CN109216642A - 一种锂离子电池的注液方法 - Google Patents

一种锂离子电池的注液方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109216642A
CN109216642A CN201710515280.3A CN201710515280A CN109216642A CN 109216642 A CN109216642 A CN 109216642A CN 201710515280 A CN201710515280 A CN 201710515280A CN 109216642 A CN109216642 A CN 109216642A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
battery
carbonate
lithium ion
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710515280.3A
Other languages
English (en)
Inventor
不公告发明人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Constant Jin Yuan Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Constant Jin Yuan Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Constant Jin Yuan Electronic Technology Co Ltd filed Critical Qingdao Constant Jin Yuan Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201710515280.3A priority Critical patent/CN109216642A/zh
Publication of CN109216642A publication Critical patent/CN109216642A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种锂离子电池注液方法，通过在初期化成的前后，分批次注入不同的电解液，从而使电池形成更稳定的SEI膜，提高电池的循环性能；本发明提供的注液方法所形成的SEI膜更加致密，在提高寿命的同时，还能够提高电池的高温性能。

Description

一种锂离子电池的注液方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池的注液方法。
背景技术
自从1992年sony公司开发出第一款锂离子电池，锂离子电池逐渐取代了铅酸电池和镍氢电池的市场，成为新一代的储能元件。随着锂离子电池技术的快速发展，锂离子电池作为动力、储能电源亦开始得到大量应用，应用领域包括电动汽车，电动工具，不间断电源系统等，而锂离子电池的寿命一直是阻碍其进一步发展的瓶颈，对于该方面的研究也是目前研究的重点之一。
发明内容
本发明提供了一种锂离子电池注液方法，通过在初期化成的前后，分批次注入不同的电解液，从而使电池形成更稳定的SEI膜，提高电池的循环性能；本发明提供的注液方法，还能够形成更加致密的SEI膜，在提高寿命的同时，还能够提高电池的高温性能。
具体的方案如下：
一种锂离子电池的注液方法，其中包括以下步骤：
1)、注入第一电解液，所述第一电解液包括成膜添加剂；
2)、对电池进行化成工序；
3)、注入第二电解液，所述第二电解液不包括所述第一电解液中的所述成膜添加剂；
4)、继续进行余下的化成工序。
进一步的，所述成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯，亚硫酸乙烯酯，亚硫酸丙烯酯，二甲基亚硫酸酯，二乙基亚硫酸酯。
进一步的，所述第一电解液中包括10wt％以上的成膜添加剂。
进一步的，所述第一和第二电解液各自独立的包括选自碳酸乙酯，碳酸甲酯，碳酸丙酯，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯所组成的组。
进一步的，，所述第一电解液和第二电解液的注入量的体积比为7:3-9:1。
所述步骤1的化成工序，其中包括以下步骤：
1)、将锂离子电池以0.05-0.1C充电至第一截止电压，所述第一截止电压为3.6-3.7V；
2)、以0.1-0.5C充电至第二截止电压，所述第二截止电压为4.2-4.3V；
3)、以1-2C放电至第三截止电压，所述第三截止电压为2.7-2.8V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至第四截止电压，所述第四截止电压＝第三截止电压-k*(单体电池温度/温度平均值-1)，所述k为温度调整系数，k为0.1-0.8；
6)、将放电至第三截止电压和第四截止电压的电池，在所述截止电压附近进行正负交替脉冲电流循环3-20次，脉冲电流为0.1-0.2C，脉冲作用时间为10-60s，间隔0-20s；
进一步的，所述步骤4的化成工序，包括以第三电流充电至第二截止电压，然后所述电池以第三电流在第二截止电压和第三截止电压之间循环2-5次。
本发明具有如下有益效果：
1、注入具有成膜添加剂的第一电解液，进行化成，在成膜添加剂的浓度较高的电解液中，形成较为致密的SEI膜；
2、而后注入第二电解液，稀释了成膜添加剂的浓度，从而使后期形成的SEI膜的表面更加均匀和平整；
3、化成工序中，以大电流放电，根据不同电池的放热量不同，加大单体电池之间的温度差，从而筛选出不同情况的电池；根据电池的不同情况，采用不同的过放电的电压下脉冲电流激活，降低电池内阻，对内阻大温度高的电池采用较大强度的过放电激活程序，使得化成后的电池一致性高。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
实施例1
1)、注入第一电解液，所述第一电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯，以及10wt％的碳酸亚乙烯酯组成；将锂离子电池以0.05C充电至3.6V；
2)、以0.1C充电至4.2V；
3)、以1C放电至2.7V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压：
截止电压＝2.7-0.1*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环3次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.1C，脉冲作用时间相同为10s，间隔0s；
7)、注入第二电解液，所述第二电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯组成；以1C将电池充电至4.2V，然后所述电池以同样的电流在4.2-2.7V之间循环2次，所述第一电解液和第二电解液注入的体积比为9:1。
实施例2
