CN110970678A - 一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法，取注液后的聚合物锂离子电池，在一定环境下静止；对电池进行化成，化成时对电芯表面施加力，同时使电芯处于恒定温度中；化成时采用阶梯式化成流程对电池进行充电；对化成后的电芯进行静置，静置时对电芯表面施加力，同时使电芯处于恒定温度中，使电芯充分定型及稳定内部环境；对电池进行容量测试，分容时电芯表面施加压力，同时使电芯处于恒定温度环境中，在分容流程下对电芯进行容量测试。本发明对聚合物锂离子电池的化成、分容、静置时间及温度进行了工艺优化，使流程简化，缩短生产周期，尽快完成容量测试后，能够及时反映出装配及电极制作过程中的缺陷，便于及时进行改善。

Description

一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法。
背景技术
目前便携式可移动设备、可穿戴设备使用者越来越多，而几乎绝大部分高性能设备使用的供电系统均为锂离子电池，随着产品型号及类型分布越来越广，聚合物锂离子电池由于其保护板设计简单、形状可定制等优点得到大量使用，但同时人们对锂离子电池的容量、循环性能、交付周期等的要求越来越严格，在保证优良的循环性能的同时，缩短制造周期也迫在眉睫。
目前，锂离子电池使用的正极材料大部分是LiCoO2，或者含Ni/Co/Mn的三元材料，而负极材料采用的基本均为石墨，这种材料结构使得电池在首次充电过程中(化成过程)形成SEI膜，SEI膜形成的致密程度影响着电芯的循环性能。
目前常用的化成工艺制程要么流程复杂，生产周期长，要么SEI膜形成不够均匀致密，影响电芯的循环性能，另外人们对电芯容量也比较关注，化成后会进行容量测试，但较长的化成分容周期，不利于及时反馈前序工序问题，当发现问题时，化成分容期间会持续有不良电池产生，造成资源的浪费、成本的提高，不良品的产生，因此在保证电池安全性能、循环性能等电性能的基础上缩短化成分容周期是很有必要的。
发明内容
为了解决现有问题，提高电芯循环性能，缩短制造周期，本发明提供了一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法，改进电芯制作工艺，改善电芯性能。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法，包括以下步骤：
步骤(1)：取注液后的聚合物锂离子电池，在45-65℃的环境下静止12-36h；
步骤(2)：取步骤(1)中的电池进行化成，化成时对电芯表面施加10-15kg/cm2的力，同时使电芯处于80-90℃的恒定温度中；化成时采用阶梯式化成流程对电池进行充电；
步骤(3)：取步骤(2)化成后的电芯进行10-30min的静置，静置时对电芯表面施加5-8kg/cm2的力，同时使电芯处于25-35℃的恒定温度中，使电芯充分定型及稳定内部环境；
步骤(4)：取步骤(3)中的电池进行容量测试，分容时电芯表面施加5-10kg/cm2的压力，同时使电芯处于25-55℃的恒定温度环境中，在分容流程下对电芯进行容量测试。
步骤(2)中，所述的阶梯式化成流程为：静置10min；以0.02-0.2C电流恒流充电10-20min，截止电压3.9V；静置10min；以0.5-1.0C电流恒流充电60-80min，截止电压4.175V；静置10min，结束化成。
步骤(4)中，所述的分容流程为：静置10min；以0.5-1.0C电流恒流恒压充电，截止电压4.35-4.4V，截止电流0.02-0.1C；静置10min；以0.5-1.0C电流进行恒流放电，截止电压3.0-3.4V；静置10min；以0.5-1.0C电流进行恒流充电，截止电压3.9-4.4V；静置10min；结束分容。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明对聚合物锂离子电池的化成、分容、静置时间及温度进行了工艺优化，使流程简化，缩短生产周期，尽快完成容量测试后，能够及时反映出装配及电极制作过程中的缺陷，便于及时进行改善并减少不良品产出，大幅降低生产成本。
附图说明
图1为实施例1所得电池和对照电池的常温循环性能测试结果对比图。
图2为实施例1所得电池和对照电池的高温循环性能测试结果对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)取型号一(厚*宽*高＝4.0mm*62mm*77mm)注液后电池，在(45±5)℃下静置24h；
(2)取上述(1)中电池进行化成，化成时对电芯表面施加12kg/cm2的力，同时使电芯处于(85±3)℃的恒定温度中；化成流程如下表所示：
Figure BDA0002349949930000021
(3)取步骤(2)化成后的电芯进行10min的静置，静置时对电芯表面施加7.5kg/cm2的力，同时使电芯处于(25±5)℃的恒定温度中，使电芯充分定型及稳定内部环境；
(4)取步骤(3)中电池进行容量测试，分容时电芯表面施加6kg/cm2的压力，同时使电芯处于(25±3)℃的恒定温度环境中，容量测试流程如下：
Figure BDA0002349949930000022
Figure BDA0002349949930000031
实施例2
(1)取型号二(厚*宽*高＝9.8mm*57mm*102mm)液后电池，在(45±5)℃下静置48h；
(2)取上述(1)中电池进行化成，化成时对电芯表面施加14kg/cm2的力，同时使电芯处于(90±3)℃的恒定温度中；化成流程如下表所示：
Figure BDA0002349949930000032
(3)取步骤(2)化成后的电芯进行10min的静置，静置时对电芯表面施加7kg/cm2的力，同时使电芯处于(25±5)℃的恒定温度中，使电芯充分定型及稳定内部环境；
(4)取步骤(3)中电池进行容量测试，分容时电芯表面施加7kg/cm2的压力，同时使电芯处于(25±3)℃的恒定温度环境中，容量测试流程如下：
Figure BDA0002349949930000033
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：取注液后的聚合物锂离子电池，在45-65℃的环境下静止12-36h；
步骤(2)：取步骤(1)中的电池进行化成，化成时对电芯表面施加10-15kg/cm2的力，同时使电芯处于80-90℃的恒定温度中；化成时采用阶梯式化成流程对电池进行充电；
步骤(3)：取步骤(2)化成后的电芯进行10-30min的静置，静置时对电芯表面施加5-8kg/cm2的力，同时使电芯处于25-35℃的恒定温度中，使电芯充分定型及稳定内部环境；
步骤(4)：取步骤(3)中的电池进行容量测试，分容时电芯表面施加5-10kg/cm2的压力，同时使电芯处于25-55℃的恒定温度环境中，在分容流程下对电芯进行容量测试。
2.根据权利要求1所述的提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的阶梯式化成流程为：静置10min；以0.02-0.2C电流恒流充电10-20min，截止电压3.9V；静置10min；以0.5-1.0C电流恒流充电60-80min，截止电压4.175V；静置10min，结束化成。
3.根据权利要求1所述的提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的分容流程为：静置10min；以0.5-1.0C电流恒流恒压充电，截止电压4.35-4.4V，截止电流0.02-0.1C；静置10min；以0.5-1.0C电流进行恒流放电，截止电压3.0-3.4V；静置10min；以0.5-1.0C电流进行恒流充电，截止电压3.9-4.4V，结束分容。
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