CN112713315B - 高电压锂电池及其化成工艺 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高电压锂电池及其化成工艺。上述的高电压锂电池化成工艺包括以下步骤：将注液后的锂电池电芯静置操作；将完成静置操作的锂电池电芯转动90度，并采用第一预设电流对锂电池电芯进行第一次充电操作；将完成第一次充电操作的锂电池电芯继续转动90度，并采用第二预设电流对锂电池电芯进行第二次充电操作；将完成第二次充电操作的锂电池电芯又转动90度，并采用第三预设电流对锂电池电芯进行第三次充电操作；将完成第三次充电操作的锂电池电芯再次转动90度，并对锂电池电芯进行补充电操作；对完成补充电操作的锂电池电芯进行封口操作，得到高电压锂电池。上述高电压锂电池化成工艺能够降低化成成本、提高化成效率及提高电解液密度一致性。

Description

高电压锂电池及其化成工艺

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种高电压锂电池及其化成工艺。

背景技术

目前的锂离子二次电池多用于手机、笔记本电脑、蓝牙耳机等一些小型化的移动用电设备。随着锂离子电池技术的不断成熟，成本不断降低，人们逐渐认识到锂离子电池应该具有更加广泛的应用领域。化成是锂离子电池生产过程中的重要工序，化成时在负极表面形成一层固体电解质膜，即固体聚合物电解质膜，固体聚合物电解质膜的均匀性和厚度对电池的容量及循环性能有较大影响。形成均匀和稳定的固体聚合物电解质膜能够很好的适应锂离子的嵌入和脱出所引起的体积膨胀。

传统的锂离子电池的化成充电工艺中，都是先采用小电流充电进行“预化成”，对电池电芯进行激活，然后待SEI(solid electrolyte interface，固体电解质界面)膜稳定形成后，再进行抽气二次封装，接着进行二次充电，化成方法耗时较长，过程步骤多，人工成本增加，且对电芯外观等问题造成比较大影响，不能很好的适应电池的交货周期。此外，传统化成电芯时，电芯放置方向一直固定，导致电解液在芯体区域存在一定的死角，使SEI膜成膜质量差。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够降低化成成本、提高化成效率及提高电解液密度一致性的高电压锂电池及其化成工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高电压锂电池化成工艺，包括以下步骤：

将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作；

将完成所述静置操作的所述锂电池电芯转动90度，并采用第一预设电流对所述锂电池电芯进行第一次充电操作；

将完成所述第一次充电操作的所述锂电池电芯继续转动90度，并采用第二预设电流对所述锂电池电芯进行第二次充电操作；

将完成所述第二次充电操作的所述锂电池电芯又转动90度，并采用第三预设电流对所述锂电池电芯进行第三次充电操作；

将完成所述第三次充电操作的所述锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对所述锂电池电芯进行补充电操作；

对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作，得到所述高电压锂电池。

在其中一个实施例中，在将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作的步骤之前，所述高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：

将所述注液后的锂电池电芯置于集分段变压力控制系统、温控系统、时间控制系统、可横纵向方向调整的充放电功能的一体化设备。

在其中一个实施例中，所述预设温度为60℃～80℃。

在其中一个实施例中，所述预设压力为0.2MPa～0.3MPa。

在其中一个实施例中，所述预设时间为10min～20min。

在其中一个实施例中，所述锂电池电芯包括卷芯和电芯包装膜，所述卷芯封闭包覆于所述电芯包装膜内。

在其中一个实施例中，所述锂电池电芯包括极耳、卷芯和电芯包装膜，所述卷芯封闭包覆于所述电芯包装膜内，所述极耳与所述卷芯连接，且所述极耳裸露于所述电芯包装膜外。

在其中一个实施例中，在将完成所述第三次充电操作的所述锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对所述锂电池电芯进行补充电操作的步骤之后，在对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作的步骤之前，所述高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：

