CN109755680B - 软包动力锂离子电池的化成方法 - Google Patents

软包动力锂离子电池的化成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109755680B
CN109755680B CN201811556316.3A CN201811556316A CN109755680B CN 109755680 B CN109755680 B CN 109755680B CN 201811556316 A CN201811556316 A CN 201811556316A CN 109755680 B CN109755680 B CN 109755680B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
charging
battery
standing
battery cell
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.)
Active
Application number
CN201811556316.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109755680A (zh
Inventor
聂广琼
胡琪卉
叶志翔
耿铁成
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.)
Baoli New Energy Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Baoli New Energy 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 Baoli New Energy Technology Co ltd filed Critical Baoli New Energy Technology Co ltd
Priority to CN201811556316.3A priority Critical patent/CN109755680B/zh
Publication of CN109755680A publication Critical patent/CN109755680A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109755680B publication Critical patent/CN109755680B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明要求保护一种高能量密度软包动力锂离子电池的化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，电芯静置，预封边，电芯竖直放入压力夹具中，对电芯表面加压，设定一定温度，对电芯进行一次充电，压力、温度及充电电流采取阶梯式的设置，充电完毕后进行一次二封同时保持一定真空度抽气，静置，二次加压常温充电，二次二封。本发明的化成工艺采用高温加压的化成工艺，较常温常压化成，提高电解液与正负极活性材料的充分浸润性，有利于电化学反应。在一次化成最后一步时提高化成压力、降低化成温度，提高负极表面生成的SEI膜的均匀性、致密性和稳定性，避免生成较厚的界面膜，降低内阻。增加了电芯的容量发挥。

Description

软包动力锂离子电池的化成方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种高能量密度软包动力锂离子电池的化成工艺。
背景技术
锂电芯的化成是电池的初使化,使电芯的活性物质激活，即是一个能量转换的过程。锂电芯的化成是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能很重要的一道工序，因为在Li+第一次充电时，Li+第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应,在电池首次充电过程中不可避免地要在碳负极与电解液的相界面上、形成覆盖在碳电极表面的钝化薄层，人们称之为固体电解质相界面或称SEI膜(SOLID ELECTROLYTE INTERFACE)。
软包装锂离子电池采用铝塑膜作为外壳，对比圆柱及铝壳电芯，对电芯的安全性要求高。随着电芯高能量密度的要求，电芯极片的压实密度及活性物质的比例均往极限值设计，按常规的化成工艺来操作，容易造成SEI不稳地，活性物质容量发挥效率低，低温及倍率性能不佳，并且在化成时产气严重，电芯膨胀造成边电阻不良。
现有技术的磷酸铁锂电池快速化成工艺，抽真空分次注入电解液，封口；对其进行小电流阶梯式充电活化，外加间歇脉冲放电；充电完成，在手套箱中对电池再进行放气、抽真空，最后封口陈化分容。在高能量密度三元锂离子电池中极片与电解液浸润性差，电化学反应不完全。
发明内容
为解决现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种高能量密度软包动力锂离子电池的化成工艺，包括如下步骤：
(1)电池组装完成后，抽真空分次注入电解液；将电池一次静置1～15min，
(2)电池注液结束后，将电芯置于真空预封腔中抽真空进行预封边，
(3)将电芯竖直放入压力夹具中，对电芯表面加压4.5-13.0Kgf/cm2，温度保持在35～60℃，对电芯进行依次小电流0.03-0.05C，0.2-0.3C，0.03-0.05C的一次充电，
(4)一次充电完毕后，对电芯进行一次二封，同时抽气保持真空，二次静置；
(5)对电芯进行二次加压常温充电，二次二封。
本发明优选的技术方案中，步骤(2)中，预封边真空度≤-70KPa。
本发明优选的技术方案中，步骤(3)中，一次充电的具体步骤为：
(a-1)对电芯表面加压4.5-8.0Kgf/cm2,温度60℃,保持5-15min,
(b-1)恒流0.03-0.05C充电180-300min,对电芯表面加压4.5-7.9Kgf/cm2,温度60℃，充电完，搁置5-15min；
(c-1)继续恒流0.2-0.3C充电180-300min,对电芯表面加压7.9-13.0Kgf/cm2,温度60℃，充电完，温度下降至35℃，搁置30-60min；
(d-1)继续恒流0.03-0.05C充电180-300min,对电芯表面加压7.9-13.0Kgf/cm2,温度35℃，电压达到3.9V～3.95V后,充电完搁置5-15min。
本发明优选的技术方案中，步骤(4)中，一次二封中的真空度≤-70KPa。
本发明优选的技术方案中，步骤(4)中，二次加压常温充电的具体步骤为：
(a-2)对电芯表面加压4.0-8.0Kgf/cm2,温度23-25℃,保持5-15min,
(b-2)恒流0.01-0.03C充电30-310min,对电芯表面加压4.5-8.0Kgf/cm2,温度23-25℃，充电完，搁置5-15min。
本发明优选的技术方案中，步骤(4)中二次静置的时间为24-48h，并要求电芯水平放置，静置的温度为35-60℃。
本发明优选的技术方案中，步骤(5)中，二次二封的参数要求，封装强度≥50N/15mm，封装真空度≤-70KPa。
作为优选，步骤(3)中，一次充电的具体步骤为：
Figure BDA0001912009030000021
Figure BDA0001912009030000031
作为优选，步骤(4)中，二次加压常温充电的具体步骤为：
Figure BDA0001912009030000032
本发明的化成工艺采用高温加压的化成工艺，提高电解液与正负极活性材料的充分浸润性，有利于电化学反应，在一次化成最后一步时提高化成压力、降低化成温度，提高负极表面生成的SEI膜的均匀性、致密性和稳定性，避免生成较厚的界面膜，降低内阻，有利适用于高能量密度极片压实密度大的情况；二次静置时间稳定生成的SEI膜，水平放置增加电解液的浸润性。
本发明工艺的二次静置后的加压常温充电步骤，能够提高正极活性物质的容量发挥，增加电芯容量，提高能量密度，并有利于低温性能及倍率性能。较高温常压化成，整批次的边电阻不良有明显改善。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
电芯注液，电芯静置8h。预封边，电芯竖直放入压力夹具中，按以下工艺充电：
Figure BDA0001912009030000041
一次二封，真空度≤-70KPa。35℃下，电芯水平静置24h。
作为优选，二次加压常温充电的步骤如下：
Figure BDA0001912009030000042
二次二封的参数要求，封装强度≥50N/15mm，封装真空度≤-70KPa。
同一批次电芯，随机分为两组，一组高温常压化成(现有工艺)-A组，一组按本发明实施例1得到的-B组，每组各40PCS。
Figure BDA0001912009030000051
实施例2
同实施例1，不同的是电芯注液后静置12h。
实施例3
同实施例1，不同的是一次充电的步骤如下：
Figure BDA0001912009030000052
实施例4
同实施例1，不同的是一次充电的步骤如下：
Figure BDA0001912009030000053
Figure BDA0001912009030000061
实施例5
同实施例1，不同的是一次充电的步骤如下：
Figure BDA0001912009030000062
实施例6
同实施例1，不同的是一次二封后，35℃下，电芯水平静置48h。
实施例7
同实施例1，不同的是一次二封后，60℃下，电芯水平静置24h。
实施例8
同实施例1，不同的是一次二封后，60℃下，电芯水平静置48h。
实施例9
同实施例1，不同的是一次二封后，60℃下，电芯水平静置48h。
实施例10
同实施例1，不同的是二次充电步骤如下：
Figure BDA0001912009030000063
Figure BDA0001912009030000071
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种软包动力锂离子电池的化成方法，包括如下步骤：
(1)电池组装完成后，抽真空分次注入电解液；将电池一次静置1～15min，
(2)电池注液结束后，将电芯置于真空预封腔中抽真空进行预封边，
(3)将电芯竖直放入压力夹具中，同时，还包括如下步骤：
(a-1)对电芯表面加压4.5-8.0Kgf/cm2,温度60℃,保持5-15min,
(b-1)恒流0.03-0.05C充电180-300min,对电芯表面加压4.5-7.9Kgf/cm2,温度60℃，充电完，搁置5-15min；
(c-1)继续恒流0.2-0.3C充电180-300min,对电芯表面加压7.9-13.0Kgf/cm2,温度60℃，充电完，温度下降至35℃，搁置30-60min；
(d-1)继续恒流0.03-0.05C充电180-300min,对电芯表面加压7.9-13.0Kgf/cm2,温度35℃，电压达到3.9V～3.95V后,充电完搁置5-15min；
(4)一次充电完毕后，对电芯进行一次二封，同时抽气保持真空，二次静置；
(5)对电芯进行二次加压常温充电，二次二封。
2.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(2)中，预封边真空度≤-70Kpa。
3.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(4)中，一次二封中的真空度≤-70KPa。
4.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(4)中，二次加压常温充电的具体步骤为：(a-2)对电芯表面加压4.0-8.0Kgf/cm2,温度23-25℃，保持5-15min,(b-2)恒流0.01-0.03C充电30-310min,对电芯表面加压4.5-8.0Kgf/cm2,温度23-25℃，充电完，搁置5-15min。
5.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(4)中二次静置的时间为24-48h，并要求电芯水平放置，静置的温度为35-60℃。
6.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(5)中，二次二封的参数要求，封装强度≥50N/15mm，封装真空度≤-70KPa。
CN201811556316.3A 2018-12-19 2018-12-19 软包动力锂离子电池的化成方法 Active CN109755680B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811556316.3A CN109755680B (zh) 2018-12-19 2018-12-19 软包动力锂离子电池的化成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811556316.3A CN109755680B (zh) 2018-12-19 2018-12-19 软包动力锂离子电池的化成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109755680A CN109755680A (zh) 2019-05-14
CN109755680B true CN109755680B (zh) 2022-03-08

Family

ID=66402818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811556316.3A Active CN109755680B (zh) 2018-12-19 2018-12-19 软包动力锂离子电池的化成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109755680B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110459817B (zh) * 2019-07-24 2022-09-30 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种软包高镍三元动力电池化成工艺
CN110518301B (zh) * 2019-08-05 2022-11-08 东莞维科电池有限公司 一种软包锂离子电池化成方法
CN112366356B (zh) * 2020-07-29 2022-04-12 万向一二三股份公司 一种改善电芯浸润效果的方法及锂离子电池电芯
CN113451673B (zh) * 2021-06-29 2023-01-31 惠州市赛能电池有限公司 锂电池的化成方法、锂电池及其制备方法
CN113921917B (zh) * 2021-09-30 2023-02-28 蜂巢能源科技有限公司 一种锂离子电池的电解液浸润方法
CN114284587A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电芯化成分容方法
CN114628791A (zh) * 2022-01-29 2022-06-14 北京新能源汽车股份有限公司 电芯及提高电芯高温性能的方法、电池和新能源车辆
CN115149075A (zh) * 2022-08-12 2022-10-04 湖北亿纬动力有限公司 无隔板的电池组装箱方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3700288B2 (ja) * 1996-10-23 2005-09-28 松下電器産業株式会社 二次電池の使用方法およびその方法を用いた装置
US9159990B2 (en) * 2011-08-19 2015-10-13 Envia Systems, Inc. High capacity lithium ion battery formation protocol and corresponding batteries
CN105406130A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 山东精工电子科技有限公司 软包锂离子电池化成方法
CN105845986A (zh) * 2016-05-10 2016-08-10 厦门日臻动力电源科技有限公司 一种提高钛酸锂电池循环性能的化成方法
CN108011139A (zh) * 2016-10-30 2018-05-08 深圳格林德能源有限公司 一种增流变温式快速充电化成方法
CN108258347A (zh) * 2017-12-28 2018-07-06 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种硅负极软包锂离子电池的化成方法
CN108574115A (zh) * 2017-03-07 2018-09-25 深圳格林德能源有限公司 一种镍钴锰酸锂锂离子电池化成工艺
CN108598581A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 浙江衡远新能源科技有限公司 一种软包锂离子电池的化成方法
CN109037813A (zh) * 2018-08-06 2018-12-18 郑州比克电池有限公司 一种高能量密度软包锂离子电池化成工艺

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784551A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 朱小莉 一种延长智能家居中锂离子电池使用寿命的系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3700288B2 (ja) * 1996-10-23 2005-09-28 松下電器産業株式会社 二次電池の使用方法およびその方法を用いた装置
US9159990B2 (en) * 2011-08-19 2015-10-13 Envia Systems, Inc. High capacity lithium ion battery formation protocol and corresponding batteries
CN105406130A (zh) * 2015-11-30 2016-03-16 山东精工电子科技有限公司 软包锂离子电池化成方法
CN105845986A (zh) * 2016-05-10 2016-08-10 厦门日臻动力电源科技有限公司 一种提高钛酸锂电池循环性能的化成方法
CN108011139A (zh) * 2016-10-30 2018-05-08 深圳格林德能源有限公司 一种增流变温式快速充电化成方法
CN108574115A (zh) * 2017-03-07 2018-09-25 深圳格林德能源有限公司 一种镍钴锰酸锂锂离子电池化成工艺
CN108258347A (zh) * 2017-12-28 2018-07-06 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种硅负极软包锂离子电池的化成方法
CN108598581A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 浙江衡远新能源科技有限公司 一种软包锂离子电池的化成方法
CN109037813A (zh) * 2018-08-06 2018-12-18 郑州比克电池有限公司 一种高能量密度软包锂离子电池化成工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN109755680A (zh) 2019-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109755680B (zh) 软包动力锂离子电池的化成方法
CN111883866B (zh) 一种锂离子电池化成工艺及其得到的锂离子电池
CN108598581B (zh) 一种软包锂离子电池的化成方法
CN108258347B (zh) 一种硅负极软包锂离子电池的化成方法
CN110233301B (zh) 一种钛酸锂电池的制备方法
CN108808144B (zh) 一种软包装锂离子电池的化成工艺
CN106785052B (zh) 一种钛酸锂电池的化成方法
CN109950636A (zh) 一种高镍三元锂离子电池化成工艺
CN109802089B (zh) 一种超大容量单体电池注液及化成方法
CN110854458B (zh) 一种高压软包锂离子电池的化成方法
CN110148748B (zh) 一种大豆分离蛋白基高倍率锂硫电池正极碳材料制备方法
CN111354939A (zh) 一种多孔硅复合材料及其制备方法和用途
CN109148991A (zh) 一种长寿命软包装电池的化成方法
CN112436146B (zh) 一种锂电池正极材料、制备方法及锂电池
CN113178633A (zh) 预锂化电池的化成方法、锂离子电池及其制备方法
CN112366348B (zh) 一种高镍三元软包动力锂电池分段式化成方法
CN111584927A (zh) 一种改善锂离子电池电液渗润性的方法
CN115498287A (zh) 一种预嵌锂石墨负极极片及其制备方法和应用
CN112909317A (zh) 一种锂离子电池的老化方法
CN112701356A (zh) 软包装锂离子电池化成方法
CN112054258A (zh) 一种动力锂离子电池的化成方法
CN112490599A (zh) 一种锂电池注液方法
CN101593850A (zh) 锂离子电池的制造方法
CN110911767A (zh) 一种具有复合正极的锂离子电池的化成方法
CN112242575A (zh) 锂金属电池的化成方法及锂金属电池的制作方法

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
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220129

Address after: 710000 room 10701, building 6, No. 65, Keji Second Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi Province

Applicant after: Baoli New Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 750411 longneng science and Technology Industrial Zone, Ningdong new energy industrial park, Yinchuan City, Ningxia Hui Autonomous Region

Applicant before: LONGPOWERS TECHNOLOGY (NINGXIA) CO.,LTD.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant