CN113363591B - 一种锂电池化成分容方法 - Google Patents
一种锂电池化成分容方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113363591B CN113363591B CN202110633360.5A CN202110633360A CN113363591B CN 113363591 B CN113363591 B CN 113363591B CN 202110633360 A CN202110633360 A CN 202110633360A CN 113363591 B CN113363591 B CN 113363591B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrolyte
- carbonate
- battery
- sulfite
- forming additive
- 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.)
- Active
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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- 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
- H01M2010/4292—Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂电池化成分容方法，通过分次添加含成膜添加剂的电解液，使得电芯具有良好的低温性能，又兼顾良好的循环性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂电池化成分容方法。
背景技术
锂离子电池以其优异的高能量及功率密度、循环寿命、自放电性能而被广泛用于消费类电子产品、电动汽车和储能等领域。随着锂离子电池的发展，其在航空、航天等军用领域的应用受到日益广泛地重视，锂离子电池也被称为第三代航天电源，世界各国都开展了锂离子电池在空间领域的应用研究和评估。锂离子电池在航空领域主要是为发射和飞行中的校正、地面操作等提供支持，以及作为一些伴星的储能电源，这就要求电池能在-20℃以及更低温度条件下能够正常工作，并且具有较高的质量能量密度和体积能量密度。卫星用锂离子电池对循环容量稳定性、低温性能的要求比较高，此外降低锂离子电池的质量能量密度和体积能量密度能够进一步降低卫星的发射成本。而着陆器等则对电池低温性能要求很高，所以在超低温情况下，锂离子电池的性能发挥直接影响其在该领域的应用。军事应用领域中，锂离子电池主要用作水下蛙人运载器、水下无人运载器、水下机器人、鱼雷训练用操雷等军事设备的动力电池，在极深海底区域，环境温度较低，这就对锂离子电池的低温性能提出要求，同时作为启动电源，就需要锂离子电池具有瞬间大电流放电的性能。因此，良好的低温性能是拓宽锂离子电池使用范围的重要方向之一，也是锂离子电池在新能源领域、军事以及航空航天等高新技术领域应用中必须解决的关键问题之一。
然而，目前的普通锂离子电池工作温度范围在-20～55℃之间，随着环境温度进一步降低，锂离子电池中的电解液黏度增加、电导率降低，锂离子的去溶剂化过程变慢，以及锂离子在正负极材料中的扩散阻抗增加，这些都会显著影响锂离子电池在低温条件下的放电性能。通常，锂离子在负极中的迁移分为三个过程：1)锂离子在SEI膜中的迁移扩散；2)负极表明进行电荷转移过程；3)锂离子在固相中的迁移扩散。在超低温下(温度≤-20℃)，SEI膜中的扩散阻抗显著增大。因此，调控SEI中导锂离子的成分含量、种类和降低SEI膜厚度是提升低温性能的常用策略之一。但厚度低、不致密的SEI膜对负极的循环寿命具有负面影响。工业上常采用化成工艺或者电解液添加剂的方式来调控、优化SEI膜中的成分、厚度、致密情况，同步提升电芯的低温性能和循环寿命。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有锂离子电池在低温条件下的放电性能的问题，而提供一种一种锂电池化成分容方法，本发明通过分次添加含成膜添加剂的电解液，使得电芯具有良好的低温性能，又兼顾良好的循环性能。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种锂电池化成分容方法，包括以下步骤：
电芯浸润前注入第一部分电解液；和
电芯经过化成、老化后注入第二部分电解液；
所述电解液含有wt2％～wt5％成膜添加剂。
进一步方案为，电芯浸润前注入第一部分电解液，在20℃～50℃浸润1D～4D；
经过化成后，电芯高温40℃～50℃老化1D～4D，电芯降温至室温后，注入第二部分电解液。
进一步方案为，所述成膜添加剂为碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、儿茶酚碳酸酯、碳酸苯亚乙烯酯、碳酸苯乙烯酯、氨基碳酸乙酯、氨基碳酸甲酯、2-氰呋喃、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸二乙酯、亚硫酸二甲酯中的一种或多种。
进一步方案为，所述第一部分电解液成膜添加剂含量为总注液量wt1％～wt3％，所述第二部分电解液成膜添加剂含量为总注液量wt1％～wt2％，所述第一部分电解液与第二部分电解液注液量之比为2∶1～5∶1。
本发明的有益效果在于：
本发明通过分次添加含成膜添加剂的电解液，电芯经过化成、老化后形成致密且薄的SEI膜，有利于电芯的低温放电性能。经过二次注液后，电解液中有一定量的成膜添加剂，补充电芯在循环过程中SEI的破环和重组，有利于改善电芯的循环性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
选择铁锂-石墨的1000mAh电芯，需要注入的电解液总量为3g。该电解液中成膜添加剂碳酸亚乙酯占比为5％，质量为150mg。①注入第一部分电解液：控制露点温度：-60℃。向电芯中注入电解液2g，其中成膜添加剂碳酸亚乙酯质量为90mg。控制环境温度为25℃，电芯静置2D。②化成：电流为50mA，恒流充电120min，静置5min后，200mA电流恒流充电180min。③高温老化：将电芯放置45℃环境中静置2D。电芯降温至25℃。④注入第二部分电解液：控制露点温度：-60℃。向电芯中注入电解液1g，其中成膜添加剂碳酸亚乙酯质量为60mg。⑤分容、DCIR测试：以200mA电流恒流充电至3.8V，放电至2.0V；以200mA电流恒流充电90min，1500mA恒流放电30s。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：实施例2中电解液不进行拆分，浸润前注入电解液3g。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：注入的第一部分电解液中的成膜添加剂碳酸亚乙酯质量为120mg，注入的第二部分电解液中的成膜添加剂碳酸亚乙酯质量为30mg；
实施例4
实施例3与实施例1的区别在于：注入的第一部分电解液中的成膜添加剂碳酸亚乙酯质量为60mg，注入的第二部分电解液中的成膜添加剂碳酸亚乙酯质量为90mg；
取以上实施例电芯进行-40℃低温放电和1C循环测试，测试数据如下表：
表1：电芯进行-40℃低温放电和1C循环测试结果
| 样品 | -40℃低温放电比例/％ | 2000圈容量保持率/％ |
| 实施例1 | 70.4 | 89.3 |
| 实施例2 | 57.1 | 83.6 |
| 实施例3 | 62.9 | 85.7 |
| 实施例4 | 66.8 | 88.1 |
本发明通过分次添加含成膜添加剂的电解液，电芯经过化成、老化后形成致密且薄的SEI膜，有利于电芯的低温放电性能。经过二次注液后，电解液中有一定量的成膜添加剂，补充电芯在循环过程中SEI的破环和重组，有利于改善电芯的循环性能。综上，将含有wt2％～wt5％成膜添加剂的电解液拆分为两部分进行注液，有效地提升电池的超低温放电性能，又兼顾了电芯的循环性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (3)
1.一种锂电池化成分容方法，其特征在于，包括以下步骤：
电芯浸润前注入第一部分电解液；和
电芯经过化成、老化后注入第二部分电解液；
所述第一部分电解液成膜添加剂含量为总注液量wt1%~wt3%，所述第二部分电解液成膜添加剂含量为总注液量wt1%~wt2%，所述第一部分电解液与第二部分电解液注液量之比为2：1~5：1。
2.如权利要求1所述的一种锂电池化成分容方法，其特征在于，电芯浸润前注入第一部分电解液，在20℃~50℃浸润1D~4D；
经过化成后，电芯高温40℃~50℃老化1D~4D，电芯降温至室温后，注入第二部分电解液。
3.如权利要求1或2所述的一种锂电池化成分容方法，其特征在于，所述成膜添加剂为碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、儿茶酚碳酸酯、碳酸苯亚乙烯酯、碳酸苯乙烯酯、氨基碳酸乙酯、氨基碳酸甲酯、2-氰呋喃、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸二乙酯、亚硫酸二甲酯中的一种或多种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110633360.5A CN113363591B (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 一种锂电池化成分容方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110633360.5A CN113363591B (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 一种锂电池化成分容方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113363591A CN113363591A (zh) | 2021-09-07 |
| CN113363591B true CN113363591B (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=77532911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110633360.5A Active CN113363591B (zh) | 2021-06-07 | 2021-06-07 | 一种锂电池化成分容方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113363591B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114006133A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-01 | 江苏中兴派能电池有限公司 | 一种叠片软包锂离子电池的注液方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100595965C (zh) * | 2007-06-28 | 2010-03-24 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子二次电池的化成方法 |
| CN101640285A (zh) * | 2008-07-28 | 2010-02-03 | 上海比亚迪有限公司 | 一种锂离子二次电池的化成方法 |
| CN102201563B (zh) * | 2010-03-24 | 2016-02-10 | 深圳市比克电池有限公司 | 锂离子电池电解液注液方法及制备得到的电池 |
| CN104577031B (zh) * | 2013-10-28 | 2017-08-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种锂离子动力电池注液化成方法及锂离子动力电池 |
| JP6573250B2 (ja) * | 2013-12-24 | 2019-09-11 | 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン | 非水電解質二次電池の製造方法 |
| KR102145492B1 (ko) * | 2016-06-14 | 2020-08-18 | 주식회사 엘지화학 | 수명 특성이 향상된 전지시스템 및 전지시스템의 가동 방법 |
| CN107046121A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-08-15 | 国网江苏省电力公司泰州供电公司 | 一种锂离子电池注液方法 |
| CN109921093A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-21 | 山西沃特海默新材料科技股份有限公司 | 一种锂离子电池电解液体系、注液方法及制备得到的电池 |
-
2021
- 2021-06-07 CN CN202110633360.5A patent/CN113363591B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113363591A (zh) | 2021-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108615955B (zh) | 一种磷酸铁锂电池的化成方法 | |
| CN112216870B (zh) | 一种高镍锂离子电池的耐高温高电压电解液 | |
| CN110931843B (zh) | 一种新型的锂金属负极高电压正极的固液电池 | |
| CN111554989A (zh) | 一种锂离子电池的化成方法 | |
| CN111293365B (zh) | 一种锰酸锂电池的制备方法 | |
| CN112234270B (zh) | 一种磷酸铁锂电池的化成方法 | |
| CN113422111A (zh) | 一种电解液及含有该电解液的锂离子电池 | |
| CN114204123A (zh) | 一种耐高压高功率电解液及其应用 | |
| CN111668551B (zh) | 一种匹配硅碳负极材料锂离子电池的电解液 | |
| CN107579301B (zh) | 一种磷酸铁锂动力电池的化成工艺 | |
| CN111313094B (zh) | 一种富锂锰基锂电池高压电解液添加剂及其制备方法 | |
| CN113363591B (zh) | 一种锂电池化成分容方法 | |
| CN113451653A (zh) | 一种非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池 | |
| CN107221705A (zh) | 一种高电压锂离子电池电解液及高电压锂离子电池 | |
| CN112615056B (zh) | 一种用于制备电解液的添加剂组合物、及包含添加剂组合物的电解液、锂离子二次电池 | |
| CN112201870B (zh) | 一种锂离子电池的多段化成方法 | |
| CN111430810B (zh) | 一种消毒机器人用锂离子电池的制备方法 | |
| EP4080635A1 (en) | Secondary battery | |
| CN111725556A (zh) | 一种磷酸铁锂电池的存储方法 | |
| CN111430800B (zh) | 电解液添加剂及应用、包括该添加剂的非水电解液和电池 | |
| CN112038696B (zh) | 一种高电压电解液及包括该高电压电解液的锂离子电池 | |
| CN115241531A (zh) | 一种适用于低温环境的电解液及其应用 | |
| CN114188606A (zh) | 一种电解液及其应用 | |
| CN113299991A (zh) | 一种耐高温锂离子电池电解液 | |
| CN113078357A (zh) | 一种高电压锂离子电池非水电解液及锂离子电池 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |