CN111868998A

CN111868998A - 缩短充电时间的二次电池充电方法

Info

Publication number: CN111868998A
Application number: CN202080001887.XA
Authority: CN
Inventors: 金昭希; 成洛奇; 裵峻晟
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: Lg Energy Solution
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-10-30
Also published as: KR20200089165A; KR102487835B1; US11929630B2; WO2020149668A1; US20240113529A1; EP3751660A1; US20210013722A1; EP3751660A4

Abstract

本发明的缩短充电时间的二次电池充电方法的特征在于包括：将多个电池单体引入到激活托盘上并对电池单体进行CC充电的步骤；和并联连接该多个电池单体的步骤。根据本发明的充电方法通过在CC充电之后并联连接电池单体来缩短CV充电通常所需的时间，从而具有代替CV充电的效果。

Description

缩短充电时间的二次电池充电方法

技术领域

本申请要求基于2019年1月16日提交的韩国专利申请号10-2019-0005903的优先权的权益，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用结合于此。

本发明涉及一种以减少的充电时间来对二次电池进行充电的方法，并且更具体地，本发明涉及这样一种二次电池的充电方法：替代传统的CC-CV充电，其在恒定电流(CC)充电之后，通过在单体之间采用并联连接来代替CV充电以缩短总体充电时间。

背景技术

由于化石燃料的枯竭导致能源价格上涨以及对环境污染的兴趣增加，对环境友好的可替代能源的需求成为未来生活必不可少的因素。特别地，随着技术发展和对移动设备的需求增加，对作为能源的二次电池的需求在快速增加。

通常，就电池的形状而言，对于能够应用于诸如移动电话这样的厚度较小产品的棱柱形二次电池和袋型二次电池存在高需求。就材料而言，对具有高能量密度、放电电压和输出稳定性的锂二次电池(诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池)存在高需求。

如上所述的二次电池通过组装电池单体的过程和激活所组装电池单体的过程来制造。首先，通过如下过程来执行组装电池单体的过程：在正电极和负电极之间置入分隔件以形成电极组件，并将电极组件存储在电池外壳中，然后浸渍电解质。在电池单体被电解质浸渍之后，执行激活电池单体(即，对电池单体充电)的过程。

对电池单体充电具有各种方法，但是最有用的充电方法是根据1991年锂离子电池商业化的恒定电流(CC)-恒定电压(CV)充电方法(CC-CV充电)。CC-CV充电方法具有诸如容量减少、快速充电时间、易于操作和内阻低以延长使用寿命这样的优点。

在CC-CV充电方法中，当利用恒定电流(CC)充电而使得电池单体的电压达到缓冲电压时，充电方案被转换成恒定电压(CV)充电，以在降低充电电流的同时填充剩余的电池单体容量，并且同时维持端子电压。即，在CC-CV充电方法中，充电电流越高，充电单体的电压上升越快，并且以低电流对缓冲电压之后的剩余容量进行充电。

然而，根据CC-CV充电方法，在恒定电流(CC)充电的情况下，由于随着充电电流的增加能够增加电压上升速率，所以易于缩短达到缓冲电压的时间，但是难以缩短在缓冲电压之后用于恒定电压(CV)充电所需的时间。即，CV充电条件可能伴随着充电时间的显著时间延长，这成为充电期间在电极中锂离子扩散的速率降低步骤。这是因为，由于扩散的延长而不可避免地发生浓差极化，并且由于快速的上限电压，在活性材料被完全消耗之前电流可能下降到预设的极限。

另外，由于缩短充电时间提高了整个电池单体的生产中的生产率，因此迫切需要开发缩短充电过程的技术。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是解决现有技术的上述问题和过去所需要的技术问题。

在继续深入研究和各种实验之后，本申请的发明人发现，在对电池单体进行CC充电之后，当电池单体被并联连接时，呈现了与在CV充电中相同的效果。因此，已经通过减少CV充电所需时间的效果完成了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种充电方法，该充电方法能够通过并联连接电池单体以代替CV充电、以比正常CV充电时间更少的时间来减少总体二次电池充电时间。

另外，本发明的另一个目的是提供一种激活托盘组件，该激活托盘组件包括：包括端子板的激活托盘；和能够覆盖托盘的上部以用于电池单体的并联连接的托盘盖部件。

技术方案

根据本发明实施例的对二次电池充电的方法包括如下步骤：：将多个电池单体置于激活托盘中，并以恒定电流(CC)对电池单体充电；以及并联连接该多个电池单体。

并联连接该多个电池单体的步骤可以包括：利用托盘盖部件覆盖所述激活托盘，从而并联连接所述电池单体。具体地，连接到电极端子的端子板可以被安设在激活托盘和托盘盖部件中，以并联连接电池单体。

并联连接该多个电池单体的步骤可以代替用恒定电压(CV)对电池单体的充电，并且并联连接电池单体的时间可以等于或少于25分钟，优选地等于或多于9分钟并且等于或少于25分钟，并且更优选地在9到15分钟之间。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于激活二次电池的方法，该方法包括用于二次电池的充电方法。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种激活托盘组件，电池单体被安装在该激活托盘组件中，以在二次电池的制造过程中对电池单体进行转移和充电，该激活托盘组件包括：激活托盘，所述激活托盘具有开放的顶部，并且多个电池单体被安装在所述激活托盘上；和对应于激活托盘的托盘盖部件，其中，在安装有所述电池单体的所述托盘盖的内侧和所述激活托盘的下部中包括端子板。

端子板可以与该多个电池单体的两个电极接触，以并联连接该多个电池单体，并且端子板可以包括充电/放电接线片或金属板。

有利的效果

在本发明中，代替在二次电池的充电过程期间花费大量时间的CV充电，通过在单体之间的并联连接的充电能够在比CV充电时间更短的时间中带来相同的充电效果，并且最终能够获得缩短总体二次电池充电时间的效果。

另外，通过除了传统地用于并联连接的激活托盘之外，在托盘盖部件中包括端子板诸如金属板，存在使得能够易于并联连接的优点。

附图说明

图1是示出通常用作二次电池充电方法的CC-CV充电方法的视图。

图2是本发明的被分离的激活托盘组件的概略视图。

图3是示出在本发明中使用的柱形电池单体的概略视图。

图4是示出本发明的激活托盘的概略视图。

图5是示出本发明的托盘盖部件的概略视图。

图6是组合本发明的激活托盘组件的概略图。

图7是示出根据本发明实施例的二次电池的电压的曲线图。

图8是示出根据本发明实施例的、在并联连接3分钟之后的二次电池的电压的曲线图。

图9是示出根据本发明实施例的、在并联连接6分钟之后的二次电池的电压的曲线图。

图10是示出根据本发明实施例的、在并联连接9分钟之后的二次电池的电压的曲线图。

图11是示出根据本发明实施例的、在并联连接12分钟之后的二次电池的电压的曲线图。

图12是示出根据本发明实施例的、在并联连接15分钟之后的二次电池的电压的曲线图。

具体实施方式

在本说明书和权利要求书中使用的术语和单词不应被解释为限于普通或词典术语，并且发明人可以适当地定义术语的概念以最好地描述其发明。术语和单词应被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。

因此，说明书中所述的实施例和附图中所示的构造仅是本发明的最优选实施例，而不代表本发明的所有技术思想。应当理解，在提交本申请时，可以有各种等同形式和变型代替它们。另外，在本发明的描述中，当确定相关的已知技术可能使本发明的主题不清楚时，将省略其详细描述。

常用的二次电池的充电方法是恒定电流-恒定电压(CC-CV)充电方法，图1是示出这种CC-CV充电方法的视图。如图1所示，CC-CV充电方法主要由两个步骤构成。

首先是恒定电流(CC)充电，这是充电器逐渐增加电压、以维持恒定电流并供应电流直到达到极限电压的过程。在恒定电流充电之后，执行恒定电压(CV)充电。这是如下过程：当电池达到极限电压时，在维持恒定电压的同时供应电流，直到电流变得低于阈值电流值(终止电流)。通常，已知阈值电流值约为初始电流值的3％。

