CN107819093A - 一种用于消除成品电池气胀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池放到充放电柜上，以0.01C‑0.10C的小电流恒流充电至充电截止电压，然后以0.01C‑0.10C的小电流恒流放电至放电截止电压，完成一个循环，如此循环2‑50次。相对于现有技术，本发明采用重复多次小电流充电的方法，对气胀的成品电池进行充电，在充电至充电截止电压的过程中，可以在活性物质表面形成更加均匀的SEI膜，在此过程中，成品电池内的气体可以被电池内的添加剂等消耗，并生成为SEI膜中的物质，从而达到消气和SEI膜再造与优化的目的，使得本来要被报废的电池又可以变成良品而被重新使用，从而提高电池的良品率。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种用于消除成品电池气胀的方法。
背景技术
锂离子电池的生产厂家经常会遇到如下问题：电池在化成、静置和容量形成成品电池以后，电池会出现气胀鼓起的情况，主要原因有：
第一，现有技术在生产锂离子电池的过程中容易出现因为过程控制不良导致电池内部水分超标，电池封装后出现气胀的情况，或者在电池分容过程中出现电芯气胀，进而引起电池的报废。
第二，锂离子电池长时间存储后容易出现微产气或明显气胀，进而引起电池的报废。
第三，锂离子电池长时间存储后会导致充电电池气胀，进而引起电池的报废。
第四，锂离子电池在生产过程出现漏化成而直接进行封装导致分容气胀，进而引起电池的报废。
针对上述情况，业界的生产厂家只能选择报废电池，这无疑会造成巨大的浪费。
针对这种情况，本发明的发明人进行了艰苦的研究，开发了一种用于消除成品电池气胀的方法，通过该方法，不仅可以消除电池的气胀，而且可以增加电池的硬度，提高电池的良品率，效果十分显著。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种用于消除成品电池气胀的方法，通过该方法，不仅可以消除电池的气胀，而且可以增加电池的硬度，提高电池的良品率，效果十分显著。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池放到充放电柜上，以0.01C-0.10C的小电流恒流充电至充电截止电压，然后以0.01C-0.10C的小电流恒流放电至放电截止电压，完成一个循环，如此循环2-50次。
作为本发明用于消除成品电池气胀的方法的一种改进，若所述成品电池的正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、镍酸锂、镍钴铝酸锂，则所述充电截止电压为3.2V-3.6V，所述放电截止电压为2.4V-2.7V。
作为本发明用于消除成品电池气胀的方法的一种改进，若所述成品电池的正极活性物质为磷酸铁锂，则所述充电截止电压为2.7V-3.2V，所述放电截止电压为2.0V-2.3V。
作为本发明用于消除成品电池气胀的方法的一种改进，循环2-50次，再对所述电池以0.1C-0.5C的电流恒流充电至截止电压4.2V-4.6V，然后以0.1C-0.5C的电流恒流放电至2.7V。
作为本发明用于消除成品电池气胀的方法的一种改进，循环2-50次，再对所述电池以0.1C-0.5C的电流恒流充电至4.2V-4.6V，然后以0.1C-0.5C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环2-20次。
作为本发明用于消除成品电池气胀的方法的一种改进，循环2-50次，再对所述电池以0.1C-0.5C的电流恒流充电至4.2V-4.6V，然后以0.1C-0.5C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环2-20次，然后对所述电池进行加压老化。
作为本发明用于消除成品电池气胀的方法的一种改进，所述加压老化为通过夹具对所述电池的主体施加0.2MPa-2.0MPa的压力，加压老化的持续时间为10min-100h。
作为本发明用于消除成品电池气胀的方法的一种改进，以成品电池的起始厚度为基准，成品电池的厚度膨胀率为2％-20％，所述起始厚度为分容后、使用前的电池的厚度。
成品电池的负极可以是如下物质：天然石墨、人造石墨、复合石墨(天然石墨和人造石墨的复合物或混合物)、硅碳、合金类负极。
相对于现有技术，本发明采用重复多次小电流充电的方法，对气胀的成品电池进行充电，在充电至充电截止电压的过程中，可以在活性物质表面形成更加均匀的SEI膜，在此过程中，成品电池内的气体可以被电池内的添加剂消耗，并生成为SEI膜中的物质，从而达到消气和SEI膜再造与优化的目的，使得本来要被报废的电池又可以变成良品而被重新使用，从而提高电池的良品率，而且通过SEI膜的再造与优化，可以使得电池具有好的循环性能和倍率性能。此外，重复多次小电流充放电还可以增加电池的硬度(提高10％-30％)，延长电池的使用寿命。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为钴酸锂，负极活性物质为天然石墨，该电池的厚度膨胀率为15％)放到充放电柜上，以0.05C的小电流恒流充电至3.4V，然后以0.05C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环20次，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为0.5％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了25％。
其中，电芯的硬度的测试方法为：将电池置于1kg的压力下，保持该压力1h，计算其变形量(单位为mm)，变形量的计算方法为：
未经处理的气胀的成品电池的变形量的计算方法为：以未经处理的气胀的电池的表面为基准，电池从该表面胀起的最大高度为H1(电池胀起部分的最高处与电池的该表面的高度差)，电池从该表面被压的凹陷部分的最大深度为D1，变形量即为H1+D1；
采用本发明的方法处理后的电池的变形量的计算方法为：以采用本发明的方法处理后的电池的表面为基准，电池从该表面胀起的最大高度为H2(电池胀起部分的最高处与电池的该表面的高度差)，电池从该表面被压的凹陷部分的最大深度为D2，变形量即为H2+D2；
通过该变形量来表征硬度变化。即，采用本发明的方法处理后的电池的硬度相比于未经处理的气胀的成品电池的硬度的变化的计算方法为：(H1+D1-H2-D2)/(H1+D1)。
实施例2