对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行抽气操作。

在其中一个实施例中，在对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作，得到所述高电压锂电池的步骤之后，所述高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：

对完成所述封口操作之后的所述高电压锂电池进行分容操作。

一种高电压锂电池，所述高电压锂电池采用如上任一实施例所述的高电压锂电池化成工艺化成后得到。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、本发明高电压锂电池化成工艺在对锂电池电芯进行化成的过程中，将锂电池电芯分多次进行充电，并在充电化成过程中将锂电池电芯进行360度旋转，从而使电芯电解液能够充分浸润至锂电池电芯的每个角落，进而提高锂电池电芯极片上的电解液密度的一致性，以形成质量较高的SEI膜。进一步地，对锂电池电芯每次通过预设电流充电后均将锂电池电芯进行90度旋转，然后在进行下一次的充电，如此，能够显著地减少锂电池电芯在化成时的极化现象，提高锂电池电芯的性能稳定性。

2、本发明高电压锂电池化成工艺的过程简单，易于操作，且在化成过程对锂离子电池的压力控制、温度控制、时间控制、旋转方向及角度控制均能在一个工位中完成，从而减少了高电压锂电池化成的时间成本和人工成本，同时提高了高电压锂电池的化成效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例中高电压锂电池化成工艺流程图；

图2为图1所示高电压锂电池化成工艺中锂电池电芯转动示意图；

图3为图1所示高电压锂电池化成工艺中锂电池的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种高电压锂电池化成工艺。上述高电压锂电池化成工艺包括以下步骤：将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作；将完成所述静置操作的所述锂电池电芯转动90度，并采用第一预设电流对所述锂电池电芯进行第一次充电操作；将完成所述第一次充电操作的所述锂电池电芯继续转动90度，并采用第二预设电流对所述锂电池电芯进行第二次充电操作；将完成所述第二次充电操作的所述锂电池电芯又转动90度，并采用第三预设电流对所述锂电池电芯进行第三次充电操作；将完成所述第三次充电操作的所述锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对所述锂电池电芯进行补充电操作；对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作，得到所述高电压锂电池。

上述的高电压锂电池化成工艺，在对锂电池电芯进行化成的过程中，将锂电池电芯分多次进行充电，并在充电化成过程中将锂电池电芯进行360度旋转，从而使电芯电解液能够充分浸润至锂电池电芯的每个角落，进而提高锂电池电芯极片上的电解液密度的一致性，以形成质量较高的SEI膜。进一步地，对锂电池电芯每次通过预设电流充电后均将锂电池电芯进行90度旋转，然后在进行下一次的充电，如此，能够显著地减少锂电池电芯在化成时的极化现象，提高锂电池电芯的性能稳定性。此外，本申请高电压锂电池化成工艺的过程简单，易于操作，且在化成过程对锂离子电池的压力控制、温度控制、时间控制、旋转方向及角度控制均能在一个工位中完成，从而减少了高电压锂电池化成的时间成本和人工成本，同时提高了高电压锂电池的化成效率。

如图1和图2所示，其中图2为图1所示高电压锂电池化成工艺中锂电池电芯转动示意图，图2中的p为锂电池电芯的旋转方向，a为锂电池静置操作中的状态，同时参见图2，其中b为锂电池在第一次充电操作中的状态，c为锂电池第二次充电操作中的状态，d为锂电池第三次充电操作中的状态，e为锂电池补充电操作中的状态，为了更好地理解本发明高电压锂电池化成工艺，以下对本发明高电压锂电池化成工艺作进一步的解释说明，一实施方式的高电压锂电池化成工艺，包括以下步骤的部分或全部：

S100，将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作。

可以理解的是，电解液在化成过程参与成膜，将电解液注入锂电池电芯内，有利于在化成过程中SEI膜的形成。在本实施例中，将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作，使电解液在重力作用下对整个锂电池电芯进行浸润，而通过控制温度及压力能够使提高电解液的流动速度，进而提高电解液对锂电池电芯的浸润速度。通过控制静置时间能够使电解液对锂电池电芯的浸润更加充分。