另一方面，当对两个或更多电池单体充电时，在执行CC充电之后，存在对于每个电池单体充电电压不恒定的问题。即，当对多个电池单体进行批量充电时，每个单体难以具有相等的充电电压。这是因为，每个单体根据内阻具有不同的电荷量。

这导致单体之间的充电电压发生变化。通常，通过施加低电流的恒定电压(CV)充电步骤来减小这种变化。

然而，如上所述的CV充电具有花费长时间来对电池充电的问题。

因此，为了解决上述问题，本发明提供一种充电方法，该充电方法具有如下效果：通过采用并联连接步骤来代替传统的CC-CV充电方法中的CV充电而在减少充电和放电时间时减小在单体之间的充电电压变化的效果。

在下文中，将描述根据本发明的充电方法。

本发明提供一种二次电池的充电方法，该充电方法通过在执行CC充电之后并联连接电池单体来发挥CV充电的效果，同时减少充电时间。

根据本发明实施例的二次电池的充电方法包括：

将多个电池单体置于激活托盘中，并以恒定电流(CC)对电池单体充电；以及并联连接该多个电池单体。

首先，多个电池单体被置于激活托盘中，然后首先执行CC充电。电池单体不特别限于二次电池，并且可以是锂二次电池，诸如锂离子电池、锂聚合物电池或锂离子聚合物电池。

可用于本发明的二次电池没有特别限制，并且可以优选地是由正电极、负电极、分隔件和含锂盐的非水电解质构成的锂二次电池。

具体地，所述二次电池可以是在电池外壳中嵌入电极组件的二次电池，其中，电极组件包括两个或更多单元电极，所述单元电极包括正电极和负电极，并且在分隔件被置入单元电极之间的状态中被缠绕。二次电池可以是柱形、方形或袋型二次电池。

在本发明的CC充电步骤中，从初始充电电压(对电池单体充电之前的电压)到由本领域技术人员所设定的电压来执行CC充电。可以考虑诸如充电性能和充电时间这样的条件来设定充电电压的范围，并且所述范围可以优选地是3.5到4.3V，更优选地是3.75到4.15V。在本发明的一个实施例中使用的充电电压为3.795到3.8V。

CC充电步骤中的C速率可以根据诸如电池单体的容量或负载这样的各种因素而具有各种范围。作为优选的实例，在本发明中，它可以是0.1C到1.0C，并且它的值可以根据电池的材料设计而变化。

C速率(电流速率)是这样的单位：当对电池充电和放电时用于在各种使用条件下设定电流值，并且预测或通知电池的可能使用时间，并且充电或放电电流除以电池额定容量以计算充电和放电电流值。C被用作C速率单位，并且能够定义如下：

C速率＝充电和放电电流/电池的额定容量

然后，执行并联连接该多个电池单体的步骤。

在本发明中，能够并联连接至少两个或更多电池单体。

并联连接电池单体的步骤可以包括：利用托盘盖部件覆盖其中插入有电池单体的激活托盘，从而并联连接，在本发明中，能够使用激活托盘组件来实现这一点。

根据本发明的实施例，目的是提供一种用于执行并联连接的激活托盘组件100。

参考图2，激活托盘组件100包括：激活托盘110，所述激活托盘110具有开放的顶部以及安装在所述激活托盘组件上的多个柱形电池单体200；和对应于激活托盘的托盘盖部件120。

首先，激活托盘110被构造为包括插入孔，多个电池单体被插入所述插入孔中。激活托盘110大体是规则的正方体或长方体，托盘的顶表面开放，内侧形成有特定深度的孔，从而规则地形成允许插入多个电池单体200的多个安置凹槽140。通过将电池单体插入安置凹槽中，能够防止电池单体的左右移动。在图2中，安置凹槽的数目为396(16×16)，但不限于此，可以使用能够接受多个电池单体的任何数目。