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为锰酸锂，负极活性物质为天然石墨，该电池的厚度膨胀率为12％)放到充放电柜上，以0.03C的小电流恒流充电至3.3V，然后以0.03C的小电流恒流放电至2.6V，完成一个循环，如此循环25次，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为1.5％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了13％。
实施例3
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为镍钴锰酸锂，负极活性物质为天然石墨，该电池的厚度膨胀率为10％)放到充放电柜上，以0.07C的小电流恒流充电至3.4V，然后以0.07C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环35次，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为1.2％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了18％。
实施例4
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为磷酸铁锂，负极活性物质为人造石墨，该电池的厚度膨胀率为18％)放到充放电柜上，以0.04C的小电流恒流充电至3.1V，然后以0.04C的小电流恒流放电至2.0V，完成一个循环，如此循环15次，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为1％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了27％。
实施例5
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为镍钴锰酸锂，负极活性物质为天然石墨，该电池的厚度膨胀率为13％)放到充放电柜上，以0.06C的小电流恒流充电至3.5V，然后以0.06C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环35次，再对所述电池以0.3C的电流恒流充电至4.2V，然后以0.3C的电流恒流放电至2.7V。测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为1.8％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了21％。
实施例6
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为镍锰酸锂，负极活性物质为人造石墨，该电池的厚度膨胀率为11％)放到充放电柜上，以0.02C的小电流恒流充电至3.6V，然后以0.02C的小电流恒流放电至2.6V，完成一个循环，如此循环25次，再对所述电池以0.4C的电流恒流充电至4.35V，然后以0.4C的电流恒流放电至2.7V。测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为1.0％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了12％。
实施例7
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为钴酸锂，负极活性物质为天然石墨，该电池的厚度膨胀率为17％)放到充放电柜上，以0.08C的小电流恒流充电至3.5V，然后以0.08C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环18次，再对所述电池以0.2C的电流恒流充电至4.40V，然后以0.2C的电流恒流放电至2.7V。测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为0.8％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了16％。
实施例8
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为钴酸锂，负极活性物质为天然石墨，该电池的厚度膨胀率为9％)放到充放电柜上，以0.01C的小电流恒流充电至3.4V，然后以0.01C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环15次，再对所述电池以0.3C的电流恒流充电至4.5V，然后以0.3C的电流恒流放电至2.7V。测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为0.5％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了25％。
实施例9
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为镍酸锂，负极活性物质为人造石墨，该电池的厚度膨胀率为8％)放到充放电柜上，以0.02C的小电流恒流充电至3.2V，然后以0.02C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环10次，再对所述电池以0.4C的电流恒流充电至4.35V，然后以0.4C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环18次，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为1.1％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了22％。
实施例10
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为钴酸锂，负极活性物质为天然石墨，该电池的厚度膨胀率为8％)放到充放电柜上，以0.02C的小电流恒流充电至3.3V，然后以0.02C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环42次，再对所述电池以0.2C的电流恒流充电至4.2V，然后以0.2C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环20次，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为1.0％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了15％。
实施例11