S200，将完成静置操作的锂电池电芯转动90度，并采用第一预设电流对锂电池电芯进行第一次充电操作。

可以理解的是，锂电池电芯在完成静置操作后，电解液在重力作用下对整个锂电池电芯进行了竖直方向的浸润。在本实施例中，将完成静置操作的锂电池电芯转动90度，并采用第一预设电流对锂电池电芯进行第一次充电操作。通过将完成静置操作的锂电池电芯转动90度，能够使锂电池电芯内的电解液随着转动对锂电池电芯进行另一角度的浸润，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。进一步地，采用第一预设电流对锂电池电芯进行第一次充电操作，将锂电池电芯充电至电量的30％SOC，通过对旋转90度后的锂电池电芯进行电解液浸润的同时，将锂电池电芯在第一预设电流下进行化成操作，能够显著地减少锂电池电芯在化成时的极化现象，提高锂电池电芯的性能稳定性。

S300，将完成第一次充电操作的锂电池电芯继续转动90度，并采用第二预设电流对锂电池电芯进行第二次充电操作。

可以理解的是，锂电池电芯在完成第一次充电操作后，电解液在重力作用下对锂电池电芯进行了相对静置操作时锂电池电芯另一角度方向的浸润。在本实施例中，将完成第一次充电操作的锂电池电芯继续转动90度，并采用第二预设电流对锂电池电芯进行第二次充电操作。通过将完成第一次充电操作的锂电池电芯继续转动90度，即相对于锂电池电芯的初始位置旋转180度，能够使锂电池电芯内的电解液随着转动对锂电池电芯进行又一角度的浸润，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。进一步地，采用第二预设电流对锂电池电芯进行第二次充电操作，将锂电池电芯充电至电量的60％SOC，通过对旋转90度后的锂电池电芯进行电解液浸润的同时，将锂电池电芯在第二预设电流下进行化成操作，从而使锂电池电芯内的气体完全排出到锂电池电芯包装膜气袋及无芯体区，同时使电芯芯体底部的电解液也充分流动浸润到芯体边缘位置，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。

S400，将完成第二次充电操作的锂电池电芯又转动90度，并采用第三预设电流对锂电池电芯进行第三次充电操作。

可以理解的是，锂电池电芯在完成第二次充电操作后，电解液在重力作用下对锂电池电芯进行了相对静置操作时锂电池电芯另一角度方向的浸润。在本实施例中，将完成第二次充电操作的锂电池电芯又转动90度，并采用第三预设电流对锂电池电芯进行第三次充电操作。通过将完成第二次充电操作的锂电池电芯又转动90度，即相对于锂电池电芯的初始位置旋转270度，能够使锂电池电芯内的电解液随着转动对锂电池电芯进行又一角度的浸润，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。进一步地，采用第三预设电流对锂电池电芯进行第三次充电操作，将锂电池电芯充电至电量的100％SOC，通过对旋转90度后的锂电池电芯进行电解液浸润的同时，将锂电池电芯在第二预设电流下进行化成操作，从而使锂电池达到满电量的状态，同时使电芯芯体侧边的电解液也充分流动浸润到芯体边缘位置，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。

S500，将完成第三次充电操作的锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对锂电池电芯进行补充电操作。

可以理解的是，锂电池电芯在完成第三次充电操作后，电解液在重力作用下对锂电池电芯完成了相对静置操作时锂电池电芯侧边方向的浸润。在本实施例中，将完成第三次充电操作的锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对锂电池电芯进行补充电操作。通过将完成第三次充电操作的锂电池电芯再次转动90度，即相对于锂电池电芯的初始位置旋转360度，能够使锂电池电芯内的电解液随着转动对锂电池电芯进行全面的浸润，让电芯电解液每个角落均能得到充分浸润，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。进一步地，采用第四预设电流对锂电池电芯进行补充电操作，能够补充锂电池电芯在旋转过程，即由于电解液在流动浸润过程中造成的电量损失，从而使锂电池的电量保持在100％SOC，保证锂电池电芯的性能稳定性。此外，锂电池电芯经过360度的转动后，使电芯电解液充分浸润至每个角落，进而提高锂电池电芯极片上的电解液密度的一致性，以形成质量较高的SEI膜。

S600，对完成补充电操作的锂电池电芯进行封口操作，得到高电压锂电池。

在本实施例中，对完成补充电操作的锂电池电芯进行封口操作，使化成后的锂电池电芯内部避免与空气接触，进而得到化成效果较好、性能稳定的高电压锂电池。可以理解的是，高电压锂电池是指单体充电截止电压高于4.2V的电池，如在手机上使用的锂离子电池，截止电压由4.2V发展到4.3V、4.35V，再到4.4V。在本实施例中的高电压锂电池为4.45V的锂电池。

在其中一个实施例中，在将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作的步骤之前，高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：将注液后的锂电池电芯置于集分段变压力控制系统、温控系统、时间控制系统、可横纵向方向调整的充放电功能的一体化设备。可以理解的是，在对锂电池电芯进行化成的过程中，将锂电池电芯分多次进行充电，并在充电化成过程中将锂电池电芯进行360度旋转，从而使电芯电解液能够充分浸润至锂电池电芯的每个角落，进而提高锂电池电芯极片上的电解液密度的一致性，以形成质量较高的SEI膜。在本实施例中，在将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作的步骤之前，高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：将注液后的锂电池电芯置于集分段变压力控制系统、温控系统、时间控制系统、可横纵向方向调整的充放电功能的一体化设备，使锂电池电芯的旋转操作能与锂电池电芯的化成在一个工位完成，即在化成过程对锂离子电池的压力控制、温度控制、时间控制、旋转方向及角度控制均能在一个工位中完成，从而减少高电压锂电池化成的时间成本和人工成本，同时提高高电压锂电池的化成效率。

在其中一个实施例中，预设温度为60℃～80℃。可以理解的是，将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作，使电解液在重力作用下对整个锂电池电芯进行浸润，但在浸润过程中，容易出现电解液浸润过慢，影响锂电池电芯化成的效率。在本实施例中，预设温度为70℃，能够使电解液的粘度降低，从而有效地提高电解液的浸润速度，进而提高锂电池电芯化成的效率。

进一步地，预设压力为0.2MPa～0.3MPa。可以理解的是，将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作，使电解液在重力作用下对整个锂电池电芯进行浸润，但在浸润过程中，容易出现电解液浸润过慢，且锂电池电芯平整度较差的问题。在本实施例中，预设压力为0.3MPa，能够使电解液的流速加快，从而有效地提高电解液的浸润速度，进而提高锂电池电芯化成的效率。

更进一步地，预设时间为10min～20min。可以理解的是，将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作，使电解液在重力作用下对整个锂电池电芯进行浸润，但在浸润过程中，不仅容易出现电解液浸润过慢的问题，而且容易出现电解液浸润不够均匀及不够充分的情况。在本实施例中，预设时间为15min，即将注液后的锂电池电芯在70℃及0.3MPa状态下进行15min的静置操作，能够使电解液在锂电池电芯内快速浸润，且能够使电解液的浸润更加充分，进而提升锂电池电芯化成效果。

在其中一个实施例中，所述第一预设电流为0.02C～0.03C。在本实施例中，第一预设电流为0.02C，通过较小电流先对锂电池电芯开始充电一段时间，能够使锂离子充分嵌入到负极的深处空穴，形成致密性较好的初步SEI膜。

在其中一个实施例中，所述第一次充电操作中的温度为30℃～60℃，电解液在30℃～60℃下的粘度较低、导电率较高以及电极材料离子扩散速度较快，对电芯进行高温竖向浸润的同时，进行小电流化成的操作，可显著减少化成时的极化现象。