1)、注入第一电解液，所述第一电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯，以及12wt％的碳酸亚乙烯酯组成；将锂离子电池以0.1C充电至3.7V；
2)、以0.5C充电至4.3V；
3)、以2C放电至2.8V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压：
截止电压＝2.8-0.8*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环20次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.2C，脉冲作用时间相同为60s，间隔20s；
7)、注入第二电解液，所述第二电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯组成；以2C将电池充电至4.3V，然后所述电池以同样的电流在4.3-2.8V之间循环5次，所述第一电解液和第二电解液注入的体积比为8:2。
实施例3
1)、注入第一电解液，所述第一电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯，以及13wt％的碳酸亚乙烯酯组成；将锂离子电池以0.08C充电至3.6V；
2)、以0.2C充电至4.2V；
3)、以1.5C放电至2.7V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压，截止电压满足下式：
截止电压＝2.7-0.5*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环10次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.2C，脉冲作用时间相同为30s，间隔10s；
7)、注入第二电解液，所述第二电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯组成；以1.5C将电池充电至4.2V，然后所述电池以同样的电流在4.2-2.7V之间循环4次，所述第一电解液和第二电解液注入的体积比为7:3。
实施例4
1)、注入第一电解液，所述第一电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯，以及14wt％的碳酸亚乙烯酯组成；将锂离子电池以0.06C充电至3.65V；
2)、以0.3C充电至4.25V；
3)、以2C放电至2.75V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压，截止电压满足下式：
截止电压＝2.75-0.3*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环15次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.15C，脉冲作用时间相同为20s，间隔10s；
7)、注入第二电解液，所述第二电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯组成；以2C将电池充电至4.25V，然后所述电池以同样的电流在4.25-2.75V之间循环5次，所述第一电解液和第二电解液注入的体积比为7:3。
实施例5
1)、注入第一电解液，所述第一电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯，以及15wt％的碳酸亚乙烯酯组成；将锂离子电池以0.1C充电至3.6V；
2)、以0.4C充电至4.3V；
3)、以2C放电至2.7V；
4)、测量每个单体电池的温度，计算温度平均值；
5)、将温度高于平均值的电池，继续过放电至截止电压，截止电压满足下式：
截止电压＝2.7-0.2*(单体电池温度/温度平均值-1)；
6)、将所有的电池在其所在电压附近进行正负交替脉冲电流循环10次，所述正脉冲电流和负脉冲电流的大小相同为0.2C，脉冲作用时间相同为40s，间隔20s；
7)、注入第二电解液，所述第二电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯组成；以2C将电池充电至4.3V，然后所述电池以同样的电流在4.3-2.7V之间循环5次，所述第一电解液和第二电解液注入的体积比为7:3。
比较例1
注入电解液，所述电解液由1mol/L的六氟磷酸锂，体积比为1:1:1的碳酸乙酯，碳酸甲酯和碳酸甲乙酯，以及8wt％的碳酸亚乙烯酯组成；以0.2C在4.2V和2.7V之间循环5次。
测试与结果
采用实施例1-5，比较例1的方法得到的电池，在室温以及45摄氏度的环境下以1C的电流进行充放电循环，记录电池组的使用寿命。可见，采用本发明实施例的方法，提高了室温以及高温环境下的运行寿命。
表1
室温 45摄氏度
实施例1 744 593
实施例2 752 599
实施例3 759 614
实施例4 778 632
实施例5 763 626
比较例1 412 267
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种锂离子电池的注液方法，其中包括以下步骤：
1)、注入第一电解液，所述第一电解液包括成膜添加剂；
2)、对电池进行化成工序；
3)、注入第二电解液，所述第二电解液不包括所述第一电解液中的所述成膜添加剂；
4)、继续进行余下的化成工序。
2.如权利要求1所述的方法，所述成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯，亚硫酸乙烯酯，亚硫酸丙烯酯，二甲基亚硫酸酯，二乙基亚硫酸酯。
3.如权利要求1所述的方法，所述第一电解液中包括10wt％以上的成膜添加剂。
4.如权利要求1所述的方法，所述第一和第二电解液各自独立的包括选自碳酸乙酯，碳酸甲酯，碳酸丙酯，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯所组成的组。
5.如权利要求1所述的方法，所述第一电解液和第二电解液的注入量的体积比为7:3-9:1。
CN201710515280.3A 2017-06-29 2017-06-29 一种锂离子电池的注液方法 Withdrawn CN109216642A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710515280.3A CN109216642A (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种锂离子电池的注液方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710515280.3A CN109216642A (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种锂离子电池的注液方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109216642A true CN109216642A (zh) 2019-01-15

