CN111540970A - 一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法 - Google Patents

一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111540970A
CN111540970A CN202010411168.7A CN202010411168A CN111540970A CN 111540970 A CN111540970 A CN 111540970A CN 202010411168 A CN202010411168 A CN 202010411168A CN 111540970 A CN111540970 A CN 111540970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
battery
voltage
iron phosphate
lithium iron
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.)
Withdrawn
Application number
CN202010411168.7A
Other languages
English (en)
Inventor
盛蕾
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010411168.7A priority Critical patent/CN111540970A/zh
Publication of CN111540970A publication Critical patent/CN111540970A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • H01M10/42—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
    • H01M10/05—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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • 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
    • 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)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供了一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法，所述磷酸铁锂电池的正极活性物质包括占活性物质总质量85％以上的磷酸铁锂或改性的磷酸铁锂；所述电池的电解液中包括二甲基亚砜和甲基磺酸丁酯作为添加剂；所述第一预定电压比第二预定电压低，所述第一预定电压为3.35‑3.44V；所述第二预定电压为3.40‑3.45V；存储电池一段时间，将电池脉冲充电至第二预定电压，然后恒流放电至放电截止电压，然后恒流充电至第二预定电压，以第二预定电压恒压充电，直至电流低于截止电流，然后再恒流充电至充电截止电压。经过本方法的磷酸铁锂电池能够存储很长的时间并且在存储后能够基本上维持存储前的容量。