在其中一个实施例中，所述第一次充电操作中的压力为0.2MPa～0.3MPa。在本实施例中，第一次充电操作中的压力为0.2MPa，从而使旋转90度后的锂电池的电解液流速加快，进而有效地提高电解液的浸润速度，进而提高锂电池电芯化成的效率。此外，对电芯进行边高温竖向浸润及边小电流化成的操作，可显著减少化成时的极化现象。

进一步地，所述第一次充电操作的时间为30min～60min。可以理解的是，将完成静置操作后的锂电池电芯旋转90度，使锂电池电芯在进行第一次充电操作的同时，电解液从另一角度方向对锂电池电芯进行浸润。为了使电解液的浸润更加充分，同时提高化成效率，在本实施例中，第一次充电操作的时间为45min，从而使电解液在竖直方向对锂电池电芯进行充分浸润，保证锂电池电芯的化成效果，同时提高化成效率。

在其中一个实施例中，所述第二预设电流为0.5C～0.6C。在本实施例中，第二预设电流为0.5C，能够提高锂电池电芯的充电速度，将锂电池电芯快速充电至60％SOC。

在其中一个实施例中，所述第二次充电操作中的温度为60℃～80℃。可以理解的是，通过将完成第一次充电操作的锂电池电芯继续转动90度，即相对于锂电池电芯的初始位置旋转180度，能够使锂电池电芯内的电解液随着转动对锂电池电芯进行又一角度的浸润，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。在本实施例中，第二次充电操作中的温度为70℃，能够进一步地提高电解液的浸润速度。

在其中一个实施例中，所述第二次充电操作中的压力为0.3MPa～0.4MPa。在本实施例中，第二次充电操作中的压力为0.3MPa，从而使旋转180度后的锂电池的电解液流速加快，进而有效地提高电解液的浸润速度，进而提高锂电池电芯化成的效率。

进一步地，所述第二次充电操作的时间为30min～60min。可以理解的是，将完成第一次充电操作后的锂电池电芯旋转90度，使锂电池电芯在进行第二次充电操作的同时，电解液从又一角度方向对锂电池电芯进行浸润。为了使电解液的浸润更加充分，同时提高化成效率，在本实施例中，第二次充电操作的时间为45min，即完成第一次充电操作后的锂电池电芯在70℃及0.3MPa状态下进行45min的静置操作，能够使电解液在锂电池电芯内快速浸润，且能够使电解液的浸润更加充分，进而提升锂电池电芯化成效果。

在其中一个实施例中，所述第三预设电流为0.9C～1.1C。在本实施例中，第三预设电流为1.0C，能够提高锂电池电芯的充电速度，将锂电池电芯快速充电至100％SOC。

在其中一个实施例中，所述第三次充电操作中的温度为60℃～80℃。可以理解的是，通过将完成第二次充电操作的锂电池电芯继续转动90度，即相对于锂电池电芯的初始位置旋转270度，能够使锂电池电芯内的电解液随着转动对锂电池电芯进行又一角度的浸润，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。在本实施例中，第二次充电操作中的温度为70℃，能够进一步地提高电解液的浸润速度。

在其中一个实施例中，所述第三次充电操作中的压力为0.4MPa～0.6MPa。在本实施例中，第三次充电操作中的压力为0.5MPa，从而使旋转270度后的锂电池的电解液流速加快，进而有效地提高电解液的浸润速度，进而提高锂电池电芯化成的效率。

进一步地，所述第三次充电操作的时间为10min～30min。可以理解的是，将完成第二次充电操作后的锂电池电芯旋转90度，使锂电池电芯在进行第三次充电操作的同时，电解液从又一角度方向对锂电池电芯进行浸润。为了使电解液的浸润更加充分，同时提高化成效率，在本实施例中，第三次充电操作的时间为20min，即完成第二次充电操作后的锂电池电芯在70℃及0.5MPa状态下进行20min的静置操作，能够使电解液在锂电池电芯内快速浸润，且能够使电解液的浸润更加充分，进而提升锂电池电芯化成效果。

在其中一个实施例中，所述第四预设电流为0.02C～0.03C。在本实施例中，第四预设电流为0.02C，在完成第三次充电操作后，通过转换为0.02C的电流对锂电池电芯进行补充电操作，将锂电池电芯电量补充至电量的100％SOC，同时能够保证补充电操作的稳定性。

在其中一个实施例中，所述补充电操作中的温度为60℃～80℃。可以理解的是，通过将完成第三次充电操作的锂电池电芯继续转动90度，即相对于锂电池电芯的初始位置旋转360度，能够使锂电池电芯内的电解液随着转动对锂电池电芯进行又一角度的浸润，进而提高锂电池电芯内电解液密度的一致性。在本实施例中，补充电操作中的温度为70℃，能够进一步地提高电解液的浸润速度。

在其中一个实施例中，所述补充电操作中的压力为0.3MPa～0.4MPa。在本实施例中，第三次充电操作中的压力为0.3MPa，从而使旋转360度后的锂电池的电解液流速加快，进而有效地提高电解液的浸润速度，进而提高锂电池电芯化成的效率。

进一步地，所述补充电操作的时间为20min～30min。可以理解的是，将完成第三次充电操作后的锂电池电芯旋转90度，使锂电池电芯在进行第三次充电操作的同时，电解液从又一角度方向对锂电池电芯进行浸润。为了使电解液的浸润更加充分，同时提高化成效率，在本实施例中，补充电操作的时间为20min，即完成第三次充电操作后的锂电池电芯在70℃及0.3MPa状态下进行20min的静置操作，能够使电解液在锂电池电芯内快速浸润，且能够使电解液的浸润更加充分，进而提升锂电池电芯化成效果。

如图3所示，在其中一个实施例中，锂电池电芯包括极耳100、卷芯200和电芯包装膜300，卷芯200封闭包覆于电芯包装膜300内，极耳100与卷芯200连接，且极耳100裸露于电芯包装膜300外。在本实施例中，卷芯200封闭包覆于电芯包装膜300内，通过电芯包装膜300能够对卷芯起到保护作用，使卷芯200与外界空气及水分隔绝。

进一步地，电芯包装膜300包括卷芯膜310和气袋320，气袋320与卷芯膜310连接，卷芯200封闭包覆于卷芯膜310内。可以理解的是，锂电池电芯在化成过程中容易产生气体，从而影响锂电池电芯的化成效果。在本实施例中，电芯包装膜300包括卷芯膜310和气袋320，气袋320与卷芯膜310连接，卷芯200封闭包覆于卷芯膜310内，使锂电池电芯芯体内的气体能够完全排出到气袋320中，再通过气袋320将气体排出，从而能够保证将锂电池电芯内的气体充分排出，提高锂电池电芯的性能稳定性。

在其中一个实施例中，在将完成第三次充电操作的锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对锂电池电芯进行补充电操作的步骤之后，在对完成补充电操作的锂电池电芯进行封口操作的步骤之前，高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：对完成补充电操作的锂电池电芯进行抽气操作。可以理解的是，在将完成第三次充电操作的锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对锂电池电芯进行补充电操作之后，在对完成补充电操作的锂电池电芯进行封口操作之前，锂电池电芯内容易存在化成过程中反应生成的气体。在本实施例中，对完成补充电操作的锂电池电芯进行抽气操作，能够有效地排除反应气体，从而有效地减小锂电池电芯内阻，提高锂电池电芯的性能。

在其中一个实施例中，在对完成补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作，得到高电压锂电池的步骤之后，高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：对完成封口操作之后的高电压锂电池进行分容操作。在本实施例中，对完成封口操作之后的高电压锂电池进行分容操作，从而检测分析得到锂电池容量的大小和内阻。分容后能够对锂电池进行分类组编，筛选出容量和内阻相同的单体进行组合。

进一步地，将完成分容操作后的锂电池进行静置操作，通过对完成分容操作后的锂电池进行静置操作，能够对锂电池进行进一步地筛选，进而提高锂电池性能的稳定性。

实施例1

将注液后的锂电池电芯置于集分段变压力控制系统、温控系统、时间控制系统、可横纵向方向调整的充放电功能的一体化设备，在温度为60℃，压力为0.2MPa状态下电芯竖向高温静置10min。静置完成后，启动设备转向90°方向使电芯竖向放置，先采用0.02C的电流对电池进行充电到电量的30％SOC，其中温度设定为30℃，压力设定为0.2MPa，时间设定为30min。充电到30％SOC后，启动设备转向90°方向使电芯横向放置，将电流转为0.5C，并将锂电池电芯充电到60％SOC，其中温度设定为60℃，压力设定为0.3MPa，时间设定为30min。充电到60％SOC后，启动设备转向90°方向使电芯竖向放置，将电流转为0.9C，并将锂电池电芯充电到100％SOC，其中温度设定为60℃，压力设定为0.4MPa，时间设定为10min。启动设备转向90°使电芯横向放置，在60℃状态下，一体化设备上使用0.02C的电流在0.3MPa压力状态下补电到电量的100％SOC。然后依次对电池进行抽气、封口和分容。

实施例2

将注液后的锂电池电芯置于集分段变压力控制系统、温控系统、时间控制系统、可横纵向方向调整的充放电功能的一体化设备，在温度为80℃，压力为0.3MPa状态下电芯竖向高温静置20min。静置完成后，启动设备转向90°方向使电芯竖向放置，先采用0.03C的电流对电池进行充电到电量的30％SOC，其中温度设定为60℃，压力设定为0.3MPa，时间设定为60min。充电到30％SOC后，启动设备转向90°方向使电芯横向放置，将电流转为0.6C，并将锂电池电芯充电到60％SOC，其中温度设定为80℃，压力设定为0.4MPa，时间设定为60min。充电到60％SOC后，启动设备转向90°方向使电芯竖向放置，将电流转为1.1C，并将锂电池电芯充电到100％SOC，其中温度设定为80℃，压力设定为0.6MPa，时间设定为30min。启动设备转向90°使电芯横向放置，在80℃状态下，一体化设备上使用0.03C的电流在0.4MPa压力状态下补电到电量的100％SOC。然后依次对电池进行抽气、封口和分容。

实施例3

将注液后的锂电池电芯置于集分段变压力控制系统、温控系统、时间控制系统、可横纵向方向调整的充放电功能的一体化设备，在温度为70℃，压力为0.25MPa状态下电芯竖向高温静置15min。静置完成后，启动设备转向90°方向使电芯竖向放置，先采用0.03C的电流对电池进行充电到电量的30％SOC，其中温度设定为70℃，压力设定为0.25MPa，时间设定为40min。充电到30％SOC后，启动设备转向90°方向使电芯横向放置，将电流转为0.6C，并将锂电池电芯充电到60％SOC，其中温度设定为80℃，压力设定为0.4MPa，时间设定为40min。充电到60％SOC后，启动设备转向90°方向使电芯竖向放置，将电流转为1.0C，并将锂电池电芯充电到100％SOC，其中温度设定为70℃，压力设定为0.5MPa，时间设定为20min。启动设备转向90°使电芯横向放置，在70℃状态下，一体化设备上使用0.03C的电流在0.35MPa压力状态下补电到电量的100％SOC。然后依次对电池进行抽气、封口和分容。

对上述实施例的锂电池在不同电流和温度下进行循环性能测试，测试结果如表1所示：

表1

由表1的测试结果可知，采用实施例1～实施例3的方法化成得到的锂电池在300次循环后的容量保持率均在82％以上，其中实施例1中的容量保持率最高，达85.10％。综上可知，本申请高电压锂电池化成工艺得到的高电压锂电池具有循环性能较好以及稳定可靠的优点。

本申请还提供一种高电压锂电池，所述高电压锂电池采用如上任一实施例所述的高电压锂电池化成工艺化成后得到。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、本发明高电压锂电池化成工艺在对锂电池电芯进行化成的过程中，将锂电池电芯分多次进行充电，并在充电化成过程中将锂电池电芯进行360度旋转，从而使电芯电解液能够充分浸润至锂电池电芯的每个角落，进而提高锂电池电芯极片上的电解液密度的一致性，以形成质量较高的SEI膜。进一步地，对锂电池电芯每次通过预设电流充电后均将锂电池电芯进行90度旋转，然后在进行下一次的充电，如此，能够显著地减少锂电池电芯在化成时的极化现象，提高锂电池电芯的性能稳定性。

2、本发明高电压锂电池化成工艺的过程简单，易于操作，且在化成过程对锂离子电池的压力控制、温度控制、时间控制、旋转方向及角度控制均能在一个工位中完成，从而减少了高电压锂电池化成的时间成本和人工成本，同时提高了高电压锂电池的化成效率。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高电压锂电池化成工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作；

将完成所述静置操作的所述锂电池电芯转动90度，并采用第一预设电流对所述锂电池电芯进行第一次充电操作；

将完成所述第一次充电操作的所述锂电池电芯继续转动90度，即相对于所述锂电池电芯的初始位置旋转180度，并采用第二预设电流对所述锂电池电芯进行第二次充电操作；

将完成所述第二次充电操作的所述锂电池电芯又转动90度，即相对于所述锂电池电芯的初始位置旋转270度，并采用第三预设电流对所述锂电池电芯进行第三次充电操作；

将完成所述第三次充电操作的所述锂电池电芯再次转动90度，即相对于所述锂电池电芯的初始位置旋转360度，并采用第四预设电流对所述锂电池电芯进行补充电操作；

对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作，得到所述高电压锂电池。

2.根据权利要求1所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，在将注液后的锂电池电芯在预设温度及预设压力状态下进行预设时间的静置操作的步骤之前，所述高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：

将所述注液后的锂电池电芯置于集分段变压力控制系统、温控系统、时间控制系统、可横纵向方向调整的充放电功能的一体化设备中。

3.根据权利要求1所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，所述预设温度为60℃～80℃。

4.根据权利要求1所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，所述预设压力为0.2MPa～0.3MPa。

5.根据权利要求1所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，所述预设时间为10min～20min。

6.根据权利要求1所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，所述锂电池电芯包括极耳、卷芯和电芯包装膜，所述卷芯封闭包覆于所述电芯包装膜内，所述极耳与所述卷芯连接，且所述极耳裸露于所述电芯包装膜外。

7.根据权利要求6所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，所述电芯包装膜包括卷芯膜和气袋，所述气袋与所述卷芯膜连接，所述卷芯封闭包覆于所述卷芯膜内。

8.根据权利要求1所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，在将完成所述第三次充电操作的所述锂电池电芯再次转动90度，并采用第四预设电流对所述锂电池电芯进行补充电操作的步骤之后，在对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作的步骤之前，所述高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：

对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行抽气操作。

9.根据权利要求1所述的高电压锂电池化成工艺，其特征在于，在对完成所述补充电操作的所述锂电池电芯进行封口操作，得到所述高电压锂电池的步骤之后，所述高电压锂电池化成工艺还包括以下步骤：

对完成所述封口操作之后的所述高电压锂电池进行分容操作。

10.一种高电压锂电池，其特征在于，所述高电压锂电池采用如权利要求1～9中任一所述的高电压锂电池化成工艺化成后得到。

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