CN110518290A - 一种提高锂电池倍率性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了锂电池技术领域的一种提高锂电池倍率性能的方法，包括以下步骤：在锂电池电解液中添加稳定剂；在锂电池电解液中再加入适量电容炭；将电解液注入锂电池，在预设时间和温度下活化锂电池；减小锂电池极片厚度，在锂电池的极片中间添加极柱；锂电池封装；锂电池稳固性处理，本发明有效改善大倍率充放电性能以及大倍率循环性能，有利于发挥出锂电池的优异性能。

Description

一种提高锂电池倍率性能的方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种提高锂电池倍率性能的方法。
背景技术
高倍率电池一般指的是锂电池，锂离子电池是一种充电高倍率电池，它主要依赖锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间来回嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经由电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。节约石油资源、温室气体减排和空气质量净化是当今世界汽车工业面临的三大挑战。动力电池技术一直都是制约电动汽车发展的关键，其中锂离子蓄电池的研究得到更多关注和投入。锂离子蓄电池在电动汽车上的应用正推动其向安全、环保、低成本及高比能量的方向发展。电动汽车要求锂离子电池自放电率低、快充性能良好、耐过充过放能力好、功率密度高、循环寿命长。而目前电池倍率性能差，难以发挥出锂电池的优异性能。
基于此，本发明设计了一种提高锂电池倍率性能的方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高锂电池倍率性能的方法，以解决上述背景技术中提出的电池倍率性能差，难以发挥出锂电池的优异性能的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提高锂电池倍率性能的方法，包括以下步骤：
S1：在锂电池电解液中添加稳定剂；
S2：在锂电池电解液中再加入适量电容炭；
S3：将电解液注入锂电池，在预设时间和温度下活化锂电池；
S4：减小锂电池极片厚度，在锂电池的极片中间添加极柱；
S5：锂电池封装；
S6：锂电池稳固性处理。
优选的，S1中，稳定剂为含氟类、腈类和砜类有机化合物的一种或几种，稳定剂的加入量为电解液的0.5～2.0wt％。
优选的，S2中，锂电池为磷酸铁锂电池添加5％机械磨电容炭，锂电池为三元锂电池添加人工磨5％电容炭。
优选的，S4中，所述极柱固定添加在极片的中部，减小电流在极片中的传输距离；减小锂电池极片厚度，提高锂离子迁移速率
优选的，S3中，所述活化锂电池具体为：在预设温度下将电池静止预设时间，进行若干个阶段后，在指定温度下循环充放电。
优选的，S6中，稳固性处理具体为：、常温静置12h，再45℃静置12h；0.2C恒流恒压充电420min，上限电压3.65V，截止电流0.05C；常温静置24h；充放电循环。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在电池的电解液添加入稳定剂，解决解决电池胀气，抑制正负极基体被腐蚀，电池的电解液添加电容炭，改变正极片活性物质质量，提高钛酸锂电池循环寿命和倍率性能。通过减小极片厚度，提高锂离子迁移速率，添加极柱，减小电流在极片中的传输距离，对锂电池本身构造的改进提高锂电池倍率性能，通过锂电池化成过程的活化和稳固性处理，形成致密及稳定的负极SEI膜，提高稳定性，有效改善大倍率充放电性能以及大倍率循环性能，有利于发挥出锂电池的优异性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明锂电池活化示意图；
图2为本发明电容炭种类示意图；
图3为本发明电容炭添加比例实验示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种提高锂电池倍率性能的方法，包括以下步骤：
S1：在锂电池电解液中添加稳定剂；
S2：在锂电池电解液中再加入适量电容炭；
S3：将电解液注入锂电池，在预设时间和温度下活化锂电池；
S4：减小锂电池极片厚度，在锂电池的极片中间添加极柱；
S5：锂电池封装；
S6：锂电池稳固性处理。
其中，S1中，稳定剂为含氟类、腈类和砜类有机化合物的一种或几种，稳定剂的加入量为电解液的0.5～2.0wt％。S2中，锂电池为磷酸铁锂电池添加5％机械磨电容炭，锂电池为三元锂电池添加人工磨5％电容炭。S4中，所述极柱固定添加在极片的中部，减小电流在极片中的传输距离；减小锂电池极片厚度，提高锂离子迁移速率。S3中，所述活化锂电池具体为：在预设温度下将电池静止预设时间，进行若干个阶段后，在指定温度下循环充放电。S6中，稳固性处理具体为：、常温静置12h，再45℃静置12h；0.2C恒流恒压充电420min，上限电压3.65V，截止电流0.05C；常温静置24h；充放电循环。
本实施例的一个具体应用为：本发明通过在锂电池电解液中添加稳定剂，在化成阶段将电池材料中的水分充分反应，生成气体排出电池外部，通过特殊的电解液添加剂阻止电解液在正极的持续分解，同时能够复合消除掉电解液分解产生的微量气体，彻底解决电池胀气问题。稳定剂可以中和酸，可以抑制正负极基体被腐蚀，从而提高钛酸锂电池循环寿命和倍率性能。
通过在锂电池电解液中再加入适量电容炭，锂电池为磷酸铁锂电池添加5％机械磨电容炭，当添加5％机械磨电容炭时，电池的倍率性能最佳，在以5C、10C和20C倍率进行快充快放时，其充电比容量均可以达到160mAh/g，恒流段时间分别为10min、6min、2min，放电比容量分别可以高达160mAh/g、120mAh/g、80mAh/g；此外，在以90C、100C进行放电时，其放电时间分别为18s和12s；
锂电池为三元锂电池添加人工磨5％电容炭，当添加5％人工磨电容炭时，其倍率效果最优，在以5C、10C和20C倍率进行快充快放时，其恒流段时间分别为8min、4min、2min，放电比容量分别可以高达140mAh/g、134mAh/g、120mAh/g；此外，在以90C、100C进行放电时，其放电时间分别为17s和11s。
通过将电解液注入锂电池，在预设时间和温度下活化锂电池，在初始预设温度下，将电池搁置一级预设时间，使电池内部温度与初始预设温度一致；采用初始预设电流充电使电池达到初始预设荷电状态后，将电池转移至过渡预设温度下搁置二级预设时间，使电池内部温度与过渡预设温度一致；采用过渡预设电流充电，使电池达到过渡预设荷电状态；将电池放置于中间预设温度下搁置三级预设时间，使电池内部温度与中间预设温度一致；采用中间预设电流充电，使电池达到中间预设荷电状态，最后在终极预设温度下，采用终极预设电流进行多次循环充放电，锂离子电池在循环的过程中，随着锂离子嵌入负极，在负极会形成一层致密及稳定的负极SEI膜，不仅有效改善大倍率充放电性能以及大倍率循环性能，而且可以使电池正极材料中的锂充分参与化成，促进电池正极容量的发挥，改善锂离子电池的容量性能。
通过减小锂电池极片厚度，提高锂离子迁移速率；在锂电池的极片中间添加极柱，减小电流在极片中的传输距离同时减少热量产生。将锂电池封装完毕后，进行锂电池稳固性处理，常温静置12h，再45℃静置12h；0.2C恒流恒压充电420min，上限电压3.65V，截止电流0.05C；常温静置24h；充放电循环。稳定性差是容量性差的重要原因，容量性能差，电池也不达到稳定性，在提高锂电池倍率性能同时提高电池的稳定性，使锂电池均衡性能优越，有利于锂电池长久使用。
本发明通过在电池的电解液添加入稳定剂，解决解决电池胀气，抑制正负极基体被腐蚀，电池的电解液添加电容炭，改变正极片活性物质质量，提高钛酸锂电池循环寿命和倍率性能。通过减小极片厚度，提高锂离子迁移速率，添加极柱，减小电流在极片中的传输距离，对锂电池本身构造的改进提高锂电池倍率性能，通过锂电池化成过程的活化和稳固性处理，形成致密及稳定的负极SEI膜，提高稳定性，有效改善大倍率充放电性能以及大倍率循环性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种提高锂电池倍率性能的方法，包括以下步骤：
S1：在锂电池电解液中添加稳定剂；
S2：在锂电池电解液中再加入适量电容炭；
S3：将电解液注入锂电池，在预设时间和温度下活化锂电池；
S4：减小锂电池极片厚度，在锂电池的极片中间添加极柱；
S5：锂电池封装；
S6：锂电池稳固性处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高锂电池倍率性能的方法，其特征在于：S1中，稳定剂为含氟类、腈类和砜类有机化合物的一种或几种，稳定剂的加入量为电解液的0.5～2.0wt％。
3.根据权利要求1所述的一种提高锂电池倍率性能的方法，其特征在于：S2中，锂电池为磷酸铁锂电池添加5％机械磨电容炭，锂电池为三元锂电池添加人工磨5％电容炭。
4.根据权利要求1所述的一种提高锂电池倍率性能的方法，其特征在于：S4中，所述极柱固定添加在极片的中部，减小电流在极片中的传输距离；减小锂电池极片厚度，提高锂离子迁移速率。
5.根据权利要求1所述的一种提高锂电池倍率性能的方法，其特征在于：S3中，所述活化锂电池具体为：在预设温度下将电池静止预设时间，进行若干个阶段后，在指定温度下循环充放电。
6.根据权利要求1所述的一种提高锂电池倍率性能的方法，其特征在于：S6中，稳固性处理具体为：、常温静置12h，再45℃静置12h；0.2C恒流恒压充电420min，上限电压3.65V，截止电流0.05C；常温静置24h；充放电循环。
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