CN112701356A - 软包装锂离子电池化成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及软包装锂离子电池技术领域，具体涉及软包装锂离子电池化成方法。该方法包括，先将注液完成的软包装锂离子电池真空搁置，再进行老化，得到预处理电池；然后将所述预处理电池进行充电活化；其中，所述充电活化的过程包括以下步骤：（1）先以0.1‑0.2C的电流充电至截止电压为2.0‑3.0V，再进行第一静置；（2）然后以0.01‑0.05C的电流充电至截止电压为3.5‑5.0V，再进行第二静置；（3）再以0.2‑0.3C的电流充电至满电态。本发明的方法形成的SEI膜性质和组成稳定，从而使得电池的电化学性能能够得到保持。
Description
技术领域
本发明涉及软包装锂离子电池技术领域，具体涉及一种软包装锂离子电池化成方法。
背景技术
随着新能源汽车行业的蓬勃发展，市场对锂离子电池的需求也越来越大，对锂离子电池的容量和寿命也提出了更高的要求。圆柱锂离子电池相对于方形锂离子电池有高的填充率，其在提高电池能量密度方面具有潜在优势。
对于软包装锂离子电池的生产，其化成方法非常关键，直接影响电池的一致性及电性能，决定了锂电池的容量发挥及循环寿命。锂离子电池在首次充电过程中会在电极表面形成一层固体电解质相界面膜，即SEI膜，它可以有效阻止电解液与电极表面材料的反应，改善循环。锂离子电池的化成方法对于上述SEI膜的形成具有重要作用。然而，现有的软包装锂离子电池化成方法形成的SEI膜性质和组成不稳定，从而不利于在使用过程中电化学性能的保持。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的软包装锂离子电池化成方法形成的SEI膜性质和组成不稳定而引起的电化学性能不易保持的缺陷，提供一种软包装锂离子电池化成方法，该方法形成的SEI膜性质和组成稳定，从而使得电池的电化学性能能够得到保持。
为了实现上述目的，本发明提供一种软包装锂离子电池化成方法，该方法包括，先将注液完成的软包装锂离子电池真空搁置，再进行老化，得到预处理电池；然后将所述预处理电池进行充电活化；
其中，所述充电活化的过程包括以下步骤：
(1)先以0.1-0.2C的电流充电至截止电压为2.0-3.0V，再进行第一静置；
(2)然后以0.01-0.05C的电流充电至截止电压为3.5-5.0V，再进行第二静置；
(3)再以0.2-0.3C的电流充电至满电态。
优选地，所述真空搁置的时间为6-15min。
优选地，所述老化处理的温度为30℃-55℃，老化处理的时间为20-40h。
优选地，所述第一静置中在电池的两个侧面施加0.2-0.6MPa的压力。
优选地，所述第一静置的时间为10-20min。
优选地，所述第一静置的温度为30-50℃。
优选地，所述第二静置中在电池的两个侧面施加0.7-0.9MPa的压力。
优选地，所述第二静置的时间为20-30min。
优选地，所述第二静置的温度为20-25℃。
与现有技术相比，本发明提供的软包装锂离子电池化成方法通过前述特定的方法，尤其是特定的充电活化过程，即先以0.1-0.2C的电流充电至截止电压为2.0-3.0V，再进行第一静置；然后以0.01-0.05C的电流充电至截止电压为3.5-5.0V，再进行第二静置；再以0.2-0.3C的电流充电至满电态，形成的SEI膜性质和组成稳定，从而使得电池的电化学性能能够得到保持，提高了电池的循环性能、倍率性能和安全性。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种软包装锂离子电池化成方法，该方法包括，先将注液完成的软包装锂离子电池真空搁置，再进行老化，得到预处理电池；然后将所述预处理电池进行充电活化；
其中，所述充电活化的过程包括以下步骤：
(1)先以0.1-0.2C的电流充电至截止电压为2.0-3.0V，再进行第一静置；
(2)然后以0.01-0.05C的电流充电至截止电压为3.5-5.0V，再进行第二静置；
(3)再以0.2-0.3C的电流充电至满电态。
发明人研究发现，以上述特定的充电活化过程，尤其是先以较高电流充电至较低电压，然后再以较低电流充电至较高电压，再以高电流充电至满电态，并配合其他技术特征，对软包装锂离子电池进行化成，能够使得软包装锂离子电池化成的电化学性能得到显著改善，且更稳定，循环性能好；而且缩短了化成的时间，提高了化成的效率；还能够形成均匀稳定的SEI膜，很好地改善电池界面状态。
根据本发明，优选地，所述真空搁置的时间为6-15min。采用真空搁置有利于正负极片与隔膜间气泡的排除，并能够促进电解液的浸润。
根据本发明，优选地，所述老化处理的温度为30℃-55℃，老化处理的时间为20-40h。
根据本发明，优选地，所述第一静置中在电池的两个侧面施加0.2-0.6MPa的压力。该优选方案下，利于使正负极片与隔膜贴合紧密，在化成过程中进一步促进形成稳定的SEI膜。
根据本发明，优选地，所述第一静置的时间为10-20min。
根据本发明，优选地，所述第一静置的温度为30-50℃。
优选地，所述第二静置中在电池的两个侧面施加0.7-0.9MPa的压力。该优选方案下，利于使正负极片与隔膜贴合紧密，在化成过程中进一步促进形成稳定的SEI膜。
根据本发明，优选地，所述第二静置的时间为20-30min。
根据本发明，优选地，所述第二静置的温度为20-25℃。
本发明提供的软包装锂离子电池化成方法通过前述特定的方法，尤其是特定的充电活化过程，即先以0.1-0.2C的电流充电至截止电压为2.0-3.0V，再进行第一静置；然后以0.01-0.05C的电流充电至截止电压为3.5-5.0V，再进行第二静置；再以0.2-0.3C的电流充电至满电态，形成的SEI膜性质和组成稳定，从而使得电池的电化学性能能够得到保持，提高了电池的循环性能、倍率性能和安全性。
根据本发明的一种优选实施方式，所述软包装锂离子电池化成方法包括，先将注液完成的软包装锂离子电池真空搁置6-15min，再进行老化，得到预处理电池；然后将所述预处理电池进行充电活化；其中，所述充电活化的过程包括以下步骤：
(1)先以0.1-0.2C的电流(即第一电流)充电至截止电压为2.0-3.0V(即第一电压)，再进行第一静置；第一静置中在电池的两个侧面施加0.2-0.6MPa的压力(即压力A)，第一静置的时间为10-20min，第一静置的温度为30-50℃；
(2)然后以0.01-0.05C的电流(即第二电流)充电至截止电压为3.5-5.0V(即第二电压)，再进行第二静置；所述第二静置中在电池的两个侧面施加0.7-0.9MPa的压力(即压力B)，第二静置的时间为20-30min，所述第二静置的温度为20-25℃；
(3)再以0.2-0.3C的电流(即第三电流)充电至满电态；
所述老化处理的温度为30℃-55℃，老化处理的时间为20-40h。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明的软包装锂离子电池化成方法。
先将注液完成的软包装锂离子电池真空搁置，再进行老化，得到预处理电池；然后将所述预处理电池进行充电活化；其中，所述充电活化的过程为：
(1)先以第一电流充电至截止第一电压，再进行第一静置；第一静置中在电池的两个侧面施加压力A；
(2)然后以第二电流充电至截止第二电压，再进行第二静置；所述第二静置中在电池的两个侧面施加压力B；
(3)再以第三电流充电至满电态。
上述方法中涉及的工艺参数如表1所示。
实施例2-3
按照实施例1的方法进行，不同的是，采用表1所示的工艺参数。
实施例4-5
按照实施例1的方法进行，不同的是，采用表1所示的工艺参数。
表1
实施例6
按照实施例1的方法进行，不同的是，在所述第一静置和第二静置中均不在电池的两个侧面施加压力。
实施例7
按照实施例1的方法进行，不同的是，第一静置的温度为20℃，第二静置的温度为35℃。
对比例1
按照实施例1的方法进行，不同的是，第一电流采用0.03C。
对比例2
按照实施例1的方法进行，不同的是，第一电压采用5V。
测试例
在上述实施例1-7和对比例1-2的方法化成后的锂离子电池分别做循环性能测试和倍率性能测试，结果如表2所示，具体的，将软包装锂离子电池分别以1C、5C电流充放电，循环500周后的容量保持率。
表2
| 实施例编号 | 容量保持率，％(1C) | 容量保持率，％(5C) |
| 实施例1 | 99 | 97 |
| 实施例2 | 97 | 98 |
| 实施例3 | 98 | 96 |
| 实施例4 | 95 | 94 |
| 实施例5 | 96 | 93 |
| 实施例6 | 92 | 91 |
| 实施例7 | 91 | 90 |
| 对比例1 | 83 | 81 |
| 对比例2 | 81 | 80 |
通过表1的结果可以看出，采用本发明的实施例具有明显更好的效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种软包装锂离子电池化成方法，该方法包括，先将注液完成的软包装锂离子电池真空搁置，再进行老化，得到预处理电池；然后将所述预处理电池进行充电活化；
其中，所述充电活化的过程包括以下步骤：
（1）先以0.1-0.2C的电流充电至截止电压为2.0-3.0V，再进行第一静置；
（2）然后以0.01-0.05C的电流充电至截止电压为3.5-5.0V，再进行第二静置；
（3）再以0.2-0.3C的电流充电至满电态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述真空搁置的时间为6-15min。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述老化处理的温度为30℃-55℃，老化处理的时间为20-40h。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一静置中在电池的两个侧面施加0.2-0.6MPa的压力。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一静置的时间为10-20min。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一静置的温度为30-50℃。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述第二静置中在电池的两个侧面施加0.7-0.9MPa的压力。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二静置的时间为20-30min。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二静置的温度为20-25℃。
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