本发明的激活托盘110的安置凹槽140的形状可以对应于电池单体的形状。例如，当使用柱形电池单体200时，可以形成具有与其对应的柱形形状的孔作为安置凹槽140。这不受限制，并且在能够根据电池单体的形状将其固定的情况下便足够。在矩形电池的情况下，可以形成与矩形电池的外表面接触的长方体形孔。在本发明中，如图3所示，将作为实施例描述柱形电池单体。参考图3，帽组件210位于柱形电池单体200的上表面上，下帽220位于下端上。在本发明中，电池单体之间的并联连接意味着帽组件210或下帽220被彼此连接。

通常的激活托盘具有能够使得所容纳的多个电池单体发生移动并且对所容纳的多个电池单体进行充电和放电的结构，在本发明中，端子板130可以被设置在接触电池单体200的一个表面的激活托盘110上。参考图4，可以为其中设置有电池单体的每个安置凹槽140设置与电池单体的一个表面的电极(或下帽220)相接触的充电/放电接线片130a。作为另一个实例，金属板130b可以被设置在接触多个电池单体的一个电极(或下帽220)的激活托盘的下表面上。

同时，托盘盖部件120可以被激活托盘110的开放顶部覆盖，以用于并联连接。托盘盖部件120具有对应于激活托盘110的尺寸和形状。

托盘盖部件120可以被安设成能够在激活托盘110的上表面上拆卸。

具体地，参考图5，如在激活托盘110中那样，托盘盖部件120的一侧可以形成有用于电池单体所在处的每个部分的固定凹槽150，从而当激活托盘110和托盘盖部件120被组合时，能够固定电池单体。另外，托盘盖部件120的内侧可以设置有与安置在固定凹槽150中的电池单体的一个表面(或帽板210)相接触的端子板130。作为实例，固定凹槽150以对应于其中设置有每个电池单体的安置凹槽140的方式形成在托盘盖部件120内侧，并且固定凹槽150的一个表面设置有作为端子板130的实例的充电/放电接线片130a，从而每个电池单体能够被并联彼此连接。作为另一个实例，通过在托盘盖部件120内侧设置金属板130b，设置用于每个固定凹槽150的电池单体的一侧被连接到金属板，从而能够使用并联结构。

总之，端子板130可以被设置在设置有多个电池单体的激活托盘110的下方，同时，端子板130也被设置在与安装在激活托盘110上的多个电池单体的每一个电极相接触的托盘盖部件120的内侧。

因此，在电池单体200被输入到激活托盘110之后，通过覆盖托盘盖部件120而使得电池单体的电极被彼此连接，从而能够自动地执行单体之间的并联连接。

即，本发明提供了一种激活托盘组件100，该激活托盘组件100相应地包括端子板，以在配备有多个电池单体的激活托盘和覆盖所述激活托盘的托盘盖部件的内侧实现相应电池单体的电极的并联连接，如图6所示。

在本发明中，充电/放电接线片130a(见100A)或金属板130b(见100B)可以用作图6的端子板130，但不限于此，可以使用能够并联连接电池单体的任何装置。

另一方面，本发明的特征在于，通过在执行CC充电之后并联连接的步骤来代替了传统的CV充电。其特征在于，通过在进行CC充电之后的并联连接过程，使得并联连接时间短于CV充电所需的时间，同时还实现了减小单体之间的电压偏差的相同效果。

并联连接的步骤优选为25分钟或更少，更优选地最少9分钟到最多25分钟，并且更优选地最少9分钟并且最多15分钟。当并联连接的步骤所需的时间超过25分钟时，与CV充电时间没有显著差异，因此不能表现本发明期望的缩短充电时间的效果。

同时，在本发明中，可以提供包括该充电方法的用于激活二次电池的方法。

激活二次电池的方法可以包括：将电解质注入电极组件中；对已经注入电解质的电池单体进行时效；对已经完成时效的电池单体进行充电；以及对已经完成充电的电池单体进行除气。

具体地，在制造普通的锂二次电池时，首先，通过将活性材料、结合剂和增塑剂的混合物施加到正电极集电器和负电极集电器来制备正电极和负电极，并且将其堆叠在分隔件的两侧上，以形成预定形状的电池单体，然后电池单体被插入电池外壳中并被密封。另外，为了确定二次电池是否存在缺陷并确保性能(特别是寿命)的稳定性，应在产品装运之前执行激活过程。

