一种锂离子电池化成方法技术

本申请公开了一种锂离子电池化成方法，包括使锂离子电池在化成时构建致密及均匀

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池化成方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池化成方法，属于锂离子电池

。

技术介绍

[0002]手机
、
数码相机和笔记本电脑等为代表的消费类电子产品，以及以纯电动汽车
、
油电混合式动力汽车和插入式电动汽车等为代表的新能源汽车产品，均会使用到以锂电池作为储能器件
。
[0003]在锂电池生产制造过程中，化成工序是最关键的工序之一，它是对新生产的电池进行初次充电的过程
。
电池化成工序进行得好坏，将直接影响最终电池产品的容量
、
寿命和安全等诸多性能
。
现有锂电池在化成激活时会产生产气体
(
气体包含
CO、CO2、CH4、C2H2、H2、C4H6
等
)
，气体是极片与极片间的电化学反应生产，一部分储存在极片与隔膜之间，一部分储存在铝塑包装膜壳体内，当气体达到一定量时，极片与极片间的距离增大，影响极片接触从而阻碍锂离子的脱离与嵌入，锂离子附在隔膜上形成析锂
(
主要为
LiOH(s))
，使
SEI
膜形成不均匀
、
不致密
。
[0004]现有
SEI
膜形成技术如中国专利公开号为
CN108963366A
的一种锂电池及其串联电池组的预充电方法，公开技术为：采用一次小电流恒流
、
变电流
、
>小电流恒压三段充电方式，能在电池负极表面形成致密的
SEI
膜；虽然，公开的技术能使锂电池在化成阶段形成致密的
SEI
膜，但是，不能使得
SEI
膜在形成时均匀
。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种锂离子电池化成方法
。
[0006]本专利技术通过以下技术方案得以实现
。
[0007]本专利技术提供的一种锂离子电池化成方法，包括使锂离子电池在化成时构建致密及均匀
SEI
膜的方法
。
[0008]所述方法包括依次进行构建致密
SEI
膜
、
排气保压
、
热封及构建致密均匀一致
SEI
膜的四个步骤
。
[0009]所述构建致密
SEI
膜的步骤一为：对锂离子电池先小恒定电流充电5‑
15
％
SOC
电量，再大恒定电流充电至
50
‑
70
％
SOC
电量，先采用较小的电流进行化成，有利于形成更加致密均一的
SEI
膜，再采用大电流继续化成，有利于缩短化成时间
。
[0010]所述构建致密
SEI
膜的步骤一具体为：先以
0.01C
～
0.02C
的恒定电流将锂离子电池充电至5‑
15
％
SOC
电量，此时电压为
2.5
～
3.2V
，再以
0.05C
～
0.1C
恒定电流将锂离子电池充电至
50
‑
70
％
SOC
电量，此时电压为
3.5
～
3.75V
；
[0011]所述排气保压的步骤二为：取出步骤一充电后的锂离子电池，采用带有针头的真空管道刺入锂离子电池气囊袋，然后将真空管道与回流罐的长管道连接，回流罐的短管道再与抽真空装置连接，完成抽真空操作后保压，真空度
≤
‑
60MPa
，保压时间2～
4s
；采用回流罐与抽真空装置连接是为了防止电解液腐蚀真空装置，回流罐的短管道与所述真空管道连
接，回流罐的长管道连接电池气囊，将电解液吸入回流罐，短管连接抽真空装置，使电解液不会被吸至抽真空装置
。
[0012]所述热封的步骤三为：对完成步骤二的锂离子电池气囊袋的刺入处进行封口处理，热封温度为
150
～
230℃
，压力为
0.2
～
0.4MPa
，时间为2～
5s
；热封温度和压力太小以及时间太短，都可能使得热封的密封效果不够好，还是有部分空气中的水分进入到电池中，影响电池的性能
。
[0013]所述构建致密均匀一致
SEI
膜的步骤四为：先对步骤三得到的锂离子电池放电至5‑
15
％
SOC
电量，使得极片电位一致形成均匀一致的
SEI
膜；再对锂离子电池先放电再小恒定电流充电后大恒定电流充电至
70
‑
90
％
SOC
电量，形成了致密均一的
SEI
膜，过程不再产生气体
。
[0014]所述构建致密均匀一致
SEI
膜的步骤四为：步骤三得到的锂离子电池放置于压力化成装置中，使接触良好，以
0.05C
～
0.1C
的恒定电流将电池放电
130min
至5‑
15
％
SOC
电量，此时电压为
2.5V
～
3V
由于前述化成步骤中锂离子电池极片表面有部分仍然可能存在有气泡，导致极片电位不一致，因此，通过放电使得极片电位一致，这有利于形成均匀一致的
SEI
膜，同时又能避免电池充到上限电压时，由于极片电位不一样导致局部地方过充而析锂；再以
0.1C
～
0.5C
的恒定电流将电池充电
130min
至
70
‑
90
％
SOC
电量，此时电压为
3.85
～
3.95V
，由于经过之前的较小电流充电和放电后，已经形成了较为致密均一的
SEI
膜，而且在电压至达到一定值之后，也不再产生气体，因此，在最后的充电过程中可以采用较大的电流，以缩短化成时间
。
[0015]本专利技术的有益效果在于：锂离子电池化成步骤路线，先充电以小恒流充电再大恒流充电充电构建致密
SEI
膜，再进行抽真空排气
、
热封后放电使极片电位一致形成均匀一致的
SEI
膜，最后充电以小恒流充电再大恒流充电以不再产生气泡条件下构建致密均匀一致
SEI
膜，实现了得到具有均匀和致密
SEI
膜的锂离子电池
。
附图说明
[0016]图1是实施例1至
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池化成方法，其特征在于，包括使锂离子电池在化成时构建致密及均匀
SEI
膜的方法
。2.
如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于：所述方法包括依次进行构建致密
SEI
膜
、
排气保压
、
热封及构建致密均匀一致
SEI
膜的四个步骤
。3.
如权利要求2所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，所述构建致密
SEI
膜的步骤一为：对锂离子电池先小恒定电流充电5‑
15
％
SOC
电量，再大恒定电流充电至
50
‑
70
％
SOC
电量
。4.
如权利要求3所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，所述构建致密
SEI
膜的步骤一具体为：先以
0.01C
～
0.02C
的恒定电流将锂离子电池充电至5‑
15
％
SOC
电量，此时电压为
2.5
～
3.2V
，再以
0.05C
～
0.1C
恒定电流将锂离子电池充电至
50
‑
70
％
SOC
电量，此时电压为
3.5
～
3.75V。5.
如权利要求3所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，所述排气保压的步骤二为：取出步骤一充电后的锂离子电池，抽真空操作后保压，真空度
≤
‑
60MPa
，保压时间2～
4s。6.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙波，刁胜，吴吉强，曾坚义，
申请(专利权)人：贵州嘉盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：