CN112582680A - 一种锂离子电池化成分容的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池化成分容的方法。本发明一种锂离子电池化成分容的方法通过容量预测、化成、一次静置、分容、二次静置、排气和K值检测，其中一次静置为利用气囊常温静置1‑2h，二次静置为利用气囊常温静置3‑4h，分容的温度40‑50℃、面压0.2‑0.3Mpa。在不延迟高温浸润时间、不加长化成时间、不加长化成至二封的搁置时间解决了保液量流失降低等不良问题。

Description

一种锂离子电池化成分容的方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池化成分容的方法。
背景技术
随着锂电行业的蓬勃发展，各种便携式只能终端的广泛应用，客户对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，以满足其向智能化、多功能化和高便携性方向的发展需求。但是高能量密度意味着极片的压实也要随着提升，敷料间的间隙变小，电解液更难渗入，从而电池的保液量不良率上升。
目前锂电行业为了提升电池的保液量性能，一是加长高温浸润的时间，二是降低化成面压与加长化成时间，三是加长化成至二封的静置时间，四是化成之后带着气囊进行分容。以上都是牺牲制程周期来提升保液量，降低面压还有一个安全问题，那就是隔膜与极片间的粘接程度可能不够，造成析锂。带着气囊分容，电芯内部的气体未抽出，分容时电池进行充放循环，极片有膨胀收缩现象，气体可能会进入极片与隔膜之间的间隙，电池有形变析锂的风险。综上所述，行业内提升保液量的方法均有一定的弊端，如何不影响产线制程周期，不有损电池性能提升保液量，是锂电行业需要解决的难题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种锂离子电池化成分容的方法，缩短了锂离子化成分容制程周期，保证了电池优良的厚度一致性和保液量。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种锂离子电池化成分容的方法，所述方法包括：化成、一次静置、分容、二次静置、排气和K值检测，其中一次静置和二次静置均为利用气囊常温静置，一次静置t1＜二次静置t2，且一次静置t1+二次静置t2为3-6h。
在上述的一种锂离子电池化成分容的方法中，所述一次静置t1为1-2h。
在上述的一种锂离子电池化成分容的方法中，所述所述二次静置t2为2-4h。
本发明在不延迟高温浸润时间、不加长化成时间、不加长化成至二封的搁置时间解决了保液量流失降低等不良问题。分别在化成分容后利用气囊进行两次静置并控制静置时间，可以大大提高电芯电解液的浸润度。第一次静置1-2h在化成后进行，在提升电解液浸润度的同时，还提供一个降温缓冲期，因为化成后电芯温度过高，需要进行降温才能进行分容操作；第二次静置2-4h在分容后进行，可以进一步提高电解液浸润度。通过两次利用气囊的静置操作，可以大幅度提高电解液浸润度，提升电芯总体性能。
在本发明实施过程中化成柜需要保证干净无污染，不然会导致电芯外观不良的现象。
在上述的一种锂离子电池化成分容的方法中，所述化成压力为0.8-1.6Mpa，温度为75-85℃。
在上述的一种锂离子电池化成分容的方法中，所述化成过程为：
(1)先将高温浸润的电芯搁置1-2min，再以0.25-0.5C恒流充电1-3min至3.5-3.8V,搁置1-2min；
(2)再以0.25-0.5C恒流充电10-12min至3.6-4.0V，搁置1-2min；
(3)再以0.8-1.2C恒流恒压充电、截止电流0.1C充电65-75min至4.2-4.45V，搁置1-2min；
(4)再以0.8-1.2C恒流放电15-25min至3.0-3.8V，搁置1-2min。
在上述的一种锂离子电池化成分容的方法中，所述所述分容的温度30-50℃、面压0.2-0.5Mpa。
本发明电芯和气囊一体相连，在化成分容中气囊不仅在化成过程中有效地储气，还在分容时充放电循环过程中吸收电池内部游离的电解液，从而提升电池保液量性能。然后通过在化成之后，给予电芯一个加压分容的过程，电芯充放循环时极片膨胀给予一个限制面压减少膨胀不一带来的厚度差异，这样不仅可以缩短化成时间、缩短分容流程时间、提升电芯厚度一致性，也能够使得保液量提升。而且本发明在化成流程不变的情况下，只需要在分容时给予0.2-0.5Mpa的面压，不需要常规分容流程中有关筛选容量的操纵步骤。
在上述的一种锂离子电池化成分容的方法中，所述分容过程为：
(1)将电芯搁置2-3min，再以0.60-1.2C恒流放电66-75min至2.8-3.4V，搁置1-2min；
(2)再以0.47-1C恒流放电10-15min至2.8-3.4V，搁置1-2min；
(3)再以0.1-0.3C恒流放电10-11min至2.8-3.4V，搁置3-4min；