在执行激活过程时，首先执行时效过程。时效过程是在规定的温度和湿度下对二次电池进行特定时间段时效的过程，其中，通过在室温和/或高温下对二次电池进行时效，使得二次电池内侧的电解质被充分地浸渍在电极材料中，以由此优化锂离子的运动。

在时效过程之后，激活过程执行填充过程。当充电时，来自用作正电极的锂金属氧化物的锂离子移动并插入到用作负电极的碳(晶体或非晶)电极中。此时，由于锂具有高反应性，所以它在碳负电极处反应，以产生诸如Li₂CO₃、LiO和LiOH的化合物。这些是用于在负电极表面上形成固体电解质界面(SEI)膜的过程。即，在激活过程期间，充电过程通过在电极(具体为负电极)上形成SEI膜来稳定电极的结构。SEI膜用于在电极-电解质界面处转移锂离子，并通过减轻过电压并确保均匀的粒子尺寸和化学成分而有助于在均匀的电流分布下移动锂离子。因此，二次电池被设定为可长时间使用。

在充电过程之后，可以进一步包括除气步骤，在所述除气步骤中，电池内产生的副反应气体被移除。在时效过程期间，在电池内产生气体，并且所产生的气体可能导致电池的隆起，因此可以执行除气过程。可以通过打开电池外壳的密封或提供单独的气体移除工具来执行除气过程。如果通过打开电池外壳来执行除气，则打开的部分可以被重新密封。

当根据本发明的充电方法执行对已经在激活过程期间完成时效的电池单体进行充电的步骤时，具有减少总体激活过程所需时间的优点。

具体地，所述二次电池可以是在电池外壳中嵌入电极组件的二次电池，其中电极组件包括两个或更多单元电极，所述单元电极包括正电极和负电极，并在分隔件被置于单元电极之间的状态下对所述单元电极进行缠绕。二次电池可以是柱形、方形或袋型二次电池。

可以通过将包含电极活性材料的电极混合物施加在集电器上然后干燥该电极混合物来制造单元电极。在必要时，电极混合物可以进一步包括结合剂、导电材料、填料等。

弱磁性和非磁性金属超薄物这两者都可以用作集电器。正电极集电器的厚度通常为3到500微米。正电极集电器没有特别限制，只要它具有高导电性并且不引起电池中的化学变化即可。正电极集电器的实例包括不锈钢、铝、镍、钛或铝或其表面已经用碳、镍、钛、银等处理的不锈钢。集电器可以在其表面上具有微细的不规则物，以增加正电极活性材料的附着性，并且可以采用诸如薄片、箔和网等各种形式。

负电极集电器的厚度通常为3到500微米。负电极集电器没有特别限制，只要它具有导电性并且不引起电池中的化学变化即可，并且其实例包括铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳、铜或其表面已经用碳、镍、钛、银等处理的不锈钢、铝镉合金等。另外，如正电极集电器那样，可以在表面上形成微细的非均匀部，以增强负电极活性材料的结合力，并且可以采用诸如薄片、箔和网等各种形式。

