CN109167112A - 一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法 - Google Patents

一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法，属于锂电池技术领域。为了解决现有的化成效率低和易胀气导致循环性能差的问题，提供一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法，包括将注液预封后的钛酸锂电池进行高温搁置；再进行一次化成处理，化成温度为60～90℃；先以0.1～0.5C充电至第一截止电压；再以0.5～2.0C充电至第二截止电压；高温搁置后，预封装；再进行二次化成处理，先以0.5～2.0C放电至放电截止电压；再以0.5～2.0C充电至充电截止电压；再经过高温搁置老化，进行抽气封装。本发明能形成稳定SEI膜，抑制胀气现象，具有化成效率高和循环性能好的效果。

Description

一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法
技术领域
本发明涉及一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法，属于锂电池技术领域。
背景技术
钛酸锂作为锂离子电池负极材料，相比较于传统的石墨类负极，有很多优点：如具有循环性能优异，石墨类负极循环次数在300-2000次左右，而钛酸锂负极的循环寿命在2万次以上，这主要是由于钛酸锂充电前后晶胞大小几乎无变化，是一种零应变材料；具有可快充，由于钛酸锂属于尖晶石结构，具有三位的锂离子通道，锂离子扩散速度快，在10-8～10- 9cm2/s之间，比石墨高1～2个数量级；且安全性高，钛酸锂的嵌锂电位在1.55V左右，远高于锂枝晶析出电位，无析锂风险。由于钛酸锂具有众多的优点，因此，也成为了当前锂离子电池研究中的热点。但是，钛酸锂材料碱性强、易吸水，钛酸锂电池在循环过程中易胀气，造成电池循环寿命衰减很快。
现有技术中为改善钛酸锂胀气问题大多是采用在电解质溶液中添加某些添加剂，由于添加剂对纯度有很高的要求，同时也可能会带来能量密度降低及分散不均匀等问题。另一方面，传统的化成处理基本上采用小电流进行化成，处理时间较长，且老化搁置时间也相对较长，这就导致化成整体的周期过长，效率低的问题。如中国专利申请(公开号：CN105845986A)公开了一种提高钛酸锂电池循环寿命的化成方法，包括将锂离子电池采用高温夹具化成，将所述高温夹具的温度设置成45～70℃，加热时间设置为12～36小时，电池面压设置为0.6～1.0MPa，以0.02C～0.5C的电流对所述锂离子电池进行恒流充电至2.5～3.3V，然后再恒压充电至截止电流；所述锂离子电池进行第一次预抽气封口；将所述锂离子电池用高温夹具进行二次夹持化成，所述高温夹具的温度设置成45～70℃，电池面压设置为0.6～1.0MPa，加热时间设置为12～36小时，用0.02C～0.1C的电流对电池进行充电至2.5～3.3V，循环次数10～100次；对所述锂离子电池进行抽气封口，完成后对所述锂离子电池进行分容测试。虽然其化成的高温较高，但也任是采用小电流化成工艺，化成时间过长，且化成处理的循环次数过多，不利于工业化操作；同时，从其性能分析中可以看出，其循环性能也并不理想。
发明内容
本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法，解决的问题是如何快速提高钛酸锂电池的化成效率且具有高循环性能。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法，该方法包括以下步骤：
A、将注液预封后的钛酸锂电池放置到60～90℃的高温环境下进行高温搁置预设的时间阈值至浸润充分；
B、再将高温搁置后的钛酸锂电池采用高温夹具化成进行一次化成处理，化成温度为60～90℃；
先以0.1～0.5C的电流进行恒流充电至第一截止电压；
再以0.5～2.0C的电流进行恒流充电至第二截止电压；所述第二截止电压大于第一截止电压；结束后，在60～80℃的条件下进行高温搁置后，再进行二次抽气预封装；
C、再将经步骤C处理后的钛酸锂电池采用高温夹具化成进行二次化成处理，化成温度为60～90℃；
先以0.5～2.0C的电流进行恒流放电至放电截止电压；
再以0.5～2.0C的电流进行恒流充电至充电截止电压；结束后，再经过高温搁置进行老化后，进行抽气封装。
通过高温搁置，能够使得到充分的浸润，再在高温条件下进行化成处理，结合因钛酸锂结构稳定，其SEI形成机理与石墨不同，本发明人在研究中发现通过提高化成温度不会破坏表面结构，从而使在高温状态下加速化成产气速度和加速易于产气的副反应，形成稳定的界面结构，相当于加快钛酸锂电池前期产气量，对后期电池循环胀气有明显抑制作用；同时，再提高电流分倍率，能够有效的化成的效率，实现高效率的的高温化成效果；另外，在第一化成处理时先采用0.1～0.5C的电流进行怛压充电至第一截止电压的目的是为了保护电池，能够使形成紧密稳定的SEI膜，再通过高电流再充电至第二截止电压，具有保护电压的作用，这里第二截止电压一般根据材料的电极电位进行选择，且通过先小电流再大电流结合化成处理具有更好的效率，实现快速化成的效果。再在0.5～2.0C的电流下进行放电和充电至相应的截止电压，在大电流的作用下，能够更充分的进行二次排气，化成处理时间短，使对后期电池循环胀气有更明显抑制作用，实现高化成效率，具有化成周期短的优点，且还具有电池循环性能好的效果。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，步骤B中所述第一截止电压为2.1～2.3V；所述第二截止电压为2.8～3.0V。先以小电流充电至相应的第一截止电压，再以大电流充电至相应的第二截止电压，且充电电压上限的限制，能够使排气完全，更有效的保证极片与隔离膜之间界面的稳定性，促进在负极材料表面形成更稳定的SEI膜，确保电池具有更优异的性能；且相应的截止电压的设定更适用于本发明的钛酸锂电池材料。最好使一次化成处理时的小电流值小于大电流值，也就是说一次化成处理时的电流值不同时为0.5C的电流值，提高一次化成效率。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，步骤C中所述放电截止电压为1.4～1.6V；所述充电截止电压为2.8～3.0V。能够实现更充分的排气效果，使更有效的改善钛酸锂电池的胀气问题，提高电池的循环性能，其循环衰退率相对较低，也就是说能够实现较高循环次数。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，步骤B和步骤C中的述化成温度为80～85℃。能够更快速促进产气的副反应的发生，形成稳定的SEI膜，有利于后续抑制钛酸锂的胀气问题，提高循环的稳定性。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，步骤C中所述恒流充电和恒流放电的电流均为1.0～2.0C。能够更进一步的缩小化成的时间，提高化成的效率。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，步骤B和步骤C中的高温夹具化成的电池面压设置为0.2～0.5MPa。通过在一定压力状态下保持高温搁置进行老化，能够避免化成过程中因气胀引起的局部浸润不均，保证浸润更充分且浸润的均匀性好。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，步骤A中所述预设的时间阈值为4～16小时。目的是为了达到充分浸润的目的。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，步骤B和步骤C中所述的高温搁置的时间1～3小时。为了更好的提高二次浸润的效果。
在上述钛酸锂电池的高温夹具化成方法中，作为优选，所述钛酸锂电池的正极活性物质选自镍钴锰酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、镍钴铝和镍锰酸锂中的一种或几种；所述钛酸锂电池的负极活性物质为钛酸锂。这些材料具有电池活性好且稳定性相对较高，同时，还具有原料易得，有利于降低生产成本的优点。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.通过采用高温化成和高电流充放电相结合的方式，能够实现充分产气的目的，使后期能够有效的抑制钛酸锂电池胀气的效果，提高电池循环稳定性的效果。
2.通过二次高温化成处理并在第一次高温化成时先以小电流再以大电流化成相结合的方式，有利于加速产气过程的发生，且能够有效的形成稳定的界面结构，使形成的SEI膜更稳定。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例以镍钴锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序按照如下进行：
将注液预封装后的钛酸锂电池放到高温夹具上在60～90℃的高温环境下进行高温搁置，高温搁置的时间为4小时；使充分浸润完成后；