Description

一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法
技术领域
本发明涉及一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法。
背景技术
磷酸铁锂作为锂离子电池的主流材料之一，具有极高的安全性，极低的成本，以及环保性能，而对于电池存储方面的研究，大多都是基于电极材料方面的研究，对于使用的电解液的成分对于存储性能的影响，以及存储前后对于电池的处理方式上并没有过多的研究。
发明内容
本发明提供了一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法，所述磷酸铁锂电池的正极活性物质包括占活性物质总质量85％以上的磷酸铁锂或改性的磷酸铁锂；所述电池的电解液中包括1.5-2体积％的二甲基亚砜和0.5-1体积％的甲基磺酸丁酯作为添加剂；所述存储与激活方法包括，将电池恒流充电至充电截止电压，静置，然后恒流放电至第一预定电压，静置后，脉冲充电至第二预定电压；所述第一预定电压比第二预定电压低，所述第一预定电压为3.35-3.44V；所述第二预定电压为3.40-3.45V；存储电池一段时间，将电池脉冲充电至第二预定电压，然后恒流放电至放电截止电压，然后恒流充电至第二预定电压，以第二预定电压恒压充电，直至电流低于截止电流，然后再恒流充电至充电截止电压。经过本方法的磷酸铁锂电池能够存储很长的时间并且在存储后能够基本上维持存储前的容量。
具体的方案如下：
一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法，所述磷酸铁锂电池的正极活性物质包括占活性物质总质量85％以上的磷酸铁锂或改性的磷酸铁锂；所述电池的电解液中包括1.5-2体积％的二甲基亚砜和0.5-1体积％的甲基磺酸丁酯作为添加剂；所述存储与激活方法包括：：
1)将电池恒流充电至充电截止电压；
2)静置
3)恒流放电至第一预定电压
4)静置
5)脉冲充电至第二预定电压；所述第一预定电压比第二预定电压低，所述第一预定电压为3.35-3.44V；所述第二预定电压为3.40-3.45V；
6)存储一段时间；
7)脉冲充电至第二预定电压
8)恒流放电至放电截止电压
9)恒流充电至第二预定电压
10)以第二预定电压恒压充电，直至电流低于截止电流；
11)恒流充电至充电截止电压。
进一步的，所述充电截止电压为4.2V，所述放电截止电压为2.7V。
进一步的，所述恒流充电和恒流放电的电流独立的选自0.2-0.5C。
进一步的，所述步骤6中的存储一段时间为30天以上。
进一步的，所述第二预定电压为3.42-3.44V，所述第一预定电压低于所述第二预定电压0.01-0.03V。
进一步的，所述步骤5和步骤7中的脉冲充电为恒流脉冲充电，其中充电电流为0.02-0.1C，脉冲时间为5-20s，间隔2-5s。
本发明具有如下有益效果：
1)、针对磷酸铁锂活性物质，电解质中添加1.5-2体积％的二甲基亚砜和0.5-1体积％的甲基磺酸丁酯作为添加剂能够提高电池的存储寿命。
2)、发明人发现，当添加剂为1.5-2体积％的二甲基亚砜和0.5-1体积％的甲基磺酸丁酯时，当存储电压为3.40-3.45V时，能够获得较高的存储寿命。
3)、为了使电池在存储时能够保持在第二预定电压附近，现将电池充电至充电截止电压，静置后，放电至略低于第二预定电压的第一预定电压，然后脉冲充电回至第二预定电压，能够较快的消除电池的电极端极化，相比较于直接恒流充电或恒流放电至第二预定电压的情况，本发明的电池存储电压相对较稳定；
4)、发明人通过实验发现，当电池在长期存储后，，将电池先稳定在第二预定电压附近恒压充电，能够较好的稳定电池的有效容量，防止电池容量降低。
5)、经过本方法存储和激活的电池，能够存储较长时间而不发生容量衰减。
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。本发明中的正极活性物质包括占活性物质总质量85％磷酸铁锂和15％的钴酸锂；负极为总质量比为天然石墨85％和人造石墨15％。电解液的有机溶剂为体积比1:1的EC，DMC的混合物，电解质盐为1mol/L的六氟磷酸锂，添加剂为二甲基亚砜和甲基磺酸丁酯。
实施例1
添加剂为1.5体积％的二甲基亚砜和0.5体积％的甲基磺酸丁酯
1)0.2C电池恒流充电至4.2V；
2)静置1h；
3)0.2C恒流放电至3.35V；
4)静置1h；
5)脉冲充电至3.40V，其中充电电流为0.02C，脉冲时间为5s，间隔2s；
6)存储120天；
7)脉冲充电至3.40V，其中充电电流为0.02C，脉冲时间为5s，间隔2s；
8)0.2C恒流放电至2.7V
9)0.2C恒流充电至3.40V；
10)以3.40V恒压充电，直至电流低于0.01C；
11)0.2C恒流充电至4.2V。
实施例2
添加剂为2体积％的二甲基亚砜和1体积％的甲基磺酸丁酯
1)0.5C电池恒流充电至4.2V；
2)静置1h；
3)0.5C恒流放电至3.42V；
4)静置1h；
5)脉冲充电至3.45V，其中充电电流为0.1C，脉冲时间为20s，间隔5s；
6)存储120天；
7)脉冲充电至3.45V，其中充电电流为0.1C，脉冲时间为20s，间隔5s；
8)0.5C恒流放电至2.7V
9)0.5C恒流充电至3.45V；
10)以3.45V恒压充电，直至电流低于0.01C；
11)0.5C恒流充电至4.2V。
实施例3
添加剂为1.8体积％的二甲基亚砜和0.8体积％的甲基磺酸丁酯
1)0.3C电池恒流充电至4.2V；
2)静置1h；
3)0.3C恒流放电至3.4V；
4)静置1h；
5)脉冲充电至3.42V，其中充电电流为0.05C，脉冲时间为10s，间隔3s；
6)存储120天；
7)脉冲充电至3.42V，其中充电电流为0.05C，脉冲时间为10s，间隔3s；
8)0.3C恒流放电至2.7V
9)0.3C恒流充电至3.42V；
10)以3.42V恒压充电，直至电流低于0.01C；
11)0.3C恒流充电至4.2V。
对比例1
添加剂为1.8体积％的二甲基亚砜和0.8体积％的甲基磺酸丁酯
1)0.3C电池恒流充电至4.2V；
2)静置1h；
3)0.3C恒流放电至3.42V；
4)存储120天；
5)0.3C恒流放电至2.7V
6)0.3C恒流充电至3.42V；
7)以3.42V恒压充电，直至电流低于0.01C；
8)0.3C恒流充电至4.2V。
对比例2
添加剂为1.8体积％的二甲基亚砜和0.8体积％的甲基磺酸丁酯
1)0.3C电池恒流充电至4.2V；
2)静置1h；
3)0.3C恒流放电至3.4V；
4)静置1h；
5)脉冲充电至3.42V，其中充电电流为0.05C，脉冲时间为10s，间隔3s；
6)存储120天；
7)0.3C恒流放电至2.7V
8)0.3C恒流充电至4.2V。
对比例3
添加剂为1.8体积％的二甲基亚砜和0.8体积％的甲基磺酸丁酯
1)0.3C电池恒流充电至4.2V；
2)存储120天；
3)0.3C恒流放电至2.7V
4)0.3C恒流充电至4.2V。
对比例4
添加剂为1.8体积％的二甲基亚砜，其他参数与实施例3相同。
对比例5
添加剂为0.8体积％的甲基磺酸丁酯，其他参数与实施例3相同。
测试及结果
测试实施例1-3和对比例1-5的电池的有效容量，并计算有效容量和额定容量的容量比，计算得到存储容量保持率，结果见表1。可见，本发明的实施方式的电池经过120天的存储，容量几乎没有衰减，而对比例的电池出现了不同程度的容量衰减。
表1
Figure BDA0002493305960000051
Figure BDA0002493305960000061
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 (7)

1.一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法，所述磷酸铁锂电池的正极活性物质包括占活性物质总质量85％以上的磷酸铁锂或改性的磷酸铁锂；所述电池的电解液中包括1.5-2体积％的二甲基亚砜和0.5-1体积％的甲基磺酸丁酯作为添加剂；所述存储与激活方法包括：：
1)将电池恒流充电至充电截止电压；
2)静置
3)恒流放电至第一预定电压
4)静置
5)脉冲充电至第二预定电压；所述第一预定电压比第二预定电压低，所述第一预定电压为3.35-3.44V；所述第二预定电压为3.40-3.45V；
6)存储一段时间；
7)脉冲充电至第二预定电压
8)恒流放电至放电截止电压
9)恒流充电至第二预定电压
10)以第二预定电压恒压充电，直至电流低于截止电流；
11)恒流充电至充电截止电压。
2.如上述权利要求所述的制备方法，所述充电截止电压为4.2V。
3.如上述权利要求所述的制备方法，所述恒流充电和恒流放电的电流独立的选自0.2-0.5C。
4.如上述权利要求所述的制备方法，所述步骤6中的存储一段时间为30天以上。
5.如上述权利要求所述的制备方法，所述放电截止电压为2.7V。
6.如上述权利要求所述的制备方法，所述第二预定电压为3.42-3.44V，所述第一预定电压低于所述第二预定电压0.01-0.03V。
7.如上述权利要求所述的制备方法，所述步骤5和步骤7中的脉冲充电为恒流脉冲充电，其中充电电流为0.02-0.1C，脉冲时间为5-20s，间隔2-5s。
CN202010411168.7A 2020-05-15 2020-05-15 一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法 Withdrawn CN111540970A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010411168.7A CN111540970A (zh) 2020-05-15 2020-05-15 一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010411168.7A CN111540970A (zh) 2020-05-15 2020-05-15 一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111540970A true CN111540970A (zh) 2020-08-14

Family

ID=71977780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010411168.7A Withdrawn CN111540970A (zh) 2020-05-15 2020-05-15 一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111540970A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112909337A (zh) * 2021-02-06 2021-06-04 苏州酷卡环保科技有限公司 一种锂离子电池的存储方法
CN113161636A (zh) * 2021-02-10 2021-07-23 中国科学院金属研究所 一种磷酸铁锂电池的低温充电技术

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112909337A (zh) * 2021-02-06 2021-06-04 苏州酷卡环保科技有限公司 一种锂离子电池的存储方法
CN113161636A (zh) * 2021-02-10 2021-07-23 中国科学院金属研究所 一种磷酸铁锂电池的低温充电技术
CN113161636B (zh) * 2021-02-10 2024-04-30 中国科学院金属研究所 一种磷酸铁锂电池的低温充电技术

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110416626B (zh) 一种锂离子电池化成方法
CN110571489B (zh) 一种锂离子电池的分步化成方法
CN108615955B (zh) 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN110571490B (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN109786836B (zh) 一种锂离子电池的制备方法
CN111554989A (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN111370792A (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN112234270B (zh) 一种磷酸铁锂电池的化成方法
CN111540970A (zh) 一种磷酸铁锂电池的存储与激活方法
CN112259797A (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN112201870B (zh) 一种锂离子电池的多段化成方法
CN111276755A (zh) 一种长存储性能的锂离子电池的制备方法
CN111162337A (zh) 一种用于高温环境的动力锂离子电池的化成方法
CN112216890B (zh) 一种锰酸锂电池的化成方法
CN110707389B (zh) 一种具有镍钴锰酸锂正极的锂离子电池的化成方法
CN111430810B (zh) 一种消毒机器人用锂离子电池的制备方法
CN112382833A (zh) 一种锂离子电池的注液化成方法
CN109786875B (zh) 一种提高锂离子电池放置时间的化成方法
CN111554921A (zh) 一种含有亚硫酸乙烯酯的锂离子电池的存储方法
CN111430786A (zh) 一种锂离子电池在使用前的预活化方法
CN112038702B (zh) 一种锂离子电池的化成方法
CN112103581B (zh) 一种锂离子电池的制备方法
CN113346143A (zh) 一种二次电池的制备方法
CN112201871A (zh) 一种锂离子电池的高温化成方法
CN113300014A (zh) 一种锂离子电池的活化方法

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200814