一种增强锂离子电池稳定性的化成方法技术

本发明专利技术涉及一种增强锂离子电池稳定性的化成方法。本发明专利技术属于锂离子电池技术领域。一种增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特点是：增强锂离子电池稳定性的化成方法的工艺步骤为，首先进行测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次是在SEI膜的成膜电位下进行低于0.1C电流密度反复充放电，实现分步化成。本发明专利技术具有工艺简单，针对性强，化成效果好，SEI膜致密稳定，提高了锂离子蓄电池的电化学性能和循环寿命等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，特别是涉及一种增强锂离子电池稳定性的化成方法。
技术介绍
锂离子电池以其比能量高、循环寿命长、无记忆效应、工作电压平稳、安全性能高等优点而得到广泛的应用。在首次化成充电过程中，锂离子嵌入负极，电解液被氧化产生的部分产物沉积在负极表面，形成固体电解质中间相(SEI)膜。SEI膜形成后的稳定性对电池的电化学性能和循环寿命影响很大，相对较低的化成电流密度和温度有利于形成稳定的SEI膜。目前，对于锂离子电池的化成普遍采用0.1C充放电，这不利于形成稳定的SEI膜。且对于不同的锂离子电池体系，其SEI膜形成的电位范围不尽相同。现有技术存在针对性差，化成效果差，得到的SEI膜致密稳定性差，不利于提高锂离子蓄电池的电化学性能和循环寿命等技术问题。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种增强锂离子电池稳定性的化成方法。本专利技术的目的是提供一种具有工艺简单，针对性强，化成效果好，SEI膜致密稳定，提高了锂离子蓄电池的电化学性能和循环寿命等特点的增强锂离子电池稳定性的化成方法。本专利技术采用单程动电位线形扫描伏安法对特定体系锂离子蓄电池的SEI膜成膜电位范围进行测量。首先随机挑选特定批次中待化成锂离子蓄电池若干只进行测量，由于锂离子蓄电池在活性物质晶格内的固态离子传递系数较低，因此本测量选取相对较低的动电位扫描速率，在0.001mV/s-0.1mV/s之间，优选0.01mV/s。从开路电位向阴极方向扫描，当锂离子电池内形成SEI膜时会在单程线形动电位扫描曲线上形成还原峰，该峰型的起始电位和终止电位基本对应SEI膜的形成电位范围，为了更准确进行精确化成，可以在该电位范围基础上外扩5％以充分抵消电池极化影响。该方法可以准确测量出不同体系或批次等情况下锂离子蓄电池SEI膜的成膜电位范围，有较强的针对性，能有效避免不同体系或批次等影响下造成锂离子电池SEI膜成膜电位差异性对后续化成方法造成的影响。其次是对该特定体系下的锂离子蓄电池进行SEI膜的成膜电位下低电流密度反复充放电的分步化成。首先是采用0.01C电流对锂离子电池充电，并在上一步测量得到的SEI膜成膜电位范围内进行2-3次0.01C循环充放电过程，该方法类比电沉积镀膜法能使得SEI更加致密稳定。此后采取0.1C对锂离子电池进行2-3次充放电化成即可。本专利技术增强锂离子电池稳定性的化成方法所采取的技术方案是：一种增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特点是：增强锂离子电池稳定性的化成方法的工艺步骤为，首先进行测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次是在SEI膜的成膜电位下进行低于0.1C电流密度反复充放电，实现分步化成。本专利技术增强锂离子电池稳定性的化成方法还可以采用如下技术方案：所述的增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特点是：测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围是采用单程动电位线形扫描伏安法对锂离子蓄电池的SEI膜成膜电位范围进行测量。所述的增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特点是：锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围为0.001mV/s-0.1mV/s。所述的增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特点是：在SEI膜的成膜电位下进行低于0.1C电流密度反复充放电时，电流密度为0.01C至0.1C；反复充放电过程：首先采用0.01C电流对锂离子电池充电，在SEI膜的成膜电位范围内进行2-3次0.01C循环充放电过程，然后采取0.1C对锂离子电池进行2-3次充放电。本专利技术具有的优点和积极效果是：增强锂离子电池稳定性的化成方法由于采用了本专利技术全新的技术方案，与现有技术相比，本专利技术具有以下显著特点：1、采用单程动电位线形扫描伏安法对特定体系锂离子蓄电池的SEI膜成膜电位范围进行测量。该方法可以准确测量出不同体系或批次等情况下锂离子蓄电池SEI膜的成膜电位范围，有较强的针对性，能有效避免不同体系或批次等影响下造成锂离子电池SEI膜成膜电位差异性对后续化成方法造成的影响。2、采取对特定体系下的锂离子蓄电池进行SEI膜的成膜电位下低电流密度反复充放电的分步化成。可以使得锂离子电池形成更加致密稳定的SEI膜，有利于提高锂离子蓄电池的电化学性能和循环寿命。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：实施例1一种增强锂离子电池稳定性的化成方法，工艺步骤为，首先进行测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次是在SEI膜的成膜电位下进行0.01C至0.1C低电流密度反复充放电，实现分步化成。测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围是采用单程动电位线形扫描伏安法对锂离子蓄电池的SEI膜成膜电位范围进行测量。锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围为0.001mV/s-0.1mV/s。在SEI膜的成膜电位下进行低电流密度反复充放电时，电流密度为；反复充放电过程：首先采用0.01C电流对锂离子电池充电，在SEI膜的成膜电位范围内进行2-3次0.01C循环充放电过程，然后采取0.1C对锂离子电池进行2-3次充放电，即可完成化成。本实施例的具体实施过程：1、正极制备用以LiCoO2所示的锂复合金属氧化物作为正极活性物质。使用乙炔黑作为导电剂。使用聚四氟乙烯和羧甲基纤维素作为粘结剂。使用水作为溶剂。使用Al箔作为集电体(正极集电体)。将正极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂混合，得到正极合剂浆料。正极合剂浆料中，正极活性物质:导电剂:粘结剂:溶剂的重量比为92:3:5:45。粘结剂中，聚四氟乙烯：羧甲基纤维素的重量比为9:1。将正极合剂浆料涂布于Al箔的两面，干燥，得到干燥片材，将该片材用辊压机加压，然后焊接铝制的引线，得到正极片材。2、负极制备使用天然石墨作为负极材料。使用羧甲基纤维素作为粘结剂。使用水作为溶剂。使用铜箔作为集电体(负极集电体)。将负极材料、粘结剂和溶剂混合，得到负极合剂浆料。负极合剂浆料中，负极材料:粘结剂:溶剂的重量比为98:2:110。将负极合剂浆料涂布于铜箔的两面，干燥，得到干燥片材，将该片材用辊压机加压，然后焊接铜制的引线，得到负极片材。3、锂离子电池制备将上述正极片材、隔膜、负极片材、隔膜依次层叠，卷曲，将所得电极组收纳于电池筒中，然后将电解液注入筒内，制造锂离子二次电池。4、测量锂离子电池的SEI膜成膜电位范围测试温度20℃采用单程动电位线形扫描伏安法对锂离子电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特征是：增强锂离子电池稳定性的化成方法的工艺步骤为，首先进行测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次是在SEI膜的成膜电位下进行低于0.1C电流密度反复充放电，实现分步化成。

【技术特征摘要】
1.一种增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特征是：增强锂离子电池稳定性的化成
方法的工艺步骤为，首先进行测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次
是在SEI膜的成膜电位下进行低于0.1C电流密度反复充放电，实现分步化成。
2.根据权利要求1所述的增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特征是：测量确定锂
离子电池的SEI膜的成膜电位范围是采用单程动电位线形扫描伏安法对锂离子蓄电
池的SEI膜成膜电位范围进行测量。
3.根据权利要求1或2所述的增强锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王盼，孙毅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12