将经过高温搁置的钛酸锂电池放到高温夹具化成柜上进行第一次化成处理，夹具的电池面压设定为0.2MPa，化成温度：90℃，且具体的一次化成处理按如下两步进行：
先以0.2C的小电流进行恒流充电至第一截止电压2.1V，时间为10分钟；再以2.0C的大电流进行恒流充电第二截止电压2.8V；时间为40分钟，结束后，在60～80℃的条件下进行高温搁置老化2小时，再用真空二封机对经过一次化成处理后的电池进行二次抽气后将产生的气体排出后再次进行预封装；
再将经过上述一次化成处理后的钛酸锂电池放入到高温夹具的化成柜里进行二次化成处理，夹具的电池面压设定为0.3MPa，化成温度为90℃；且具体的二次化成处理按如下两步进行：
先以1.0C的电流进行恒流放电至放电截止电压1.5V，放电时间为1小时；再以1.0C的电流进行恒流充电至充电截止电压2.8V，充电时间为1小时；结束后，再经过80℃高温搁置2小时进行老化后，再采用真空三封机对化成后的电池进行抽气封装，活化完成。
实施例2
本实施例以镍钴锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序按照如下进行：
将注液预封装后的钛酸锂电池放到高温夹具上在80℃的高温环境下进行高温搁置，高温搁置的时间为8小时；使充分浸润完成后；
将经过高温搁置的钛酸锂电池放到高温夹具化成柜上进行第一次化成处理，夹具的电池面压设定为0.5MPa，化成温度：80℃，且具体的一次化成处理按如下两步进行：
先以0.5C的小电流进行恒流充电至第一截止电压2.2V，时间为15分钟；再以1.5C的大电流进行恒流充电第二截止电压2.8V；时间为50分钟，结束后，在70℃的条件下进行高温搁置老化3小时，再用真空二封机对经过一次化成处理后的电池进行二次抽气后将产生的气体排出后再次进行预封装；
再将经过上述一次化成处理后的钛酸锂电池放入到高温夹具的化成柜里进行二次化成处理，夹具的电池面压设定为0.5MPa，化成温度为85℃；且具体的二次化成处理按如下两步进行：
先以2.0C的电流进行恒流放电至放电截止电压1.5V，放电时间为1小时；再以2.0C的电流进行恒流充电至充电截止电压2.8V，充电时间为1小时；结束后，再经过80℃高温搁置3小时进行老化后，再采用真空三封机对化成后的电池进行抽气封装，活化完成。
实施例3
本实施例以镍钴锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序按照如下进行：
将注液预封装后的钛酸锂电池放到高温夹具上在75℃的高温环境下进行高温搁置，高温搁置的时间为12小时；使充分浸润完成后；
将经过高温搁置的钛酸锂电池放到高温夹具化成柜上进行第一次化成处理，夹具的电池面压设定为0.2MPa，化成温度：85℃，且具体的一次化成处理按如下两步进行：
先以0.2C的小电流进行恒流充电至第一截止电压2.3V，时间为12分钟；再以0.5C的大电流进行恒流充电第二截止电压3.0V；时间为120分钟，结束后，在80℃的条件下进行高温搁置老化1.5小时，再用真空二封机对经过一次化成处理后的电池进行二次抽气后将产生的气体排出后再次进行预封装；
再将经过上述一次化成处理后的钛酸锂电池放入到高温夹具的化成柜里进行二次化成处理，夹具的电池面压设定为0.5MPa，化成温度为85℃；且具体的二次化成处理按如下两步进行：
先以0.5C的电流进行恒流放电至放电截止电压1.5V，放电时间为2.0小时；再以0.5C的电流进行恒流充电至充电截止电压2.8V，充电时间为2.0小时；结束后，再经过80℃高温搁置2小时进行老化后，再采用真空三封机对化成后的电池进行抽气封装，活化完成。
实施例4
本实施例以镍钴锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序按照如下进行：
将注液预封装后的钛酸锂电池放到高温夹具上在60℃的高温环境下进行高温搁置，高温搁置的时间为16小时；使电池经过充分浸润完成后；
将经过高温搁置的钛酸锂电池放到高温夹具化成柜上进行第一次化成处理，夹具的电池面压设定为0.5MPa，化成温度：60℃，且具体的一次化成处理按如下两步进行：
先以0.3C的小电流进行恒流充电至第一截止电压2.1V，时间为15分钟；再以1.5C的大电流进行恒流充电第二截止电压2.8V；时间为90分钟，结束后，在85℃的条件下进行高温搁置老化1.0小时，再用真空二封机对经过一次化成处理后的电池进行二次抽气后将产生的气体排出后再次进行预封装；
再将经过上述一次化成处理后的钛酸锂电池放入到高温夹具的化成柜里进行二次化成处理，夹具的电池面压设定为0.5MPa，化成温度为80℃；且具体的二次化成处理按如下两步进行：
