CN109148989A - 新型的锂离子电池生产及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型的锂离子电池生产及使用方法，属于锂电池领域。新型的锂离子电池生产及使用方法，包括如下步骤：将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行充电；将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行放电；将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行静置150～180h。这种新型的锂离子电池生产及使用方法可以使锂离子电池各个界面之间保持紧密的接触，防止在充放电过程中的活性物质分层和形变，从而形成致密良好的固体电解质界面膜，由此提高锂离子电池的使用性能，有效解决电池气胀问题。

Description

新型的锂离子电池生产及使用方法
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种新型的锂离子电池生产及使用方法。
背景技术
锂离子电池作为绿色新能源，它具有电压高，比能量大，循环性能好，安全性能优等优点，是目前化学电源行业的最新发展方向之一。
目前锂离子电池的生产已初具规模，但是在生产过程中也面临着一些质量问题，如气胀，微短路等。特别是电池在化成阶段产生气体和储存阶段发生气胀更是一个较为复杂的难题，它严重制约了工业生产的成品率。
随着搁置时间的延长，气胀电池的数量仍有增加。气体在电池内部产生使得电池内压增大、电池鼓胀、电极叠片结构分离、活性物质分离，导致出现安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种新型的锂离子电池生产及使用方法，旨在解决现有技术中新型的锂离子电池生产及使用方法存在的上述问题。
本发明是这样实现的：
一种新型的锂离子电池生产及使用方法，包括如下步骤：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行静置150～180h。
在本发明较佳的实施例中，包括：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行充电，充至第一规定电压；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行放电，放至第二规定电压。
在本发明较佳的实施例中，包括：
检测锂离子电池从充满电状态到放完电状态需要的时间；
检测锂离子电池从充满电状态到放完电状态的放电电流；
计算锂离子电池的容量；
剔除掉锂离子电池中容量小于预设容量的锂离子电池。
在本发明较佳的实施例中，包括：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力和40～50℃的温度下进行静置150～180h。
在本发明较佳的实施例中，包括如下步骤：
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行静置150～180h。
在本发明较佳的实施例中，包括如下步骤：
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行静置150～180h。
在本发明较佳的实施例中，包括如下步骤：
利用夹紧装置夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受0.5～2.0MPa的压力。
在本发明较佳的实施例中，包括如下步骤：
利用夹紧装置夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受1.0～1.5MPa的压力。
在本发明较佳的实施例中，包括如下步骤：
利用夹紧装置夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受1.3MPa的压力。
在本发明较佳的实施例中，所述夹紧装置包括相对设置的上板和下板以及驱动件，所述驱动件的两端分别和所述上板以及所述下板连接，所述上板用于和所述锂电池的一面贴合，所述下板用于和所述锂电池上相对的另外一面贴合，所述驱动件用于驱动所述上板靠近或者远离所述下板。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述设计得到的新型的锂离子电池生产及使用方法，在使用的时候，使锂离子电池在0.5～2.0Mpa的压力状态下进行充电以及放电的过程，通过合适的机械压力，可以使锂离子电池各个界面之间保持紧密的接触，防止在充放电过程中的活性物质分层和形变，从而形成致密良好的固体电解质界面膜，由此提高锂离子电池的使用性能，有效解决电池气胀问题，而在首次充放电之后，将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行静置150～180h，可以使得初次充电化成后形成的固体电解质界面膜性质和组成更加稳定，保证电池电化学性能的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施方式提供的新型的锂离子电池生产及使用方法中的夹持装置的结构示意图。
图标：100-夹紧装置；110-上板；120-下板；130-驱动件。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
本实施例提供了一种新型的锂离子电池生产及使用方法，这种新型的锂离子电池生产及使用方法，包括如下步骤：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行静置150～180h。
在锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。形成的层钝化膜能有效地阻止溶剂分子的通过，但Li+却可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出，具有固体电解质的特征，因此这层钝化膜被称为“固体电解质界面膜”。
通过对存放过程中气胀电池的气体种类，循环性能的分析，得到了锂离子电池固体电解质界面膜的破坏是电池气胀的直接原因。
本发明通过上述设计得到的新型的锂离子电池生产及使用方法，在使用的时候，使锂离子电池在0.5～2.0Mpa的压力状态下进行充电以及放电的过程，通过合适的机械压力，可以使锂离子电池各个界面之间保持紧密的接触，防止在充放电过程中的活性物质分层和形变，从而形成致密良好的固体电解质界面膜，由此提高锂离子电池的使用性能，有效解决电池气胀问题，而在首次充放电之后，将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行静置150～180h，可以使得初次充电化成后形成的固体电解质界面膜性质和组成更加稳定，保证电池电化学性能的稳定性。
可选的，在本实施例中，包括：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行充电，充至第一规定电压；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行放电，放至第二规定电压。
首次充电的过程中，将电充满，可以更好地形成固体电解质界面膜，使得固体电解质界面膜更加牢固。
首次放电的过程中，将电放完，可以测量锂离子电池的容量。
可选的，在本实施例中，包括：
检测锂离子电池从充满电状态到放完电状态需要的时间；
检测锂离子电池从充满电状态到放完电状态的放电电流；