正电极活性材料是能够引起电化学反应的材料和锂过渡金属氧化物，并且包含两种或更多过渡金属。其实例包括：用一种或多种过渡金属取代的层状化合物，诸如钴酸锂(LiCoO₂)和镍酸锂(LiNiO₂)；被一种或多种过渡金属取代的锰酸锂；由化学式LiNi1-yMyO2表示的锂镍氧化物(其中M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B、Cr、Zn或Ga，并且包含以上元素中的至少一种，0.01≤y≤0.7)；由化学式Li_1+zNi_bMn_cCo_1-(b+c+d)M_dO_(2-e)A_e(诸如Li_1+zNi_1/3Co_1/3Mn_1/ ₃O₂,Li_1+zNi_0.4Mn_0.4Co_0.2O₂)等表示的锂镍钴锰复合氧化物(其中-0.5≤z≤0.5、0.1≤b≤0.8、0.1≤c≤0.8、0≤d≤0.2、0≤e≤0.2，b+c+d<1，M＝Al、Mg、Cr、Ti、Si或Y，并且A＝F、P或Cl)；由化学式Li_1+xM_1-yM'_yPO_4-zX_z表示的橄榄石基锂金属磷酸盐(其中M＝过渡金属，优选为Fe、Mn、Co或Ni，M'＝Al、Mg或Ti，X＝F、S或N，并且-0.5≤x≤+0.5、0≤y≤0.5、0≤z≤0.1)。

作为负电极活性材料，例如，可以使用碳诸如非石墨化碳、石墨碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑、凹槽法黑、炉法黑、灯黑、夏黑、石墨烯或石墨；LixFe₂O₃(0≤x≤1)、Li_xWO₂(0≤x≤1)、Sn_xMe_1-xMe'_yO_z(Me：Mn、Fe、Pb、Ge；Me'：Al、B、P、Si、元素周期表的1、2和3族元素、卤素；0<x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)的金属复合氧化物；锂金属；锂合金；硅基合金；锡合金；金属氧化物，诸如SnO、SnO₂、PbO、PbO₂、Pb₂O₃、Pb₃O₄、Sb₂O₃、Sb₂O₄、Sb₂O₅、GeO、GeO₂、Bi₂O₃、Bi₂O₄或Bi₂O₅；导电聚合物诸如聚乙炔；Li-Co-Ni基材料等。

基于包括正电极活性材料的混合物的总重量，通常以1到30重量％的量添加导电材料。这种导电材料不受特别限定，只要它具有导电性并且不在电池中引起化学变化即可，并且其实例包括：石墨，诸如天然石墨和人造石墨；炭黑，诸如炭黑、乙炔黑、科琴黑、凹槽法黑、炉法黑、灯黑和夏黑；导电纤维，诸如碳纤维和金属纤维；金属粉，诸如氟化碳、铝和镍粉；导电威士忌(conductive whiskey)，诸如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，诸如氧化钛；和导电材料，诸如聚苯撑衍生物等。

基于包含正电极活性材料的混合物的总重量，以1到30重量％的量添加结合剂作为帮助活性材料和导电材料之间的结合和与集电器的结合的组分。这种结合剂的实例包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙烯丁烯橡胶、氟橡胶、各种共聚物等。

填料可选地用作用于抑制电极的膨胀的成分，并且不受特别限制，只要它是纤维状材料而不会在电池中引起化学变化即可。填料的实例包括烯烃聚合物，诸如聚乙烯和聚丙烯；纤维材料，诸如玻璃纤维和碳纤维。

可以可选地或以两种或更多种的组合进一步包括其它成分，诸如粘度调节剂、粘结促进剂等。粘度调节剂是调节电极混合物的粘度、从而使电极混合物的混合过程和其在集电器上的涂覆过程容易的成分，并且可以基于负电极混合物的总重量被添加至30重量％。这种粘度调节剂的实例包括羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯等，但不限于此。在某些情况下，上述溶剂可以用作粘度调节剂。

粘结促进剂是为了提高活性材料到集电器的附着性而添加的辅助成分，并且与结合剂相比可以以小于10重量％的量添加，并且其一些实例包括草酸、己二酸、甲酸、丙烯酸衍生物、衣康酸衍生物等。

分隔件被置入正电极和负电极之间，并且使用具有高离子渗透性和机械强度的绝缘薄膜。分隔件的孔直径通常为0.01到10微米，并且厚度通常为5到300微米。这样的分隔件的实例包括：具有化学耐受性并且疏水的烯烃基聚合物，诸如聚丙烯；由玻璃纤维、聚乙烯等制成的片材或无纺布。当使用诸如聚合物的固体电解质作为电解质时，该固体电解质还可以用作分隔件。

