一种锂离子电池化成方法技术

本发明专利技术提供的一种锂离子电池化成方法，包括恒流限压充电、恒压充电、恒流限时充电三个过程。本发明专利技术操作控制简单，能提高锂离子电池初次容量以及循环寿命和储存性能，且不增加生产成本和材料成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池制造领域，尤其是一种锂离子电池的化成方法。技术背景随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电 源提出了很高的要求。锂电池具有更高的重量能量比、体积能量比； 电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的 串联电压；自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；无 记忆效应，锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电 前无需放电；寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远 大于500次；可以快速充电。锂电池通常可以采用0. 5-1倍容量的电 流充电，使充电时间縮短至1-2小时；可以随意并联使用；由于电池 中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿 色电池。由于锂电池的诸多优点，使其随之进入了大规模的实用阶段。近年来锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑以及各种便携式 整机配套能源。锂离子电池已经取得了积极的研究并朝着提高电池使 用寿命及电池容量方向发展，但是大多数研究是向正负极材料的改 进、电解液添加剂的使用等。通过使用相对比较理想的材料，同时对 材料性能进行物理以及化学方式的改进能让电池获得高容量，如曰本 松下的专利(申请号200510097875. 9)是采用硅合金作为负极材料以 提高负极材料容量，但是可逆容量低循环寿命比较差；而通过对电解 液添加剂的使用能使负极表面SEI膜(固体电解质界面膜)致密获得 循环寿命相对比较高的电池，如韩国三星的专利(申请号200610106166. 7)在电解液中添加表面活性剂抑止电解液与阳极发生 反应提高电池充放效率、循环寿命及可靠性但是占有电解液的体积增 加了成本同时电池厚度难以控制；三洋电机株式会社的专利技术专利(申 请号200480035854.8)中使用碳酸乙烯酯和二草酸酯作为添加剂在 石墨表面形成稳定的SEI膜，提高电池初始容量以及循环寿命但同样 增加了电解液成本还会导致电池低温性能差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作控制简单的锂离子电池化成方 法来提高锂离子电池初次容量以及循环寿命和储存性能，且不增加生 产成本和材料成本。为实现上述目的，本专利技术的解决方案是，包括恒流限压充电、恒压充电、恒 流限时充电三个过程。上述恒流限压充电过程的电流为0. 01A-0. 1A ，电压为2. 5V-4. 0V。上述恒流限压充电过程的电流为0.02A-0.05A，电压为3. 2V-3. 6V。上述恒压充电过程的电压为2. 5V-4. 0V。 上述恒压充电过程的电压为3. 2V-3. 6V。上述恒流限时充电过程的电流为0. 1A-0. 3A，充电时间为120分 钟-360分钟。上述恒流限时充电过程的电流为0. 15A-0.25A，充电时间为150 分钟-240分钟。采用上述方案后，本专利技术能够克服现有技术中锂离子电池初次容 量低、循环寿命短、储存性能差的问题，提高电池初次容量以及循环 寿命和储存性能。通过对电池活化过程中的电流、电压、时间进行控制，使活化过程中产生副反应最小、形成稳定的、致密的SEI膜，但 是不增加生产成本和材料成本。附图说明图1是本专利技术实施例和比较例电池初始放电容量曲线；图2实本专利技术实施例和比较例电池循环曲线；图3是本专利技术实施例和比较例电池储存性能曲线。具体实施方式锂离子电池的制作包括以下步骤(1)以铝箔为集流体，在上 面涂上正极浆料，烘烤，按照要求裁剪成相关尺寸辊压成需要极片；(2)以铜箔为集流体，在上面涂上负极浆料，烘烤，按照要求裁剪 成相关尺寸辊压成需要极片；(3)装配电芯，将正负极极片通过隔 膜分隔开巻绕形成裸体电芯；(4)在手套箱中进行注液，电解液主 要是由EC/EMC/PC/DEC/DMC等有机溶剂添加0. 5-2mol/L的锂盐形成；(5)对注液后的电芯进行化成激活。以下提供一个按本专利技术提供的方案进行化成的具体实施例及以 现有技术化成方法制造电池的比较例。 实施例按照正常的锂离子电池制作流程进行制作电池，以钴酸锂为正极 活性物质，石墨为负极活性物质，中间以聚乙烯PE/聚丙烯PP/聚乙 烯PE为隔膜巻绕成电芯进行灌注EC/EMC/DEC=1:1:1 (wt%) 1M LiPF6 电解液(碳酸乙烯酯、甲基乙基碳酸酯、二乙基碳酸酯、六氟磷酸锂)， 搁置至电池极片完全浸润为止。按照以下步骤对电池进行化成激活(1) 0. 02A恒流充电至电压3.6V;(2) 3.6V恒压充电至电流为零；(3) 0. 2A 恒流充电180min。 比较例按照正常的锂离子电池制作流程进行制作电池，以钴酸锂为正极 活性物质，石墨为负极活性物质，中间以聚乙烯PE/聚丙烯PP/聚乙 烯PE为隔膜巻绕成电芯进行灌注EC/EMC/DEOl :1:1 (wt%) 1M LiPF6 电解液(碳酸乙烯酯、甲基乙基碳酸酯、二乙基碳酸酯、六氟磷酸锂) 电解液，搁置至电池极片完全浸润为止。对上述电池进行常规化成电池工艺激活(1) 0. 02A恒流充电480min;(2) 0. 1A恒流充电240min;(3) 0. 2A恒流充电120min。 通过对比实施例和比较例活化电池进行电池初始容量(参见图1)、常规循环寿命(参见图2)、储存2月后可恢复容量(参见图3) 测试发现，采用本专利技术提供的方案进行化成的实施例与以现有技术化 成方法制造电池的比较例相比，采用恒流与恒压相结合的电池激活制 度对电池容量、循环寿命及储存性能影响是正向的。综上所述，本专利技术提供的锂离子电池化成方法，操作控制简单， 与常规恒流小电流化成耗时基本相当，通过对电池活化过程中的电 流、电压、时间进行控制，使活化过程中产生副反应最小，形成稳定 的、致密的SEI膜，而不增加生产成本和材料成本，从而有效地提高 锂离子电池初次容量以及循环寿命和储存性能。本专利技术提供的化成方 法可适用于巻绕以及叠片式方型和圆柱型电池的制造。权利要求1、，其特征在于包括恒流限压充电、恒压充电、恒流限时充电三个过程。2、 如权利要求l所述的，其特征在于所述恒流限压充电过程的电流为0. 01安-O. 1安，电压为2. 5伏-4. 0伏。3、 如权利要求1所述的，其特征在于所述恒流限压充电过程的电流为0. 02安-O. 05安，电压为3. 2伏-3. 6伏。4、 如权利要求1所述的，其特征在于所述恒压充电过程的电压为2. 5伏_4. 0伏。5、 如权利要求1所述的，其特征在于所述恒压充电过程的电压为3. 2伏-3. 6伏。6、 如权利要求1所述的，其特征在于 所述恒流限时充电过程的电流为0. 1安-O. 3安，充电时间为120分 钟-360分钟。7、 如权利要求1所述的，其特征在于 所述恒流限时充电过程的电流为0.15安-0.25安，充电时间为150 分钟-240分钟。全文摘要本专利技术提供的，包括恒流限压充电、恒压充电、恒流限时充电三个过程。本专利技术操作控制简单，能提高锂离子电池初次容量以及循环寿命和储存性能，且不增加生产成本和材料成本。文档编号H01M10/44GK101267055SQ20081002742公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日专利技术者华同祥, 李中延 申请人:东莞市迈科新能源有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池化成方法，其特征在于：包括恒流限压充电、恒压充电、恒流限时充电三个过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李中延，华同祥，
申请(专利权)人：东莞市迈科新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]