计算锂离子电池的容量；
剔除掉锂离子电池中容量小于预设容量的锂离子电池。
放电的时间乘以放电的电流即为锂离子电池的容量。
通过对锂离子电池的容量的测量，可以实现对锂离子电池中容量不合格的部分进行剔除，从而可以有效提高产品的良品率。
可选的，在本实施例中，包括：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力和40～50℃的温度下进行静置150～180h。
通过实验可以证实，锂离子电池在40～50℃的温度下静置，相对于在常温下静置，可以使得固体电解质界面膜更加牢固，并且由于电池在初次充放电之后形成的固体电解质界面膜结构紧密且空隙较小，而在40～50℃的温度下静置150～180h之后，可以使得固体电解质界面膜得到重组，得到宽松多孔的固体电解质界面膜，并且可以使得锂离子电池的电压更加稳定，还可以保证电解液能够对极片进行充分的浸润，从而可以有效提高电池的稳定性。
可选的，在本实施例中，包括如下步骤：
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行静置150～180h。
经过多次实验，得到，锂离子电池的压力在0.5～2.0MPa范围内，随着压力的增加，锂离子电池内的固体电解质界面膜的结构的牢固性呈现先增长后降低的趋势，而在1.0～1.5MPa的压力下相对于在0.5～2.0MPa的压力下效果更好。
可选的，在本实施例中，包括如下步骤：
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行静置150～180h。
经过多次实验，得到，锂离子电池在1.3MPa的压力下进行充电、放电以及静置，可以使得固体电解质界面膜的结构的牢固性达到峰值，从而在1.3MPa的压力下对锂离子电池进行充电、放电以及静置的效果最好。
可选的，在本实施例中，包括如下步骤：
利用夹紧装置100夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受0.5～2.0MPa的压力。
利用夹紧装置100夹持锂离子电池，可以实现锂离子电池保持在一个较为固定的压力范围内。
可选的，在本实施例中，包括如下步骤：
利用夹紧装置100夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受1.0～1.5MPa的压力。
提高夹紧装置100的夹持的精度，使得锂离子电池的内部均匀承受1.0～1.5MPa的压力，可以达到更好的提高固体电解质界面膜的牢固性的效果。
可选的，在本实施例中，包括如下步骤：
利用夹紧装置100夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受1.3MPa的压力。
进一步提高夹紧装置100的夹持的精度，使得锂离子电池的内部均匀承受1.3MPa的压力，可以达到更好的提高固体电解质界面膜的牢固性的效果。
可选的，请参阅图1，在本实施例中，夹紧装置100包括相对设置的上板110和下板120以及驱动件130，驱动件130的两端分别和上板110以及下板120连接，上板110用于和锂电池的一面贴合，下板120用于和锂电池上相对的另外一面贴合，驱动件130用于驱动上板110靠近或者远离下板120。
在本实施例中，锂离子电池设置为板状，具有面积最大的两个面，而这两个面相对设置，从而利用上板110和下板120相对的夹持，可以实现对锂离子电池的均匀的夹持，可以使得锂离子电池不同部位的受力均匀，可以有效提高固体电解质界面膜的牢固性。
从图中可以看到，上板110和下板120之间相对设置，而驱动件130为弹簧，弹簧为上板110和下板120之间相互靠近提供弹性力，由于弹簧的弹性力的大小和其拉伸的长度相关，从而只需要控制锂离子电池的厚度，即可实现上板110和下板120对锂离子电池的压力的控制，并且在本实施例中，弹簧设置为多个，多个弹簧之间间隔分布，从而可以使得上板110和下板120之间的夹持力分布更加均匀。
本实施例提供的新型的锂离子电池生产及使用方法的有益效果是，在使用的时候，使锂离子电池在0.5～2.0Mpa的压力状态下进行充电以及放电的过程，通过合适的机械压力，可以使锂离子电池各个界面之间保持紧密的接触，防止在充放电过程中的活性物质分层和形变，从而形成致密良好的固体电解质界面膜，由此提高锂离子电池的使用性能，有效解决电池气胀问题，而在首次充放电之后，将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行静置150～180h，可以使得初次充电化成后形成的固体电解质界面膜性质和组成更加稳定，保证电池电化学性能的稳定性。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行静置150～180h。
2.根据权利要求1所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行充电，充至第一规定电压；
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力下进行放电，放至第二规定电压。
3.根据权利要求2所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括：
检测锂离子电池从充满电状态到放完电状态需要的时间；
检测锂离子电池从充满电状态到放完电状态的放电电流；
计算锂离子电池的容量；
剔除掉锂离子电池中容量小于预设容量的锂离子电池。
4.根据权利要求1所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括：
将锂离子电池在0.5～2.0MPa的压力和40～50℃的温度下进行静置150～180h。
5.根据权利要求1所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在1.0～1.5MPa的压力下进行静置150～180h。
6.根据权利要求5所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行充电；
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行放电；
将锂离子电池在1.3MPa的压力下进行静置150～180h。
7.根据权利要求1所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用夹紧装置夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受0.5～2.0MPa的压力。
8.根据权利要求7所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用夹紧装置夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受1.0～1.5MPa的压力。
9.根据权利要求8所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用夹紧装置夹持锂离子电池，使得锂离子电池的内部均匀承受1.3MPa的压力。
10.根据权利要求7所述的新型的锂离子电池生产及使用方法，其特征在于，所述夹紧装置包括相对设置的上板和下板以及驱动件，所述驱动件的两端分别和所述上板以及所述下板连接，所述上板用于和锂电池的一面贴合，所述下板用于和锂电池上相对的另外一面贴合，所述驱动件用于驱动所述上板靠近或者远离所述下板。
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