CN111180794B - 一种动力锂离子电池的存储方法 - Google Patents

一种动力锂离子电池的存储方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111180794B
CN111180794B CN202010099383.8A CN202010099383A CN111180794B CN 111180794 B CN111180794 B CN 111180794B CN 202010099383 A CN202010099383 A CN 202010099383A CN 111180794 B CN111180794 B CN 111180794B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
charging
battery
preset voltage
preset
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
CN202010099383.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111180794A (zh
Inventor
钱起
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.)
Suzhou FanJie Structure Design Co.,Ltd.
Original Assignee
Suzhou Fanjie Structure Design 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 Suzhou Fanjie Structure Design Co ltd filed Critical Suzhou Fanjie Structure Design Co ltd
Priority to CN202010099383.8A priority Critical patent/CN111180794B/zh
Publication of CN111180794A publication Critical patent/CN111180794A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111180794B publication Critical patent/CN111180794B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • 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
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供了一种动力锂离子电池的存储方法，所述动力锂离子电池的正极中包括含镍元素的锂金属氧化物为主的活性物质，所述镍元素的摩尔含量占除锂外的金属总量的70％以上。并且所述电解液溶剂由环状碳酸酯组成，且所述电解液中含有添加剂，所述添加剂中含有C‑F键以及C＝O键；存储前包括对电池进行化成，所述化成方法包括，将电池充电至充电截止电压，然后以小电流恒流充电至第一预定电压，然后在第一预定电压下进行恒压脉冲充电，在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环，然后将电池电压调整至第二预定电压，存储；所述第一预定电压高于所述充电截止电压，所述第二预定电压低于所述充电截止电压。