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为镍钴铝酸锂，负极活性物质为人造石墨，该电池的厚度膨胀率为13％)放到充放电柜上，以0.09C的小电流恒流充电至3.3V，然后以0.09C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环28次，再对所述电池以0.3C的电流恒流充电至4.35V，然后以0.3C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环5次，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为2.6％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了27％。
实施例12
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为镍钴锰酸锂，负极活性物质为人造石墨，该电池的厚度膨胀率为13％)放到充放电柜上，以0.01C的小电流恒流充电至3.4V，然后以0.01C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环33次，再对所述电池以0.3C的电流恒流充电至4.5V，然后以0.3C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环12次，然后对所述电池进行加压老化，即通过夹具对所述电池的主体施加0.8MPa的压力，加压老化的持续时间为30min，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为0.7％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了23％。
实施例13
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为钴酸锂，负极活性物质为人造石墨，该电池的厚度膨胀率为17％)放到充放电柜上，以0.02C的小电流恒流充电至3.3V，然后以0.02C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环50次，再对所述电池以0.3C的电流恒流充电至4.35V，然后以0.3C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环15次，然后对所述电池进行加压老化，即通过夹具对所述电池的主体施加0.5MPa的压力，加压老化的持续时间为30h，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为0.9％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了13％。
实施例14
本实施例提供了一种用于消除成品电池气胀的方法，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池(其正极活性物质为锰酸锂，负极活性物质为硅碳材料，该电池的厚度膨胀率为9％)放到充放电柜上，以0.02C的小电流恒流充电至3.5V，然后以0.02C的小电流恒流放电至2.7V，完成一个循环，如此循环5次，再对所述电池以0.2C的电流恒流充电至4.35V，然后以0.2C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环10次，然后对所述电池进行加压老化，即通过夹具对所述电池的主体施加0.3MPa的压力，加压老化的持续时间为5h，测试此时的电池的厚度膨胀率，结果为0.8％，而且测试表明通过该方法处理后的电池的硬度提高了14％。
由此可见，采用本发明的方法能够将本来需要报废的电池重新“拯救”回来，使其消气重整，提高电池的良品率。此外，重复多次小电流充放电还可以增加电池的硬度，延长电池的使用寿命。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (8)
1.一种用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：将气胀的成品电池放到充放电柜上，以0.01C-0.10C的小电流恒流充电至充电截止电压，然后以0.01C-0.10C的小电流恒流放电至放电截止电压，完成一个循环，如此循环2-50次。
2.根据权利要求1所述的用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于：若所述成品电池的正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍锰酸锂、镍酸锂、镍钴铝酸锂，则所述充电截止电压为3.2V-3.6V，所述放电截止电压为2.4V-2.7V。
3.根据权利要求1所述的用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于：若所述成品电池的正极活性物质为磷酸铁锂，则所述充电截止电压为2.7V-3.2V，所述放电截止电压为2.0V-2.3V。
4.根据权利要求1所述的用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于：循环2-50次，再对所述电池以0.1C-0.5C的电流恒流充电至截止电压4.2V-4.6V，然后以0.1C-0.5C的电流恒流放电至2.7V。
5.根据权利要求1所述的用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于：循环2-50次，再对所述电池以0.1C-0.5C的电流恒流充电至4.2V-4.6V，然后以0.1C-0.5C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环2-20次。
6.根据权利要求1所述的用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于：循环2-50次，再对所述电池以0.1C-0.5C的电流恒流充电至4.2V-4.6V，然后以0.1C-0.5C的电流恒流放电至2.7V，按此条件循环2-20次，然后对所述电池进行加压老化。
7.根据权利要求6所述的用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于：所述加压老化为通过夹具对所述电池的主体施加0.2MPa-2.0MPa的压力，加压老化的持续时间为10min-100h。
8.根据权利要求1所述的用于消除成品电池气胀的方法，其特征在于：以成品电池的起始厚度为基准，成品电池的厚度膨胀率为2％-20％，所述起始厚度为分容后、使用前的电池的厚度。
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