CN109326828A - 锂离子电池负极界面析锂的改善方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池负极界面析锂的改善方法，它包括下列工序：1、待电芯注入电解液后，先在45℃条件下搁置24～48h，后在常温环境下静置15～36h；2、对电池先作热压，后作冷压，在真空条件下电池作第一次排气；3、在电池完成第一次排气后实施预充电；4、接着将电池送入高温柜中作老化处理；5、在真空条件下作第二次排气，顺作整形；6、最后作电池分容。该方法新增高温老化和顺序施加的热压和冷压工序，能够显著改善电池的正负极隔膜界面贴合质量，特别是在负极界面上形成致密的SEI膜，使得负极界面不存在析锂问题，从而提高了电池的性能。

Description

锂离子电池负极界面析锂的改善方法

技术领域

本发明属于电化学电池技术领域，具体地讲，本发明涉及一种锂离子电池，特别是一种锂离子电池负极界面析锂的改善方法。

背景技术

锂离子电池是一种具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、绿色环保等特点的新型电池。当今，锂离子电池已广泛应用于手机、计算机、通信设备、储能设备、电动工具及动力设备等领域。但是，一些领域因主机工作状态至关重要，对配套的锂离子除有很高的性能要求，也有很高的质量要求。现有技术批量制造的锂离子电池因制造工艺不够先进，产品使用过程中在负界面上易发生析锂现象。锂离子电池负极界面上一旦发生析锂，必然影响极片外观，恶化工作环境，而且严重降低锂离子电池的性能。锂离子电池负极界面析锂问题是本行业一项有共性的技术难题，已成为产品扩大应用市场的障碍之一，如何克服析锂难题是业内工程技术人员当今亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明主要针对现有技术的不足，提出一种方法简便，实施容易，效果明显，特别适合在批量生产应用的锂离子电池负极界面析锂的改善方法。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

锂离子电池负极界面析锂的改善方法，其改进之处在于该方法包括下列工序：

1.1时效处理工序

电芯加注电解液后送入老化房，先在45℃条件下搁置24～48h，然后在常温下搁置15～36h。

1.2热压加冷压工序

时效处理之后，对电池先作热压，后作冷压，热压参数：温度为50～80℃、压力为0.04～0.06MPa、时间为10～20S；冷压参数：温度为20～30℃、压力为0.02～0.05MPa、时间为10～20S；冷压之后在真空条件下给电池作第一次排气，排气参数：真空度≤-0.085MPa、时间为2～18S。

1.3预充电工序

在电池完成第一次排气之后实施预充电，预充电流程：以0.05～0.2CmA的电流进行恒流充电，充电量45～60%，再以0.2CmA的电流进行恒流放电，截止电压为2.5V，如此循环2～3次。

1.4老化处理工序

接着将电池送入高温柜中作老化处理，老化参数：温度为45±3℃、压力为0.05～0.2MPa、时间为120～168S，待泄压后取出电池，在常温下搁置8～24h。

1.5第二次排气工序

在真空度≤-0.09MPa条件下作时长2～15S的排气，顺作整形。

1.6分容工序

电流分容流程：以0.2CmA的电流作恒流恒压充电，截止电压为3.65V，截止电流为0.05CmA，静置30min，接着以0.2CmA的电流作恒流放电，截止电压为2.5V，静置30min，最后用0.2CmA的电流作恒流充电30min。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、该方法简便、适用、工时少，而且实际应用不需添加设备；

2、该方法新增高温老化和顺序施加的热压和冷压工序，能够显著改善电池的正负极隔膜界面贴合质量，特别是在负极界面上形成致密的SEI膜，使得负极界面不存在析锂问题，从而提高了电池的性能。

附图说明

图1是应用本发明后电池负极界面状态图。

图2是现有技术生产的电池负极界面状态图。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明。

实施例

本发明提出的锂离子电池负极界面析锂的改善方法，该方法包括下列工序：

1.1时效处理工序

选取15只50Ah软包装锂离子电池作为实施例，待15只电芯加注电解液后一并送入老化房内作时效处理，其作用让刚注入的电解液与正负极充分浸润，时效处理技术参数：待加热至45℃时搁置30h后取出，然后在常温下搁置20h。

1.2热压加冷压工序

经时效处理后，对电池先作热压，后作冷压，本实施例热压参数：温度为75℃、压力为0.05MPa、时间为20S；冷压参数：温度为25℃、压力为0.05MPa、时间为20S；冷压之后在真空条件下给电池作第一次排气，排出参数：真空度≤-0.085MPa，时间为10S。

1.3预充电工序

在电池完成第一次排气之后实施预充电，预充电流程：以0.1CmA的电流进行恒流充电，充电量50%，再以0.2CmA的电流进行恒流放电，截止电压为2.5V，如此循环3次；

1.4老化处理工序

接着将电池送入高温柜中作老化处理，本实施例老化参数：温度为45±3℃、压力为0.1MPa、时间为144h，泄压后在常温下搁置8h；

1.5第二次排气工序

在真空度≤-0.09MPa条件下作时长8S的排气，顺作整形；

1.6分容工序

电流分容流程：以0.2CmA的电流作恒流恒压充电，截止电压为3.65V，截止电流为0.05CmA，静置30min，接着以0.2CmA的电流作恒流放电，截止电压为2.5V，静置30min，最后用0.2CmA的电流作恒流充电30min。

本方法新增高温老化和顺序施加热压和冷压工序，能够显著改善电池的正负极隔膜界面贴合质量，特别是在负极界面上形成致密的SEI膜（如图1所示），使得负极界面不存在析锂问题，从而提高了电池的性能。

采用本实施例制作的电池，电池容量、电池首次效率、电池内阻测试结果见下表一，电池负极界面状态图：

表一

对比例：

选取同批次50Ah 软包装锂离子注液后电池15只，按现有技术处理，其步骤如下：

1）电池搁置：电池常温搁置48 h;

2）一次排气：真空度≤－0.085 MPa，排气时间为10 S；

3）电池预充：0.05CmA的电流恒流充电5%，0.1CmA的电流恒流充电40%, 0.2CmA的电流恒流充电35% ;

4) 电池搁置：24h；

5）电池化成：0.2 CmA的电流恒流恒压充电，截至电流0.05C mA，截至电压3.65V；

6) 电池搁置：25℃搁置72h；

7）二次排气: 真空度≤－0.09MPa，排气时间为8S；

8）电池分容：以0.2CmA的电流恒流恒压充电，截止电压3.65V，截止电流0.05CmA，静置30min，0.2CmA的电流恒流放电，截止电压2.5V，循环充放电2次，静置30min，0.2CmA的电流恒流充电30min。

9）电池老化：分容后电池入45℃老化房，老化时间144h。

采用本对比例制作的电池，电池容量、电池首次效率、电池内阻测试结果见下表二，电池负极界面状态图:

表二

通过对电池注液后的一系列工艺流程进行优化改进，不仅电池容量增加、电池首次效率增加、电池内阻变小，而且电池负极界面析锂得到极大改善。本发明实施耗用工艺时间少，直接提升生产效率，可应用于批量化生产。

本发明并不限于上述实施方式及实施例，可以在不超出其范围内进行变更，均应在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (1)

1.一种锂离子电池负极界面析锂的改善方法，其特征在于该方法包括下列工序：

1.1时效处理工序

电芯加注电解液后送入老化房，先在45℃条件下搁置24～48h，然后在常温下搁置15～36h；

1.2热压加冷压工序

时效处理之后，对电池先作热压，后作冷压，热压参数：温度为50～80℃、压力为0.04～0.06MPa、时间为10～20S；冷压参数：温度为20～30℃、压力为0.02～0.05MPa、时间为10～20S；冷压之后在真空条件下给电池作第一次排气，排气参数：真空度≤-0.085MPa、时间为2～18S；

1.3预充电工序

在电池完成第一次排气之后实施预充电，预充电流程：以0.05～0.2CmA的电流进行恒流充电，充电量45～60%，再以0.2CmA的电流进行恒流放电，截止电压为2.5V，如此循环2～3次；

1.4老化处理工序

接着将电池送入高温柜中作老化处理，老化参数：温度为45±3℃、压力为0.05～0.2MPa、时间为120～168S，待泄压后取出电池，在常温下搁置8～24h；

1.5第二次排气工序

在真空度≤-0.09MPa条件下作时长2～15S的排气，顺作整形；

1.6分容工序

电流分容流程：以0.2CmA的电流作恒流恒压充电，截止电压为3.65V，截止电流为0.05CmA，静置30min，接着以0.2CmA的电流作恒流放电，截止电压为2.5V，静置30min，最后用0.2CmA的电流作恒流充电30min。