(4)再以0.45-0.1C恒流充电30-85min至4.2-4.45V，搁置2-3min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明在电芯分容过程中在充放循环时通过外部施加0.2-0.5Mpa的面压，使得电芯充放循环时极片膨胀给予一个限制压力减少膨胀不一带来的厚度差异，有效的提升电池各处厚度一致性；在分容时控制温度在30-50℃，消除外部温度对电芯的影响，提升电池电压一致性；在化成分容中利用气囊，不仅在化成过程中有效地储气，还在分容时充放电循环过程中吸收电池内部游离的电解液，从而提升电池保液量性能；本发明整体化成分容较常规化成分容时间缩短近一倍，且对设备要求低，半自动化成机与全自动化成机都可以运用本发明。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
下述实施方式中电芯型号容量CPK为1.33。
实施例1
在压力为0.8Mpa，温度为80℃下，对高温浸润的电芯进行化成，化成过程为：
(1)先将高温浸润的电芯搁置2min，再以0.45C恒流充电2min至3.8V,搁置1min；
(2)再以0.4C恒流充电11min至4.0V，搁置1min；
(3)再以1.2C恒流恒压充电、截止电流0.1C充电70min至4.4V，搁置1min；
(4)再以1.2C恒流放电20min至3.2V，搁置2min。
将上述化成的电芯利用气囊常温静置2h，再在温度40℃、面压0.2Mpa下进行分容，分容过程为：
(1)将电芯搁置2min，再以0.9C恒流放电70min至3.2V，搁置1min；
(2)再以0.6C恒流放电10min至3.1V，搁置1min；
(3)再以0.4C恒流放电10min至3.0V，搁置3min；
(4)再以0.5C恒流充电60min至4.4V，搁置3min。
将上述分容的电芯利用气囊常温静置4h，静置后进行排气，再进行K值检测。
实施例2:
在压力为0.8Mpa，温度为80℃下，对高温浸润的电芯进行化成，化成过程为：
(1)先将高温浸润的电芯搁置2min，再以0.4C恒流充电2min至3.8V,搁置1min；
(2)再以0.45C恒流充电11min至3.95V，搁置1min；
(3)再以1.0C恒流恒压充电、截止电流0.1C充电70min至4.3V，搁置1min；
(4)再以1.0C恒流放电20min至3.2V，搁置2min。
将上述化成的电芯利用气囊常温静置2h，再在温度45℃、面压0.25Mpa下进行分容，分容过程为：
(1)将电芯搁置2min，再以1.2C恒流放电70min至3.0V，搁置1min；
(2)再以0.8C恒流放电10min至3.3V，搁置1min；
(3)再以0.5C恒流放电10min至3.3V，搁置2min；
(4)再以0.5C恒流充电60min至4.45V，搁置2min。
将上述分容的电芯利用气囊常温静置3h，静置后进行排气，再进行K值检测。
实施例3：
在压力为0.8Mpa，温度为80℃下，对高温浸润的电芯进行化成，化成过程为：
(1)先将高温浸润的电芯搁置2min，再以0.3C恒流充电2min至3.5V,搁置1min；
(2)再以0.3C恒流充电11min至3.8V，搁置1min；
(3)再以1.0C恒流恒压充电、截止电流0.1C充电70min至4.3V，搁置1min；
(4)再以1.0C恒流放电20min至3.5V，搁置2min。
将上述化成的电芯利用气囊常温静置2h，再在温度50℃、面压0.30Mpa下进行分容，分容过程为：
(1)将电芯搁置2min，再以1.1C恒流放电70min至3.0V，搁置1min；
(2)再以1C恒流放电10min至3.0V，搁置1min；
(3)再以0.5C恒流放电10min至3.0V，搁置1min；
(4)再以0.5C恒流充电60min至4.45V，搁置1min。
将上述分容的电芯利用气囊常温静置4h，静置后进行排气，再进行K值检测。
对比例1：
与实施例1的区别，仅在于，对比例1在化成后未进行一次静置。
对比例2：
与实施例1的区别，仅在于，对比例2在化成后未进行二次静置。
对比例3：
与实施例1的区别，仅在于，对比例3未进行压力分容，进行常规自由分容。
表1：实施例1-3、对比例1-3化成分容后电芯性能测试结果
实施例 保液量/g 厚度COV 化成时间/hrs 分容时间/hrs
实施例1 5.83 0.41％ 1.83 2.66
实施例2 5.80 0.42％ 1.83 2.63
实施例3 5.79 0.38％ 1.83 2.6
对比例1 5.71 0.43％ 1.83 2.66
对比例2 5.67 0.39％ 1.83 2.63
对比例3 5.64 0.79％ 1.83 7.3
综上所述，本发明在电芯分容过程中在充放循环时通过外部施加0.2-0.5Mpa的面压，电芯充放循环时极片膨胀给予一个限制压力减少膨胀不一带来的厚度差异，有效的提升电池各处厚度一致性；在分容时控制温度在30-50℃，消除外部温度对电芯的影响，提升电池电压一致性；在化成分容中利用气囊，不仅在化成过程中有效地储气，还在分容时充放电循环过程中吸收电池内部游离的电解液，从而提升电池保液量性能，本发明整体化成分容较常规化成分容时间缩短一倍有余。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种锂离子电池化成分容的方法，其特征在于，所述方法包括：化成、一次静置、分容、二次静置、排气和K值检测，其中一次静置和二次静置均为利用气囊常温静置，一次静置t1＜二次静置t2，且一次静置t1+二次静置t2为3-6h。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池化成分容的方法，其特征在于，所述一次静置t1为1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池化成分容的方法，其特征在于，所述二次静置t2为2-4h。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池化成分容的方法，其特征在于，所述化成压力为0.8-1.6Mpa，温度为75-85℃。
5.根据权利要求1或4所述的一种锂离子电池化成分容的方法，其特征在于，所述化成过程为：
(1)先将高温浸润的电芯搁置1-2min，再以0.25-0.5C恒流充电1-3min至3.5-3.8V,搁置1-2min；
(2)再以0.25-0.5C恒流充电10-12min至3.6-4.0V，搁置1-2min；
(3)再以0.8-1.2C恒流恒压充电、截止电流0.1C充电65-75min至4.2-4.45V，搁置1-2min；
(4)再以0.8-1.2C恒流放电15-25min至3.0-3.8V，搁置1-2min。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池化成分容的方法，其特征在于，所述分容的温度30-50℃、面压0.2-0.5Mpa。
7.根据权利要求1或6所述的一种锂离子电池化成分容的方法，其特征在于，所述分容过程为：
(1)将电芯搁置2-3min，再以0.6-1.2C恒流放电66-75min至2.8-3.8V，搁置1-2min；
(2)再以0.4-0.1C恒流放电10-15min至2.8-3.4V，搁置1-2min；
(3)再以0.1-0.3C恒流放电10-11min至2.8-3.4V，搁置3-4min；
(4)再以0.4-1C恒流充电30-85min至4.2-4.45V，搁置2-3min。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113764743A (zh) * 2021-09-26 2021-12-07 东莞市创明电池技术有限公司 减少软包锂离子电池产气鼓包的方法和软包锂离子电池
CN114284587A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电芯化成分容方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106450471A (zh) * 2016-10-14 2017-02-22 四川赛尔雷新能源科技有限公司 一种基于高温压力夹具的锂电池裸电芯化成分容方法
CN110649324A (zh) * 2019-09-26 2020-01-03 中北润良新能源汽车(徐州)股份有限公司 一种锂电池化成分容工艺
CN110707363A (zh) * 2019-08-28 2020-01-17 惠州锂威新能源科技有限公司 一种提高软包电芯保液量的方法
CN110970678A (zh) * 2019-12-31 2020-04-07 安普瑞斯（无锡）有限公司 一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106450471A (zh) * 2016-10-14 2017-02-22 四川赛尔雷新能源科技有限公司 一种基于高温压力夹具的锂电池裸电芯化成分容方法
CN110707363A (zh) * 2019-08-28 2020-01-17 惠州锂威新能源科技有限公司 一种提高软包电芯保液量的方法
CN110649324A (zh) * 2019-09-26 2020-01-03 中北润良新能源汽车(徐州)股份有限公司 一种锂电池化成分容工艺
CN110970678A (zh) * 2019-12-31 2020-04-07 安普瑞斯（无锡）有限公司 一种提高聚合物锂离子电池性能的快速化成分容方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113764743A (zh) * 2021-09-26 2021-12-07 东莞市创明电池技术有限公司 减少软包锂离子电池产气鼓包的方法和软包锂离子电池
CN114284587A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电芯化成分容方法

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