先以1.5C的电流进行恒流放电至放电截止电压1.4V，放电时间为2.0小时；再以0.5C的电流进行恒流充电至充电截止电压3.0V，充电时间为1.0小时；结束后，再经过85℃高温搁置1小时进行老化后，再采用真空三封机对化成后的电池进行抽气封装，活化完成。
实施例5
本实施例以磷酸锰铁锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序具体处理同实施例1一致，这里不再赘述。
通过对得到的电池性能进行测试，其性能能够达到与实施例1中相应电池的性能相当。
实施例6
本实施例以镍钴铝酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序具体处理同实施例2一致，这里不再赘述。
通过对得到的电池性能进行测试，其性能能够达到与实施例2中相应电池的性能相当。
实施例7
本实施例以锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序具体处理同实施例3一致，这里不再赘述。
通过对得到的电池性能进行测试，其性能能够达到与实施例3中相应电池的性能相当。
实施例8
本实施例以镍酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序具体处理同实施例2一致，这里不再赘述。
通过对得到的电池性能进行测试，其性能能够达到与实施例2中相应电池的性能相当。
比较例1
本比较例为了表示采用低温化成和小电流进行化成处理对电池性能的影响进行具体实施。
本比较例以镍钴锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序按照如下进行：
将注液预封装后的钛酸锂电池放到高温夹具上在45℃的环境下进行搁置，搁置的时间为8小时；使电池经过充分浸润完成后；
将经过上述搁置处理的钛酸锂电池放到高温夹具化成柜上进行化成处理，夹具的电池面压设定为0.5MPa，化成温度：45℃，且具体的化成处理按如下两步进行：
以0.2C的小电流进行恒流充电至截止电压2.8V，时间为5小时；结束后，在45℃的条件下进行搁置老化2.0小时，再用真空二封机对经过化成处理后的电池进行二次抽气后将产生的气体排出后再次进行封装，活化完成。
比较例2
本比较例为了表示采用高温化成和小电流进行化成处理对电池性能的影响进行具体实施。
本比较例以镍钴锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序按照如下进行：
将注液预封装后的钛酸锂电池放到高温夹具上在80℃的环境下进行搁置，搁置的时间为8小时；使电池经过充分浸润完成后；
将经过上述搁置处理的钛酸锂电池放到高温夹具化成柜上进行化成处理，夹具的电池面压设定为0.4MPa，化成温度：80℃，且具体的化成处理按如下两步进行：
以0.2C的小电流进行恒流充电至截止电压2.8V，时间为5小时；结束后，在80℃的条件下进行搁置老化2.0小时，再用真空二封机对经过化成处理后的电池进行二次抽气后将产生的气体排出后再次进行封装，活化完成。
比较例3
本比较例为了表示采用高温和小电流进行化成处理，且在化成处理后高温老化处理时间延长对电池性能的影响进行具体实施。
本比较例以镍钴锰酸锂为正极材料，钛酸锂为负极材料，设计容量为20Ah的电池，经过匀浆、涂布、制片、装配、注液、化成和分容工序，制成相应的钛酸锂电池。其中，匀浆、涂布、制片、装配、注液和分容等工序均是采用本领域常规的方法制作，更重要的是，其中化成工序按照如下进行：
将注液预封装后的钛酸锂电池放到高温夹具上在80℃的环境下进行搁置，搁置的时间为8小时；使电池经过充分浸润完成后；
将经过上述搁置处理的钛酸锂电池放到高温夹具化成柜上进行化成处理，夹具的电池面压设定为0.4MPa，化成温度：80℃，且具体的化成处理按如下两步进行：
以0.2C的小电流进行恒流充电至截止电压2.8V，时间为5小时；结束后，在80℃的条件下进行搁置老化6.0小时，再用真空二封机对经过化成处理后的电池进行二次抽气后将产生的气体排出后再次进行封装，活化完成。
以下随机选取上述实施例和比较例得到的相应电池进行相关的性能测试，将上述相应实施例或比较例中得到的电池进行充放电循环，充电电流20A，充电截至电压2.8V，放电电流20Ah，放点截至电压1.5V。得到的循环结果如下表1所示：
表1：