含锂盐的非水电解质由电解质和锂盐组成。并且非水有机溶剂、有机固体电解质、无机固体电解质等被用作电解质溶液。

非水有机溶剂的实例包括N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1，2-二甲氧基乙烷、四羟基呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1，3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、焦磷酸甲酯、丙酸乙酯等。

有机固体电解质的实例包括聚合物电解质，诸如聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、搅拌赖氨酸、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、包括离子离解基团的聚合剂等。

无机固体电解质的实例包括Li的氮化物、卤化物和硫酸盐，诸如Li₃N、LiI、Li₅NI₂、Li₃N-LiI-LiOH、LiSiO₄、LiSiO₄-LiI-LiOH、Li₂SiS₃、Li₄SiO₄、Li₄SiO₄-LiI-LiOH和Li₃PO₄-Li₂S-SiS₂。

锂盐是可溶于非水电解质中的物质。锂盐的实例包括LiCl、LiBr、LiI、LiClO₄、LiBF₄、LiB₁₀Cl₁₀、LiPF₆、LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、LiAsF₆、LiSbF₆、LiAlCl₄、CH₃SO₃Li、(CF₃SO₂)₂Nli、氯硼烷锂、低级脂肪族羧酸锂、4-苯基硼酸锂、酰亚胺等。

为了改善充电/放电特性、阻燃性等，吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、n-甘醇二甲醚、六磷酸三酰胺、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等可以被添加到电解质。在某些情况下，可以进一步添加诸如四氯化碳或三氟化乙烯的含卤素溶剂以赋予不燃性，或者可以进一步添加二氧化碳气体以改善高温存储特性，并且可以进一步添加FEC(氟乙烯碳酸酯)、PRS(丙烯磺酸内酯)等。

在一个优选的实例中，诸如LiPF₆、LilO₄、LiBF₄和LiN(SO₂CF₃)这样的锂盐可以被添加到作为高介电溶剂的EC或PC的环状碳酸酯和作为低粘度溶剂的DEC、DMC或EMC的线性碳酸酯的混合溶剂，从而制备含有锂盐的非水电解质。

根据本发明，可以提供包括二次电池作为单元电池的电池组、装置等。具体地，该装置可以选自由移动电话、便携式计算机、智能电话、智能板、上网本、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和蓄电装置组成的组。

在下文中，将参考实施例详细描述本发明。然而，根据本发明的实施例可以被修改为各种其它形式，并且本发明的范围不应被解释为限于以下描述的实施例。提供本发明的实施例以向本领域技术人员更充分地描述本发明。

实例

首先，在将396个柱形电池单体(16×16)存储在激活托盘中之后，在1.0C和1444Ah的条件下执行CC充电，并且测量柱形电池单体的充电电压的变化。此时，确认单体之间的充电电压的最大偏差为5mV。

之后，制备尚未执行充电的十个柱形电池单体。

在确认单体之间的充电电压的最大偏差为5mV之后，通过CC/CV充电盒使得单体之间的充电电压变化为为5mV。

具体地，以3.8V(0.1C，50mA截止条件)对5个单体执行CC/CV充电，并且以3.795V(0.1C，50mA截止条件)对其它5个单体执行CC/CV充电，由此使得两组单体之间的充电电压差异为5mV。

随后，使用2个单体制备共5组，将3.8V充电的5个单体中的一个单体和3.795V充电的5个单体中的一个单体作为一组。下表1中确认了用于每组电池单体的充电电压的差异。

[表1]

组号	3.8V充电单体电压(V)	3.795V充电单体电压(V)	电压差(V)
				1	3.788	3.783	0.005
2	3.788	3.783	0.005
				3	3.789	3.784	0.005
4	3.788	3.782	0.006
				5	3.790	3.784	0.006

在组1到5中，电压差为0.005到0.006V，并且每组电池单体被并联连接。在将每个电池单体插入激活托盘中之后，通过覆盖托盘盖部件来执行并联连接。此时，激活托盘和托盘盖部件配备有充电/放电接线片作为端子板。在将电池单体容纳到激活托盘中之后，托盘盖部件被覆盖，以利用充电/放电接线片并联连接每个电池单体，并且不同地设定用于每组的并联连接时间，如表2所示。