Description

一种动力锂离子电池的存储方法
技术领域
本发明涉及一种动力锂离子电池的存储方法。
背景技术
高镍锂离子电池正极材料具有工作电压高，能量密度大等优势，是作为动力锂离子电池首选正极材料，但是高镍材料由于镍元素含量较高，其高温存储性能较差，在长期存储的过程中，会发生镍元素溶出导致电池容量衰减的情况，针对上述问题，本发明提供了一种动力锂离子电池的存储方法。
发明内容
本发明提供了一种动力锂离子电池的存储方法，所述动力锂离子电池的正极中包括含镍元素的锂金属氧化物为主的活性物质，所述镍元素的摩尔含量占除锂外的金属总量的70％以上。并且所述电解液溶剂由环状碳酸酯组成，且所述电解液中含有添加剂，所述添加剂中含有C-F键以及C＝O键；存储前包括对电池进行化成，所述化成方法包括，将电池充电至充电截止电压，然后以小电流恒流充电至第一预定电压，然后在第一预定电压下进行恒压脉冲充电，在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环，然后将电池电压调整至第二预定电压，所述第一预定电压高于所述充电截止电压，所述第二预定电压低于所述充电截止电压。
具体的方案如下：
一种动力锂离子电池的存储方法，所述动力锂离子电池的正极中包括含镍元素的锂金属氧化物为主的活性物质，所述镍元素的摩尔含量占除锂外的金属总量的70％以上。并且所述电解液溶剂由环状碳酸酯组成，且所述电解液中含有添加剂，所述添加剂中含有C-F键以及C＝O键；所述化成方法包括；
1)将电池充电至充电截止电压；
2)以小电流恒流充电至第一预定电压，所述第一预定电压高于所述充电截止电压；
3)然后在第一预定电压下进行恒压脉冲充电；
4)在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环，所述第二预定电压低于所述充电截止电压；
5)将电池电压调整至第二预定电压，存储。
进一步的，所述化成方法包括：
1)将电池充电至充电截止电压，所述充电截止电压为4.2-4.25V；
2)以0.01-0.02C的电流恒流充电至第一预定电压，所述第一预定电压为4.28-4.30V；
3)然后在第一预定电压下进行恒压脉冲充电，其中施加脉冲恒压充电的时间为30-60s，间隔1-5s，脉冲充电的总时长为10-30min；
4)在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环，所述第二预定电压为3.75-3.85V；
5)将电池电压调整至第二预定电压，存储。
进一步的，其中所述正极活性物质为LiNixM1-xO2，所述x≥0.7，所述M选自Co，Mn，Al，Mg中的一种或多种。
进一步的，其中所述正极活性物质为LiNi0.75Co0.1Mn0.12Al0.03O2。
进一步的，所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯FEC。
进一步的，所述环状碳酸酯选自碳酸乙酯，碳酸丙酯，碳酸丁酯中的一种或多种。
进一步的，所述步骤4中，采用0.02C-1C的电流恒流充放电循环1-10次。
本发明具有如下有益效果：
1)、针对高镍元素的正极活性物质，采用耐高压的环状碳酸酯作为溶剂，并且在溶剂中添加了耐高温的成膜添加剂FEC。
2)、在存储之前，通过在微高于充电截止电压的第一预定电压下，进行脉冲恒压充电，从而保证FEC和部分环状碳酸酯能够共同分解沉积在正极活性物质表面，形成致密的沉积层，从而防止Ni元素溢出。
3)、脉冲恒压充电能够保证沉积层的稳定形成，并且防止电解液过度分解产生气体影响电池内部环境。
4)、第二预定电压以上的循环化成方式，能够是正极活性物质始终保持在欠锂的高压状态，该电压下有利于稳定该沉积层的结构，有效提高电池的存储性能。
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。
提供的正极的活性材料为LiNi0.75Co0.1Mn0.12Al0.03O2，电解液包括1M的六氟磷酸锂，以及体积比1:1的EC和PC作为有机溶剂，添加剂为5％体积的氟代碳酸乙烯酯FEC；负极的活性材料为质量比2:1的天然石墨+人造石墨负极。
实施例1
1)将电池充电至充电截止电压，所述充电截止电压为4.2V；
2)以0.01C的电流恒流充电至第一预定电压，所述第一预定电压为4.28V；
3)然后在第一预定电压下进行恒压脉冲充电，其中施加脉冲恒压充电的时间为30s，间隔1s，脉冲充电的总时长为30min；
4)在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环1次，所述第二预定电压为3.75V；
5)将电池电压调整至第二预定电压，存储30天。
实施例2
1)将电池充电至充电截止电压，所述充电截止电压为4.25V；
2)以0.02C的电流恒流充电至第一预定电压，所述第一预定电压为4.30V；
3)然后在第一预定电压下进行恒压脉冲充电，其中施加脉冲恒压充电的时间为60s，间隔5s，脉冲充电的总时长为10min；
4)在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环10次，所述第二预定电压为3.85V；
5)将电池电压调整至第二预定电压，存储30天。
实施例3
1)将电池充电至充电截止电压，所述充电截止电压为4.22V；
2)以0.01C的电流恒流充电至第一预定电压，所述第一预定电压为4.28V；
3)然后在第一预定电压下进行恒压脉冲充电，其中施加脉冲恒压充电的时间为40s，间隔3s，脉冲充电的总时长为20min；
4)在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环5次，所述第二预定电压为3.80V；
5)将电池电压调整至第二预定电压，存储30天。
对比例1
不进行化成工艺，直接将实施例的电池存储30天。
对比例2
去除添加剂FEC，其他工艺与实施例3相同。
实验与数据
选取试验电池，在0.5C的倍率下进行充放电循环10次，测量各组电池的平均容量，然后按照实施例1-3和对比例1-2的存储方法存储，再次分别在0.5C的倍率下进行充放电循环10次，测量各组电池的平均容量，计算存储前后的容量保持率。可见，本发明的化成方法以及FEC添加剂对于容量保持率的贡献较为明显。
表1
Figure BDA0002386418950000051
Figure BDA0002386418950000061
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 (3)

1.一种动力锂离子电池的存储方法，所述动力锂离子电池的正极中包括LiNi0.75Co0.1Mn0.12Al0.03O2为主的活性物质，所述镍元素的摩尔含量占除锂外的金属总量的70％以上，并且电解液溶剂由环状碳酸酯组成，且所述电解液中含有添加剂，所述添加剂为氟代碳酸乙烯酯FEC；所述方法包括；
1)将电池充电至充电截止电压，所述充电截止电压为4.2-4.25V；
2)以0.01-0.02C的电流恒流充电至第一预定电压，所述第一预定电压为4.28-4.30V；
3)在第一预定电压下进行恒压脉冲充电，其中施加脉冲恒压充电的时间为30-60s，间隔1-5s，脉冲充电的总时长为10-30min；
4)在充电截止电压和第二预定电压之间进行恒流充放电循环，所述第二预定电压为3.75-3.85V；
5)将电池电压调整至第二预定电压，存储。
2.如上述权利要求1所述的存储方法，所述环状碳酸酯选自碳酸乙酯，碳酸丙酯，碳酸丁酯中的一种或多种。
3.如上述权利要求1所述的存储方法，所述步骤4) 中，采用0.02C-1C的电流恒流充放电循环1-10次。
CN202010099383.8A 2020-02-18 2020-02-18 一种动力锂离子电池的存储方法 Active CN111180794B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010099383.8A CN111180794B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 一种动力锂离子电池的存储方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010099383.8A CN111180794B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 一种动力锂离子电池的存储方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111180794A CN111180794A (zh) 2020-05-19
CN111180794B true CN111180794B (zh) 2021-01-12

