CN114695989B - 一种锂离子电池性能提升方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池性能提升方法，包括以下步骤：1）取注液后的磷酸铁锂电池装入含有加压装置的化成托盘；2）电池经过常温静置3‑5h后，进入40℃高温老化库经含有加压装置的化成托盘自动实现三次加压、两次释放后出库；3）电池经过常温静置3‑5h后开始预充电；4）预充电阶段采用两次加压进行充电；5）预充后电池按常规方法完成电池制作；6）对电池进行容量和循环性能测试。本发明操作简单、可实现批量生产，通过托盘装置改进、注液后搁置及预充电工序工艺优化，保证了电解液的充分浸润，平整的电极界面充分保证稳定的SEI膜形成，从而实现电池容量及循环等性能的大幅提升。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种锂离子电池性能提升方法。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池，充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
近年来，锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、绿色无污染等优势，被越来越多的新能源领域所应用，特别是近年来磷酸铁锂电池采用高压实的正、负极材料，以及更薄的隔膜使得锂离子电池的体积更小，锂离子电池应用领域等到进一步提升，与此同时，也带来一系列难题，与低压实材料相比，存在电解液难浸润问题，从而影响电池的容量、内阻及电池各项性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池性能提升方法，已解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种锂离子电池性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先把注液后的锂离子电池装入新型化成托盘；
S2、经过常温静置后，进入高温老化库房，经新型化成托盘自动实现三次加压、两次释放后出库；
S3、锂离子电池出库之后，经过常温静置后开始进行预充电；
S4、在预充电阶段，采用新型化成托盘进行两次加压；
S5、预充电结束之后，按照常规方法完成电池制作。
进一步，所述锂离子电池为磷酸铁锂软包锂离子电池，所述常温静置的时间为3h～5h。
进一步，所述新型化成托盘设有加压装置，所述加压装置为可夹紧式气压缸，优选为可夹紧活塞式气压缸，可通过设置实现自动实现电池加压与释放。
进一步，所述步骤S2经过常温静置后，进入高温老化库房，经新型化成托盘自动实现三次加压、两次释放后出库；中加压压力为20KPa～50KPa，加压时间为1h～2h；释放时间为3h～5h。
更进一步，其中步骤S2中所述三次加压、两次释放既定顺序为加压—释放—加压—释放—加压间歇方式搁置。
进一步，所述步骤S4在预充电阶段，采用新型化成托盘进行两次加压阶段充电方式为恒流充电，所述两次加压方式为a、恒流充电，加压—b、恒流充电—c、恒流充电，加压—d、恒流充电—e、恒流充电。
更进一步，所述步骤S4在预充电阶段，采用新型化成拖板进行两次加压阶段充电电流为0.01C～0.2C，充电时限60min～80min，充电截止电压2.80V～3.47V，加压压力为10KPa～20KPa。
与现有技术比，本发明达到的有益效果在于：
本发明操作简单、切实可行、可实现批量生产，通过装置改进、注液后搁置及预充电工序工艺优化，保证了电解液的充分浸润，平整的电极界面充分保证稳定的SEI膜形成，从而实现电池容量及循环等性能的大幅提升。
附图说明
图1：电池电解液保液量对比图；
图2：电池容量对比图；
图3：电池循环性能对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1至3所示，本发明提供如下技术方案：
一种锂离子电池性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先把注液后的锂离子电池装入新型化成托盘；
S2、经过常温静置后，进入高温老化库房，经新型化成托盘自动实现三次加压、两次释放后出库；
S3、锂离子电池出库之后，经过常温静置后开始进行预充电；
S4、在预充电阶段，采用新型化成托盘进行两次加压；
S5、预充电结束之后，按照常规方法完成电池制作。
进一步，所述锂离子电池为磷酸铁锂软包锂离子电池，所述常温静置的时间为3h～5h。
进一步，所述新型化成托盘设有加压装置，所述加压装置为可夹紧式气压缸，优选为可夹紧活塞式气压缸，可通过设置实现自动实现电池加压与释放。
进一步，所述步骤S2经过常温静置后，进入高温老化库房，经新型化成托盘自动实现三次加压、两次释放后出库；中加压压力为20KPa～50KPa，加压时间为1h～2h；释放时间为3h～5h。
更进一步，其中步骤S2中所述三次加压、两次释放既定顺序为加压—释放—加压—释放—加压间歇方式搁置。
进一步，所述步骤S4在预充电阶段，采用新型化成托盘进行两次加压阶段充电方式为恒流充电，所述两次加压方式为a、恒流充电，加压—b、恒流充电—c、恒流充电，加压—d、恒流充电—e、恒流充电。
更进一步，所述步骤S4在预充电阶段，采用新型化成拖板进行两次加压阶段充电电流为0.01C～0.2C，充电时限60min～80min，充电截止电压2.80V～3.47V，加压压力为10KPa～20KPa。
优选的，所述所述步骤S4、在预充电阶段，采用新型化成拖板进行两次加压阶段，具体步骤为：
a、恒流充电：充电电流0.01C，充电时限60min，充电截止电压2.80V,加压压力为10kPa～20kPa；
b、恒流充电：充电电流0.05C，充电时限60min，充电截止电压3.17V；
c、恒流充电：充电电流0.02C，充电时限60min，充电截止电压3.20V，加压压力为10kPa～20kPa；
d、恒流充电：充电电流0.1C，充电时限60min，充电截止电压3.30V；
e、恒流充电：充电电流0.2C，充电时限60min，充电截止电压3.47V。
通过装置改进、注液后搁置及预充电工序工艺优化，保证了电解液的充分浸润，平整的电极界面充分保证稳定的SEI膜形成，从而实现电池容量及循环等性能的大幅提升。
具体实施方案：
实施例
本实施例按照如下方法进行锂离子电池的注液后搁置和预充电：
1)取注液后50Ah磷酸铁锂电池300只，通过机械手操作放入设有加压装置的化成托盘，电池在流水线上自动进入常温库—高温库进行注液后搁置，分如下三种实施例，具体如下：
2)注液搁置后电池进行预充电，步骤如下：
a、恒流充电：充电电流0.5A，充电时限60min，充电截止电压2.80V,第一次加压；
b、恒流充电：充电电流2.5A，充电时限60min，充电截止电压
3.17V；c、恒流充电：充电电流1.0A，充电时限60min，充电截止电压3.20V，第二次加压；
d、恒流充电：充电电流5A，充电时限60min，充电截止电压3.30V；
e、恒流充电：充电电流10A，充电时限60min，充电截止电压3.47V。
3)预充电后三种实施例的电池按常规方法进行二封、分容，完成电池制作。
4)对电池进行容量和循环性能测试，容量和循环性能测试如下：
电池容量测试流程：在25±2℃条件下，
a、电池以1I3(A)电流放电至2.5V；
b、静置1h；
c、电池以1I3(A)电流进行恒流恒压充电，充电截止电压3.65V，截止电流0.1I3时停止充电；
d、静置1h；
e、电池以1I3(A)电流放电至2.5V，统计电池容量,结果见图1。
电池循环性能测试流程：在25±2℃条件下，
a、电池以1I2(A)电流放电至2.5V；
b、静置1h；
c、电池以1I2(A)电流进行恒流恒压充电，充电截止电压3.65V，截止电流0.1I2时停止充电；
d、静置1h；
e、电池以1I2(A)电流放电至2.5V；
f、循环b--c步骤N次，直至放电容量达到额定容量的80％，结果见图2。
对比例1：
1、取注液后50Ah磷酸铁锂电池100只，通过机械手操作放入化成托盘，电池在流水线上自动进入常温库搁置4h，然后入40℃高温库搁置30h，出高温库；
2、出库后电池进行预充电，预充电流程如下：a)恒流充电：充电电流0.5A，充电时限60min，充电截止电压2.80V；b)恒流充电：充电电流2.5A，充电时限60min，充电截止电压3.17V；c)恒流充电：充电电流5A，充电时限60min，充电截止电压3.30V；d)恒流充电：充电电流10A，充电时限60min，充电截止电压3.47V；
3)预充电后的电池制作，同上述实施例。
如下为实施例和对比例各100只电池的容量数据和循环性能曲线，具体见附图1至3：
通过对比可知，本技术方案电解液保液量增加，电池循环性能显著提升，平整的电极，保证电池容量进一步提升。
需要说明的是，设有加压装置的新型化成托盘为在流水线上可实现批量化生产，并非是注液工序或者预充电工序简单的加压装置；
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限。
Claims (5)
1.一种锂离子电池性能提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先把注液后的锂离子电池装入新型化成托盘；
S2、经过常温静置后，进入高温老化库房，经新型化成托盘自动实现三次加压、两次释放后出库；
S3、锂离子电池出库之后，经过常温静置后开始进行预充电；
S4、在预充电阶段，采用新型化成托盘进行两次加压；
S5、预充电结束之后，按照常规方法完成电池制作；
所述步骤S4在预充电阶段，采用新型化成托盘进行两次加压阶段充电方式为恒流充电，所述两次加压方式为a、恒流充电，加压—b、恒流充电—c、恒流充电，加压—d、恒流充电—e、恒流充电；所述步骤S4在预充电阶段，采用两次加压进行充电中预充电阶段充电电流为0.01C~0.2C，充电时限60min~80min，充电截止电压2.80V~3.47V，加压压力为10KPa ~20Kpa，具体的：
a、恒流充电：充电电流0.5A，充电时限60min，充电截止电压2.80V,第一次加压；
b、恒流充电：充电电流2.5A，充电时限60min，充电截止电压3.17V；
c、恒流充电：充电电流1.0A，充电时限60min，充电截止电压3.20V，第二次加压；
d、恒流充电：充电电流5A，充电时限60min，充电截止电压3.30V；
e、恒流充电：充电电流10A，充电时限60min，充电截止电压3.47V。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池性能提升方法，其特征在于：所述锂离子电池为磷酸铁锂软包锂离子电池，所述常温静置的时间为3h ~5h。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池性能提升方法，其特征在于：所述新型化成托盘设有加压装置，所述加压装置为可夹紧式气压缸装置。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池性能提升方法，其特征在于：所述步骤S2经过常温静置后，进入高温老化库房，经新型化成托盘自动实现三次加压、两次释放后出库；加压压力为20KPa ~50KPa，加压时间为1h ~2h；释放时间为3h ~5h。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池性能提升方法，其特征在于：其中步骤S2中所述三次加压、两次释放既定顺序为加压—释放—加压—释放—加压间歇方式搁置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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