从上述表1中的测试结果可以看出，采用低温45℃和小电流(0.2C)的条件进行一次性化成处理，且在低温45℃搁置老化得到的电池初始容量较低，经过1000次循环后电池因产气导致电池鼓胀，使循环寿命终止；而采用高温80℃和0.2C小电流进行一次性化成处理，且在80℃高温老化较短时间(2小时)和较长的时间(6小时)，虽然，在电池初始容量有所提升，且在电池循环2000次后电池也未见有气体产生，但是，在经过循环到5000次时电池的容量衰减明显，主要原因是电池因产气变软使电池容量下降到80％以下。而本发明采用高温结合高电流化成处理以及在高温条件下老化，抽气后高温老化，且在一次化成时采用分次先采用低电流再采用高电流处理，结合在二次化成时再在高温和高电流放电和充电处理下，能够使电池容量得到充分发挥，经过5000次循环后电池容量衰减仅为4.6％，具有较高的电池性能，且稳定性高。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (9)

1.一种钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、将注液预封后的钛酸锂电池放置到60～90℃的高温环境下进行高温搁置预设的时间阈值至浸润充分；
B、再将高温搁置后的钛酸锂电池采用高温夹具化成进行一次化成处理，化成温度为60～90℃；
先以0.1～0.5C的电流进行恒流充电至第一截止电压；
再以0.5～2.0C的电流进行恒流充电至第二截止电压；所述第二截止电压大于第一截止电压；结束后，在60～80℃的条件下进行高温搁置后，再进行二次抽气预封装；
C、再将经步骤C处理后的钛酸锂电池采用高温夹具化成进行二次化成处理，化成温度为60～90℃；
先以0.5～2.0C的电流进行恒流放电至放电截止电压；
再以0.5～2.0C的电流进行恒流充电至充电截止电压；结束后，再经过高温搁置进行老化后，进行抽气封装。
2.根据权利要求1所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，步骤B中所述第一截止电压为2.1～2.3V；所述第二截止电压为2.8～3.0V。
3.根据权利要求1所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，步骤C中所述放电截止电压为1.4～1.6V；所述充电截止电压为2.8～3.0V。
4.根据权利要求1或2或3所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，步骤B和步骤C中所述化成温度为80～85℃。
5.根据权利要求1或2或3所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，步骤C中所述恒流充电和恒流放电的电流均为1.0～2.0C。
6.根据权利要求1或2或3所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，步骤B和步骤C中的高温夹具化成的电池面压设置为0.2～0.5MPa。
7.根据权利要求1或2或3所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，步骤A中所述预设的时间阈值为4～16小时。
8.根据权利要求1所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，步骤B和步骤C中所述的高温搁置的时间1～3小时。
9.根据权利要求1所述钛酸锂电池的高温夹具化成方法，其特征在于，所述钛酸锂电池的正极活性物质选自镍钴锰酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、镍钴铝和镍锰酸锂中的一种或几种；所述钛酸锂电池的负极活性物质为钛酸锂。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109950636A (zh) * 2019-03-21 2019-06-28 上海卡耐新能源有限公司 一种高镍三元锂离子电池化成工艺
CN111934018A (zh) * 2020-06-29 2020-11-13 宁波新思创机电科技股份有限公司 一种动力钛酸锂电池的制作方法
CN111934039A (zh) * 2020-08-11 2020-11-13 华鼎国联动力电池有限公司 一种锂离子电池的化成工艺
CN112421185A (zh) * 2020-11-11 2021-02-26 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种无负极二次锂电池的电解液及无负极二次锂电池和化成工艺
CN112615076A (zh) * 2020-12-21 2021-04-06 江西安驰新能源科技有限公司 一种抑制高容量方型钛酸锂电池产气的化成方法
CN113054270A (zh) * 2021-03-24 2021-06-29 骆驼集团新能源电池有限公司 一种软包锂离子电池化成工艺
CN113611917A (zh) * 2021-07-30 2021-11-05 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种方形铝壳低温倍率型锂离子电池及其制备方法
CN113795965A (zh) * 2021-06-25 2021-12-14 宁德新能源科技有限公司 电化学装置管理方法、电子设备、充电装置及存储介质
CN113871683A (zh) * 2021-09-18 2021-12-31 宁波行殊新能源科技有限公司 一种改善非水电解质电池高温性能的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449301A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 东风商用车有限公司 一种解决钛酸锂电池胀气失效的方法
CN106785052A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种钛酸锂电池的化成方法
CN107732314A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 桑顿新能源科技有限公司 一种改善锂离子电池循环性能的快速化成处理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106785052A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 中信国安盟固利动力科技有限公司 一种钛酸锂电池的化成方法
CN105449301A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 东风商用车有限公司 一种解决钛酸锂电池胀气失效的方法
CN107732314A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 桑顿新能源科技有限公司 一种改善锂离子电池循环性能的快速化成处理方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109950636A (zh) * 2019-03-21 2019-06-28 上海卡耐新能源有限公司 一种高镍三元锂离子电池化成工艺
CN111934018A (zh) * 2020-06-29 2020-11-13 宁波新思创机电科技股份有限公司 一种动力钛酸锂电池的制作方法
CN111934018B (zh) * 2020-06-29 2024-03-01 宁波新思创机电科技股份有限公司 一种动力钛酸锂电池的制作方法
CN111934039A (zh) * 2020-08-11 2020-11-13 华鼎国联动力电池有限公司 一种锂离子电池的化成工艺
CN111934039B (zh) * 2020-08-11 2022-11-18 华鼎国联动力电池有限公司 一种锂离子电池的化成工艺
CN112421185A (zh) * 2020-11-11 2021-02-26 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种无负极二次锂电池的电解液及无负极二次锂电池和化成工艺
CN112615076A (zh) * 2020-12-21 2021-04-06 江西安驰新能源科技有限公司 一种抑制高容量方型钛酸锂电池产气的化成方法
CN113054270A (zh) * 2021-03-24 2021-06-29 骆驼集团新能源电池有限公司 一种软包锂离子电池化成工艺
CN113795965A (zh) * 2021-06-25 2021-12-14 宁德新能源科技有限公司 电化学装置管理方法、电子设备、充电装置及存储介质
CN113611917A (zh) * 2021-07-30 2021-11-05 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种方形铝壳低温倍率型锂离子电池及其制备方法
CN113871683A (zh) * 2021-09-18 2021-12-31 宁波行殊新能源科技有限公司 一种改善非水电解质电池高温性能的方法

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