三中所述的第二预设电流为：0.06C，所述第二预设荷电状态为：35％SOC。
在一个优选实施方式，步骤四中所述的第三预设电流为：0.2C，所述第三预设荷电状态为：70％-85％SOC，所述第三预设温度为：35℃-40℃，所述第四预设时间为：85h。
在一个优选实施方式，步骤五中所述的第四预设电流为：0.8C，所述循环充放电次数为：2-4次，所述第四预设温度为：10℃-20℃。
与现有技术相比，本发明实施例制备的电池，在不同温度的环境下，进行不同阶段的化成工艺形成了致密及稳定的负极SEI膜，不仅有效改善大倍率充放电性能以及大倍率循环性能，而且可以使电池正极材料中的锂充分参与化成，促进电池正极容量的发挥，因此可改善锂离子电池的容量性能。另外，应用发明实施例制备的电池工艺过程简单，能够有效提高产能，进而节约了生产成本。
【附图说明】
图1为分别采用常规化成工艺制备的电池与本发明实施例制备的电池倍率性能测试结果对比图。
图2分别采用常规化成工艺制备的电池与本发明实施例制备的电池在5C大电流循环性能测试结果对比图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
本发明提供一种提升锂电池倍率循环性能的方法，包括以下步骤：
步骤一：将电解液注入电池静置第一预设时间，然后在第一预设温度下，再将电池搁置第二预设时间，使电池内部温度与第一预设温度一致；
步骤二：采用第一预设电流充电达到第一预设荷电状态后，转移至第二预设温度下，将电池搁置第三预设时间，使电池内部温度与第二预设温度一致；
步骤三：采用第二预设电流充电，使电池达到第二预设荷电状态；
步骤四：采用第三预设电流充电，使电池达到第三预设荷电状态，将电池放置于第三预设温度下，搁置第四预设时间使电池内部温度与第三预设温度一致；
步骤五：最后在第四预设温度下，采用第四预设电流进行多次循环充放电，使电池得到充分活化。
具体的，步骤一中所述的第一预设时间≥48h，第一预设温度为：-5℃，所述第二预设时间为：10h-16h。
具体的，步骤二中所述的第一预设电流为：0.03C，所述第一预设荷电状态为：10％-15％SOC，所述第二预设温度为：10℃-20℃，所述第三预设时间为：10-16h。
具体的，步骤三中所述的第二预设电流为：0.06C，所述第二预设荷电状态为：35％SOC。
具体的，步骤四中所述的第三预设电流为：0.2C，所述第三预设荷电状态为：70％-85％SOC，所述第三预设温度为：35℃-40℃，所述第四预设时间为：85h。
具体的，步骤五中所述的第四预设电流为：0.8C，所述循环充放电次数为：2-4次，所述第四预设温度为：10℃-20℃。
实施例：
(1)将电解液注入电池静置50h，然后在-5℃环境下搁置12h，使电池内部温度也为-5℃；
(2)采用0.03C电流充电达到15％SOC后，转移至15℃环境下，将电池搁置12h，使电池的内部温度也为15℃；
(3)采用0.06C电流充电，使电池达到35％SOC；
(4)采用0.2C电流充电，使电池达到85％SOC，将电池放置于40℃环境下，搁置85h使电池内部温度也为40℃；
(5)最后在15℃环境下，采用0.8C电流进行4次循环充放电，使电池得到充分活化。
应用本发明方法得到的电池倍率性能测试结果如图1，其中，左侧为常规化成工艺制备的电池测试结果，右侧为本发明实施例制备的电池测试结果。
图1为分别采用常规化成工艺制备的电池与本发明实施例制备的电池倍率性能测试结果对比图，图2分别采用常规化成工艺制备的电池与本发明实施例制备的电池在5C大电流循环性能测试结果对比图。
由图1至图2可以看出，应用本发明实施例制备的电池倍率性能和常规化成工艺制备的电池倍率性能在1C的情况充电下，常规化成工艺制备的电池与本发明实施例制备的电池的充电恒流比相差不大；但是在大倍率3C的情况下充电，尤其是在高倍率5C的情况下充电，本发明实施例制备的电池的充电恒流比数值远远高于常规化成工艺制备的电池的充电恒流比(即本发明实施例制备的电池在大倍率的情况下充放电性能优于常规化成工艺制备的电池充放电性能)，以及本发明实施例制备的电池的大倍率循环性能也优于常规化成工艺制备的电池的大倍率循环性能。
综上所述，本发明实施例制备的电池，在不同温度的环境下，进行不同阶段的化成工艺形成了致密及稳定的负极SEI膜，不仅有效改善大倍率充放电性能以及大倍率循环性能，而且可以使电池正极材料中的锂充分参与化成，促进电池正极容量的发挥，因此可改善锂离子电池的容量性能。另外，应用发明实施例制备的电池工艺过程简单，能够有效提高产能，进而节约了生产成本。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (6)

1.一种提升锂电池倍率循环性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将电解液注入电池静置第一预设时间，然后在第一预设温度下，再将电池搁置第二预设时间，使电池内部温度与第一预设温度一致；
步骤二：采用第一预设电流充电使电池达到第一预设荷电状态后，将电池转移至第二预设温度下搁置第三预设时间，使电池内部温度与第二预设温度一致；
步骤三：采用第二预设电流充电，使电池达到第二预设荷电状态；
步骤四：采用第三预设电流充电，使电池达到第三预设荷电状态，将电池放置于第三预设温度下搁置第四预设时间，使电池内部温度与第三预设温度一致；
步骤五：最后在第四预设温度下，采用第四预设电流进行多次循环充放电，使电池得到充分活化。
2.根据权利要求1所述的提升锂电池倍率循环性能的方法，其特征在于：步骤一中所述的第一预设时间≥48h，第一预设温度为：-5℃，所述第二预设时间为：10h-16h。
3.根据权利要求1所述的提升锂电池倍率循环性能的方法，其特征在于：步骤二中所述的第一预设电流为：0.03C，所述第一预设荷电状态为：10％-15％SOC，所述第二预设温度为：10℃-20℃，所述第三预设时间为：10h-16h。
4.根据权利要求1所述的提升锂电池倍率循环性能的方法，其特征在于：步骤三中所述的第二预设电流为：0.06C，所述第二预设荷电状态为：35％SOC。
5.根据权利要求1所述的提升锂电池倍率循环性能的方法，其特征在于：步骤四中所述的第三预设电流为：0.2C，所述第三预设荷电状态为：70％-85％SOC，所述第三预设温度为：35℃-40℃，所述第四预设时间为：85h。
6.根据权利要求1所述的提升锂电池倍率循环性能的方法，其特征在于：步骤五中所述的第四预设电流为：0.8C，所述循环充放电次数为：2-4次，所述第四预设温度为：10℃-20℃。
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