一种含硬碳材料的二次电池的老化方法及电池制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含硬碳材料的二次电池的老化方法及电池制备方法，包括如下步骤：提供预充后的二次电池，所述二次电池的负极材料包括硬碳材料；对所述预充后的二次电池进行高温老化，高温老化SOC为65％

【技术实现步骤摘要】
一种含硬碳材料的二次电池的老化方法及电池制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其是涉及一种含硬碳材料的二次电池的老化方法及电池制备方法。

技术介绍

[0002]目前锂电池在类似于笔记本，数码相机，数码摄像机等各种数码设备中的使用越来越广泛，另外，在汽车，移动基站，储能电站等当中也有广阔的前景。在这种情况下，电池的使用不再像手机中那样单独出现，而更多是以串联或并联的电池组的形式出现。
[0003]电池组的容量和寿命不仅与每一个单个电池有关，更与每个电池之间的一致性有关。不好的一致性将会极大拖累电池组的表现。自放电的一致性是影响因素的一个重要部分，自放电不一致的电池在一段时间储存之后SOC会发生较大的差异，会极大地影响它的容量和安全性。对其进行研究，有助于提高我们的电池组的整体水平，获得更高的寿命，降低产品的不良率。
[0004]商用锂离子电池负极以石墨类材料为主，根据石墨层间LiC6的储锂机制，其理论比容量仅为372mAh/g，提升空间十分有限，且石墨层间的锂扩散也制约了其倍率性能。由此可见，随着下游应用对电池能量和功率性能的需求不断提升，纯石墨类负极材料已显得捉襟见肘。硬碳作为一种新型负极材料，拥有和石墨类似的锂电位和更高的比容量。更重要的是，硬炭是由类石墨的微晶结构和开口的角状微晶组成，这种独特的微晶结构不仅可以提供更多的储锂位点，而且有利于锂离子在石墨层间脱嵌。因此，硬碳作为新一代锂离子电池负极材料，发展前景十分广阔；
[0005]硬碳在2500℃以上的高温也难以石墨化，一般是前驱体经500～1200℃范围内热处理得来。常见的硬碳有树脂碳、有机聚合物热解碳、炭黑、生物质碳等4类，其中酚醛树脂在800℃热解，可得到硬碳材料，其首次充电克容量可达800mAh/g，层间距d002＞0.37nm(石墨为0.3354nm)，大的层间距有利于锂离子的嵌入和脱嵌，因此硬碳具有极好的充放电性能，正成为负极材料新的研究热点。但是硬碳首次不可逆容量很高，电压平台滞后，压实密度低，容易产气也是其不可忽视的缺点，由于其本身在充放电过程中化学反应较为活跃，所以对硬碳材料的自放电筛选尤为困难。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种二次电池的老化工艺及电池制备工艺，以解决上述问题中的至少一个。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一种含硬碳材料的二次电池的老化方法，包括如下步骤：
[0009]提供预充后的二次电池，所述二次电池的负极材料包括硬碳材料；
[0010]对所述预充后的二次电池进行高温老化，高温老化SOC为65％
‑
90％；
[0011]对高温老化后的二次电池进行排气、化成和常温老化，常温老化SOC为65％
‑
90％。
[0012]所述方法还包括：对二次电池注液和常温静置后，再进行预充。
[0013]所述常温静置的时间为24
‑
48小时。
[0014]预充先使用0.05C
‑
0.2C电流充电至100SOC，再使用1C
‑
2C电流放电至高温老化SOC。
[0015]所述高温老化温度为40
‑
50℃，老化时间为48
±
8h。
[0016]所述常温老化的温度为15
‑
30℃，常温老化的时间为6
‑
10天；
[0017]选取常温老化前电压V1和常温老化后的电压V2，根据(V1
‑
V2)/t进行自放电筛选，然后进行分容；
[0018]V1为常温老化前电压，单位为mV；
[0019]V2为常温老化后的电压，单位为mV；
[0020]t为常温老化时间，单位为d；
[0021]自放电筛选的范围为0.1
‑
0.2mv/d。