[表2]

组号	并联连接时间
		1	3 分钟
2	6 分钟
		3	9 分钟
4	12 分钟
		5	15 分钟

如表2中所示，在通过为每一组覆盖托盘盖部件来调节用于并联连接的时间之后，以并联连接的方式测量电压。另外，在紧接着移除充电/放电接线片之后(将托盘盖部件从激活托盘分离)，监控移除接线片之后1小时、2个半小时、5小时和20小时之后所测量的电池单体的电压，结果在表3和图7到12中示出。

[表3]

表3和图7示出了根据单体并联连接时间检查电压差的结果，并且确认了用于每一组的初始电压差为0.005到0.006V。此后，参考图8到12，能够看出，从对于每组移除接线片1小时之后的时间开始，两个单体之间的斜率变得相同。特别地，在执行并联连接9到15分钟的组3、4和5(图10到12)的情况下，能够看出，单体之间的电压差被减小到2mV的最小水平。

这是因为，具有高电压的电池单体能够用作用于具有低电压的电池单体的电源。

具体地，在并联连接电池单体的情况下，能够看出，可替代地，9分钟是最优化时间，并且12分钟和15分钟时的电压梯度和单体之间的电压差与9分钟时的电压梯度和单体之间的电压差没有显著差异，因此理想的单体并联连接时间为9分钟。

CV充电时间通常为26分钟，但是能够确认，通过本发明中的并联连接电池单体的过程，能够有效地将充电时间缩短到至少9分钟。

在如上的电池单体的充电方法中，当在CC充电之后执行单体之间的并联连接的步骤时，减小了单体之间的电压差，并且电压斜率变得恒定，因此它不仅能够代替CV充电，而且所需时间少于CV充电时间，这能够发挥减少总体充电时间的效果。

以上，已经参考所描述的实例详细描述了本发明，但是自然地，在不脱离上述技术精神的情况下，本发明所属技术领域中的普通技术人员能够执行各种替换、添加和修改，并且应当理解，这些修改的实施例也属于如由所附权利要求限定的本发明的保护范围。

附图标记列表

100、100A、100B：托盘组件

110：激活托盘

120：托盘盖部件

130：端子板

130a：充电/放电接线片

130b：金属板

140：安置凹槽

150：固定凹槽

200：柱形电池单体

210：帽组件

220：下帽

Claims

1.一种用于对二次电池充电的方法，所述方法包括如下步骤：

将多个电池单体置于激活托盘中，并以恒定电流(CC)对所述电池单体充电；以及

并联连接所述多个电池单体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，并联连接所述多个电池单体的步骤包括：通过利用托盘盖部件覆盖所述激活托盘，从而并联连接所述电池单体。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，被连接到所述电池单体的电极端子的端子板被安设在所述激活托盘和所述托盘盖部件中，以并联连接所述电池单体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，并联连接所述多个电池单体的步骤代替了用恒定电压(CV)对所述电池单体的充电。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，并联连接所述电池单体的时间等于或少于25分钟。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，并联连接所述电池单体的时间等于或多于9分钟并且等于或少于25分钟。

7.一种激活二次电池的方法，包括根据权利要求1所述的二次电池的充电方法。

8.一种激活托盘组件，电池单体被安装在所述激活托盘组件中，用于在二次电池的制造过程中对所述电池单体进行转移和充电，所述激活托盘组件包括：

激活托盘，所述激活托盘具有开放的顶部，并且具有安装在其上的多个电池单体；和

对应于所述激活托盘的托盘盖部件，

其中，在安装有所述电池单体的所述托盘盖的内侧和所述激活托盘的下部中包括端子板。

9.根据权利要求8所述的激活托盘组件，其中，所述端子板与所述多个电池单体的两个电极接触，以并联连接所述多个电池单体。

10.根据权利要求8所述的激活托盘组件，其中，所述端子板包括充电/放电接线片或金属板。