Family

ID=70651299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010099383.8A Active CN111180794B (zh) 2020-02-18 2020-02-18 一种动力锂离子电池的存储方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111180794B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112117506A (zh) * 2020-10-22 2020-12-22 江苏卫健信息科技有限公司 一种动力锂离子电池的存储方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3321541B2 (ja) * 1997-02-14 2002-09-03 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
CN106654427A (zh) * 2017-01-22 2017-05-10 珠海格力电器股份有限公司 一种锂离子电池的化成方法
CN109599595A (zh) * 2018-11-28 2019-04-09 邓丽萍 一种长存储寿命的锂离子电池的化成方法
CN109841915A (zh) * 2019-04-09 2019-06-04 孙刘云 一种高存储性能的锂离子电池的化成方法
CN110190348A (zh) * 2019-06-11 2019-08-30 邓丽萍 一种锂离子电池的活化方法
CN110416626A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 李锐 一种锂离子电池化成方法
CN110571489A (zh) * 2019-10-14 2019-12-13 钱起 一种锂离子电池的分步化成方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3321541B2 (ja) * 1997-02-14 2002-09-03 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
CN106654427A (zh) * 2017-01-22 2017-05-10 珠海格力电器股份有限公司 一种锂离子电池的化成方法
CN109599595A (zh) * 2018-11-28 2019-04-09 邓丽萍 一种长存储寿命的锂离子电池的化成方法
CN109841915A (zh) * 2019-04-09 2019-06-04 孙刘云 一种高存储性能的锂离子电池的化成方法
CN110190348A (zh) * 2019-06-11 2019-08-30 邓丽萍 一种锂离子电池的活化方法
CN110416626A (zh) * 2019-08-05 2019-11-05 李锐 一种锂离子电池化成方法
CN110571489A (zh) * 2019-10-14 2019-12-13 钱起 一种锂离子电池的分步化成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111180794A (zh) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110416626B (zh) 一种锂离子电池化成方法
CN104766995B (zh) 一种电解液添加剂及其在锂离子电池中的应用
CN111900388B (zh) 一种锌离子电池负极材料、其制备及应用
CN110071340B (zh) 一种锂离子电池的注液化成方法
CN108615955B (zh) 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN110571489B (zh) 一种锂离子电池的分步化成方法
CN104852087A (zh) 一种电解液添加剂及应用了该添加剂的锂离子电池
CN109841915B (zh) 一种高存储性能的锂离子电池的化成方法
CN111129604B (zh) 一种动力锂离子电池的化成方法
CN111293349B (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN111540958A (zh) 一种锰酸锂电池的制备方法
CN111162335B (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN111725564A (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN106159361B (zh) 一种锂硫电池充电方法
CN111276755A (zh) 一种长存储性能的锂离子电池的制备方法
CN111180794B (zh) 一种动力锂离子电池的存储方法
CN108063241B (zh) 抑制锂金属表面产生锂枝晶的方法
CN111710857A (zh) 一种锰酸锂电池的高温存储方法
CN110707389B (zh) 一种具有镍钴锰酸锂正极的锂离子电池的化成方法
CN112201869B (zh) 一种三元锂离子电池的化成方法
CN112038703B (zh) 一种锂离子电池的制备方法
CN113659207A (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN112117506A (zh) 一种动力锂离子电池的存储方法
CN110911767A (zh) 一种具有复合正极的锂离子电池的化成方法
CN112038702A (zh) 一种锂离子电池的化成方法

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
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201221

Address after: 215000 station 1709-16, 17 / F, building 4, 209 Zhuyuan Road, high tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province (cluster registration)

Applicant after: Suzhou FanJie Structure Design Co.,Ltd.

Address before: 215000 room 404, building 8, century garden, Huqiu District, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: Qian Qi

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant