一种锂离子电池化成工艺

摘要

本发明提供一种锂离子电池化成工艺，首先将电解液预热后注液，先以小电流预充电对电池进行预活化，随后进行多段电流逐渐增大的的脉冲充电、恒流放电、多段脉冲充电、大电流充电、恒压充电工艺结合，通过控制不同阶段的参数控制SEI生成速度，有利于形成致密的SEI膜，消除电池内部的浓差极化，有效的提高了电池的循环性能和存贮性能。

权利要求

1.一种锂离子电池化成方法，包括如下步骤：(1)将电解液加热到40‑60℃，对锂离子电池注液；

(2)将电池置于化成柜中，化成柜的温度为40‑60℃，以0.01‑0.03C恒流充电到20‑50％SOC；

(3)三段脉冲充电，第一段电流为0.05～0.2C，脉冲时间为90‑120s，间隔5‑10s；第二段电流为0.3～0.5C，脉冲时间为50‑80s，间隔5‑10s；第三段电流为0.8～1C，间隔5‑10s，电池电压到达充电截止电压，在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；

(4)以0.1‑0.2C恒流放电至第一电压2.1V‑2.5V，再调整电流至0.01‑0.03C恒流放电至放电截止电压；

(5)两段脉冲充电：第一段电流为0.3～0.5C，脉冲时间为50‑80s，间隔5‑10s；第二段电流为0.8～1C，脉冲时间为10‑20s，间隔5‑10s；

(6)以0.5‑1C恒流充电到充电截止电压；以充电截止电压恒压充电，直至电流低至

0.01C以下；

(7)将充电后的电池进行高温静置、抽气封口，即化成结束。

说明书

一种锂离子电池化成工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的化成工艺。

背景技术

[0002] 锂离子电池作为一种新型清洁能源，具有工作电压高、能量密度大、质量轻等优点，在3C消费领域及新能源汽车、无人机等领域得到了广泛的应用。正是由于其使用普遍性
的提高，人们对该其有了更加严格的要求，除了电池材料以及制作工艺的改善，电池制程方
法也在进一步进行优化。化成是电池制作过程中重要的一个环节，其目的在于使电池在第
一次充放电过程中，在电池内部电极材料上形成一层固体电解质界面膜(SEI膜)，化成工艺
的好坏直接影响到电池的容量高低、循环寿命长短、高温存贮等方面的性能。

[0003] 传统化成工艺是采用小电流充电形成SEI膜，但容易造成SEI膜不稳定，活性物质容量发挥效率低，倍率性能差。

[0004] 本发明的目的在于提出一种锂离子电池化成工艺，以解决现有锂离子电池化成工艺中存在的上述问题。

发明内容

[0005] 本发明提供一种锂离子电池化成工艺，包括如下步骤：

[0006] (1)将电解液加热到40‑80℃，对软包装锂离子电池注液；

[0007] (2)将电池置于40‑80℃的化成柜中，以0.01‑0.03C恒流充电到20‑50％SOC；

[0008] (3)三段脉冲充电，第一段电流为0.05～0.2C，脉冲时间为90‑120s，间隔5‑10s；第二段电流为0.3～0.5C，脉冲时间为50‑80s，间隔5‑10s；第三段电流为0.8～1C，间隔5‑10s，
电池电压到达充电截止电压，在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；

[0009] (4)以0.1‑0.5C恒流放电至第一电压U1，再调整电流至0.05‑0.08C恒流放电至放电截止电压；

[0010] (5)两段脉冲充电：第一段电流为0.3～0.5C，脉冲时间为50‑80s，间隔5‑10s；第二段电流为0.8～1C，脉冲时间为10‑20s，间隔5‑10s；

[0011] (6)以0.5‑1C恒流充电到充电截止电压；以充电截止电压恒压充电，直至电流低至0.01C以下；

[0012] (7)将充电后的电池进行高温静置及抽气封口。

[0013] 本申请的电池的制备工艺：正极采用钴酸锂、负极采用石墨、隔膜采用商用PP隔膜、电解液采用EC/EMC/DEC型电解液，且以碳酸亚乙烯酯VC和氟代碳酸乙烯酯FEC作为添加
剂。

[0014] 有益效果：

[0015] 本发明首先将电解液预热后注液，同时化成过程中保持高温状态，不仅降低电解液粘度，利于电解液的浸润，同时提升锂离子传输速率，加快SEI膜生成，缩短化成时间；小
电流预充电对电池进行预活化，使得电化学反应充分进行，多段电流增大的的脉冲充电、恒
流放电、大电流恒流充电、恒压充电工艺结合，不同阶段调整不同参数控制成膜速度，有利
于形成致密的SEI膜，消除电池内部的浓差极化，有效的提高了电池的循环性能。

具体实施方式

[0016] 实施例1

[0017] 一种锂离子电池化成方法，包括如下步骤：

[0018] (1)将电解液加热到40℃，对软包装锂离子电池注液；

[0019] (2)将电池置于化成柜中，调整化成柜温度为40℃，以0.01C恒流充电到30％SOC；

[0020] (3)三段脉冲充电，第一段电流为0.05C，脉冲时间为90s，间隔5s；第二段电流为0.3C，脉冲时间为50s，间隔5s；第三段电流为0.8C，间隔5s，电池电压到达充电截止电压，在
充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；

[0021] (4)以0.1C恒流放电至2.4V，再调整电流至0.01C恒流放电至放电截止电压；

[0022] (5)两段脉冲充电：第一段电流为0.3C，脉冲时间为50s，间隔5s；第二段电流为1C，脉冲时间为10s，间隔5s；

[0023] (6)以0.5C恒流充电到充电截止电压；以充电截止电压恒压充电，直至电流低至0.01C以下；

[0024] (7)将充电后的电池进行高温静置及抽气封口。

[0025] 实施例2：

[0026] 一种锂离子电池化成方法，包括如下步骤：

[0027] (1)将电解液加热到50℃，对软包装锂离子电池注液；

[0028] (2)将电池置于化成柜中，调整化成柜温度为50℃，以0.01C恒流充电到50％SOC；

[0029] (3)三段脉冲充电，第一段电流为0.1C，脉冲时间为90s，间隔5s；第二段电流为0.4C，脉冲时间为50s，间隔5s；第三段电流为1C，间隔5s，直到电池电压到达充电截止电压，
在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；

[0030] (4)以0.1C恒流放电至2.2V，再调整电流至0.01C恒流放电至放电截止电压；

[0031] (5)两段脉冲充电：第一段电流为0.4C，脉冲时间为60s，间隔5s；第二段电流为1C，脉冲时间为10s，间隔5s；

[0032] (6)以0.8C恒流充电到充电截止电压；以充电截止电压恒压充电，直至电流低至0.01C以下；

[0033] (7)将充电后的电池进行高温静置、抽气封口。

[0034] 对比例1：

[0035] (1)室温条件下对软包装锂离子电池注液；

[0036] (2)将电池置于室温化成柜中，以0.01C恒流充电到30％SOC；

[0037] (3)以0.1C恒流充电到60％SOC，随后以0.2C恒流充电，直到电池电压到达充电截止电压，在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；

[0038] (4)将充电后的电池进行高温静置及抽气封口，即化成结束；

[0039] 将制备好的实施例1‑2以及对比例电池单体，在1C电流100％DOD的充放电循环测试500周，拆开电池观察界面情况，下表为实施例1‑2与对比例的电池性能对比。

[0040]   循环500圈容量保持率 极片界面情况实施例1 93.1％ 无黑点
实施例2 94.1％ 无黑点
对比例1 86.4％ 有黑点

[0041] 表1

[0042] 分析实施例1‑2以及对比例的实验数据可知，由于实施例1‑2的化成方法在形成致密的SEI膜，有效的防止了极片黑点的形成，并且有效的提高了电池的循环性能。

[0043] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，
在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。