[0022]电池荷电状态(SOC)相同温度下，处于高SOC条件下的电池容量衰减更快。这是因为在高SOC条件下，负极处于富锂状态，更容易形成电子
‑
离子
‑
电解质复合体，从而加剧了电池的可逆自放电。
[0023]此方法包括：先对含硬碳材料的二次电池进行注液，然后再将注完液的电池进行常温老化静置，静置时间为24
‑
48小时，之后对电池进行预充，预充先使用0.05C
‑
0.2C电流充电至100％SOC，再使用1C
‑
2C电流放电至高温老化SOC，之后进行高温老化，老化电量控制在65％
‑
90％，高温老化温度为40
‑
50℃，老化时间48
±
8h，之后，进行除气和化成，化成后进入常温老化，常温老化SOC为65％
‑
90％SOC，温度为15
‑
30℃，老化时间6
‑
10天。
[0024]一种二次电池的制备方法，使用上述内容的电池老化方法。
[0025]相对于现有技术，本专利技术所述的一种含硬碳材料的二次电池的老化方法及电池制备方法具有以下有益效果：
[0026]1、本专利技术适用于含硬碳材料的二次电池自放电的老化工艺，本专利技术能更有效的消除因硬碳造成的内部化学自放电影响，在电池的压降分析时，能够消除化学自放电因素。
[0027]2、本专利技术能使硬碳负极电池内部SEI膜形成更为致密，从而延长了电池的循环使用寿命，有效的提高了电池的循环性能；
[0028]3、本专利技术能缩短自放电筛选时间，高温老化过程内部化学自放电反应充分，使得常温老化时物理自放电反应明显，缩短常温老化时间，高效率筛选批量电池的自放电不良。
附图说明
[0029]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0030]图1为本专利技术实施例所述的一种含硬碳材料的二次电池的老化方法示意图。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0033]自放电按照反应类型的不同可以分为物理自放电和化学自放电。物理自放电为由物理因素引起的自放电。化学自放电是电池内部自发的化学反应导致的电压下降、容量衰减。由于物理自放电所导致的能量损失是可恢复的，而化学自放电所引起的能量损失则是基本不可逆的，所以在自放电筛选过程中，要尽可能的消除化学自放电所带来的容量损失，防止化学自放电对物理自放电的筛选进行干扰。
[0034]专利技术人发现：环境温度、电池荷电状态(SOC)以及静置时间均是影响锂电池自放电的重要因素，基于此，专利技术人完成了本专利技术。
[0035]本专利技术提供了一种含硬碳材料的二次电池的老化方法，包括如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硬碳材料的二次电池的老化方法，其特征在于：包括如下步骤：提供预充后的二次电池，所述二次电池的负极材料包括硬碳材料；对所述预充后的二次电池进行高温老化，高温老化SOC为65％
‑
90％；对高温老化后的二次电池进行排气、化成和常温老化，常温老化SOC为65％
‑
90％。2.根据权利要求1所述的老化方法，其特征在于，所述方法还包括：对二次电池注液和常温静置后，再进行预充。3.根据权利要求2所述的一种含硬碳材料的二次电池的老化方法，其特征在于：所述常温静置的时间为24
‑
48小时。4.根据权利要求2所述的一种含硬碳材料的二次电池的老化方法，其特征在于：预充先使用0.05C
‑
0.2C电流充电至100％SOC，再使用1C
‑
2C电流放电至高温老化SOC。5.根据权利要求1所述的一种含硬碳材料的二次电池的老化方法，其特征在于：所述高温老化温度为40
‑
50℃，老化时间为48
±
8h。6.根据权利要求1所述的一种含硬碳材料的二次电池的老化方法，其特征在于：所述常温老化的温度为15
‑
30℃，常温老化的时间为6
‑
10天。7.根据权利要求1所述的一种含硬碳材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，潘长委，李文文，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：发明
国别省市：