Family

ID=64976681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710515280.3A Withdrawn CN109216642A (zh) 2017-06-29 2017-06-29 一种锂离子电池的注液方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109216642A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110071340A (zh) * 2019-04-30 2019-07-30 袁永华 一种锂离子电池的注液化成方法
CN110676425A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 苏州力韬集成电路设计有限公司 一种锂二次电池的变压注液化成工艺
CN111342138A (zh) * 2020-03-12 2020-06-26 河南电池研究院有限公司 一种高成膜性锂离子电池电解液及其使用方法
CN111416157A (zh) * 2020-04-09 2020-07-14 盛蕾 一种三元锂离子电池的制备方法
CN111916841A (zh) * 2020-09-24 2020-11-10 昆山宝创新能源科技有限公司 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101640285A (zh) * 2008-07-28 2010-02-03 上海比亚迪有限公司 一种锂离子二次电池的化成方法
CN104617335A (zh) * 2015-01-27 2015-05-13 上海奥威科技开发有限公司 低温化学电源及其制造方法
CN106784589A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种二次电池及注液方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101640285A (zh) * 2008-07-28 2010-02-03 上海比亚迪有限公司 一种锂离子二次电池的化成方法
CN104617335A (zh) * 2015-01-27 2015-05-13 上海奥威科技开发有限公司 低温化学电源及其制造方法
CN106784589A (zh) * 2016-12-08 2017-05-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种二次电池及注液方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110071340A (zh) * 2019-04-30 2019-07-30 袁永华 一种锂离子电池的注液化成方法
CN110676425A (zh) * 2019-10-12 2020-01-10 苏州力韬集成电路设计有限公司 一种锂二次电池的变压注液化成工艺
CN111342138A (zh) * 2020-03-12 2020-06-26 河南电池研究院有限公司 一种高成膜性锂离子电池电解液及其使用方法
CN111416157A (zh) * 2020-04-09 2020-07-14 盛蕾 一种三元锂离子电池的制备方法
CN111916841A (zh) * 2020-09-24 2020-11-10 昆山宝创新能源科技有限公司 提升锂电池电解液浸润效果及减少隔膜褶皱的方法和锂电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109216642A (zh) 一种锂离子电池的注液方法
CN106684457B (zh) 一种高电压锂离子软包电池的化成方法
CN106784589A (zh) 一种二次电池及注液方法
CN100533839C (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
CN101154747B (zh) 一种锂离子二次电池的化成方法
JP7076495B2 (ja) 使用済み電池の迅速なグループ化と修復方法
Wang et al. 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMI-BF4) as an ionic liquid-type electrolyte additive to enhance the low-temperature performance of LiNi0. 5Co0. 2Mn0. 3O2/graphite batteries
CN109755635A (zh) 一种兼顾高低温性能的电池电解液添加剂、电解液及高镍三元锂离子电池
CN105070963B (zh) 高倍率动力锂离子电池sei膜的优化方法
CN110071340B (zh) 一种锂离子电池的注液化成方法
CN108615955A (zh) 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN109818063A (zh) 一种三元锂离子电池非水电解液及三元锂离子电池
CN101714665B (zh) 一种电池化成方法
CN104638311B (zh) 水系铁锂电池化成方法
CN107623142A (zh) 一种高功率锂离子动力电池
CN102723534A (zh) 可充电电池的一种快速充电方法
CN103354285A (zh) 一种用于大容量磷酸铁锂的化成激活工艺
CN108493482A (zh) 锂离子电池及其成化方法
CN111384450B (zh) 一种锂离子电池的注液化成方法
CN111276758B (zh) 一种锂离子电池的制备方法
CN110783632B (zh) 一种具有混合电极的锂离子电池的化成方法
CN105742592A (zh) 一种W/W2C/Action Carbon包覆的锂离子电池正极材料制备方法
CN109119599A (zh) 一种二次电池及其制备方法
CN110707389B (zh) 一种具有镍钴锰酸锂正极的锂离子电池的化成方法
CN103779608B (zh) 一种能够提升锂离子电池安全性能的电解液

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190115