【技术实现步骤摘要】
本申请涉及动力电池和储能领域。具体地，本申请涉及一种锂离子电池的化成方法。
技术介绍
1、目前，动力锂离子电池，主要是能量密度较高的镍钴锰(铝)酸锂电池和安全性较高的磷酸铁锂电池。将三元材料与磷酸盐材料掺混形成混合正极活性材料，可以在保证安全性的同时，进一步提高磷酸盐材料体系电池的能量密度。磷酸盐系材料主要的容量发挥区间为3.2-3.5v，而镍钴锰(铝)系材料主要的容量发挥区间为3.5-4.5v。
2、众所周知，化成初期，需要通过较小的电流进行激活，使得活性物质与电解液进行充分的反应，在电极表面形成致密、良好的保护膜，增加电池长期使用过程中的耐久性。一般的化成方式通常以一步小电流进行成膜，(通常磷酸铁锂正极成膜为2.8-3.3v，镍钴锰酸锂正极为3.4.-3.7v)，然后直接采用大的电流进行后续的化成。采用常规的化成方式，因未考虑过不同正极材料的成膜电压区间，这会使得镍钴锰酸锂正极表面的保护膜不够充分，导致在循环过程与电解液发生更多的副反应，从而导致电池的耐久性下降。因镍钴锰酸锂等正极材料成膜终止电位≥3.65v，超过正常磷酸铁锂的工作电压区间，在这样的电压下直接进行静置老化，会进一步加剧副反应，使得电池容量和首效明显下降。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本申请提供了一种具有混合正极活性材料的锂离子电池的化成方法。本申请的化成方法在不同的激活电压区间，分别对磷酸盐体系的第一活性材料和非磷酸盐体系的第二活性材料分段进行小电流成膜，能够充分激活混合正极活性材料中所有
2、本申请的第一方面，本申请提供了一种锂离子电池的化成方法，所述锂离子电池包括正极活性材料，所述正极活性材料包括第一活性材料和第二活性材料，其中，所述第一活性材料包括磷酸盐材料，所述第二活性材料包括非磷酸盐材料；所述化成方法包括如下步骤：
3、步骤s1：以第一充电倍率对含有所述正极活性材料且经过电解液充分浸润的半成品电池进行充电，控制截至电压为第一截止电压；所述第一截止电压的数值范围为3.1v-3.4v；
4、步骤s2：以第二充电倍率对经步骤s1处理后的电池进行充电，控制截至电压为第二截止电压；所述第一截止电压的数值范围为3.3v-3.5v，且所述第二截止电压＞所述第一截止电压；
5、步骤s3：以第三充电倍率对经步骤s2处理后的电池进行充电，控制截至电压为第三截止电压；所述第三截止电压的数值范围为3.7v-4.1v；
6、步骤s4：以第四放电倍率对经步骤s3处理后的电池进行放电，控制截至电压为第四截止电压；所述第四截止电压的数值范围为3.2v-3.4v；
7、步骤s5：将经步骤s4处理后的电池静置老化，再充电至额定电压。
8、进一步地，所述第一活性材料为磷酸铁锂、磷酸铁锰锂中的一种或两种；第二活性材料为镍钴锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸铁锰锂中的一种或几种。
9、进一步地，所述第一活性材料占所述正极活性材料总质量的50％-99％；所述第二活性材料占所述正极活性材料总质量的1％-50％。
10、进一步地，所述正极活性材料还包括第三活性材料，所述第三活性材料占所述正极活性材料总质量的0％-10％。
11、进一步地，所述第三活性材料为磷酸钒锂、焦磷酸铁锂中的一种或两种。
12、进一步地，所述化成方法满足以下特征中的至少一种：
13、(1)所述第一充电倍率的数值范围为0.002c-0.1c；
14、(2)所述第二充电倍率的数值范围为0.1c-0.3c；
15、(3)所述第三充电倍率的数值范围为0.002c-0.2c；
16、(4)所述第四放电倍率的数值范围为0.1c-0.3c。
17、进一步地，所述第二充电倍率≥所述第一充电倍率，且所述第二充电倍率≥所述第三充电倍率。
18、进一步地，所述化成方法满足以下特征中的至少一种：
19、(1)步骤s1还包括：以第一充电倍率对含有所述正极活性材料且经过电解液充分浸润的半成品电池进行充电至所述第一截止电压后，静置3min-8min；
20、(2)步骤s2还包括：以第二充电倍率对经步骤s1处理后的电池进行充电至所述第二截止电压后，静置3min-8min；
21、(3)步骤s3还包括：以第三充电倍率对经步骤s2处理后的电池进行充电至所述第三截止电压后，静置3min-8min；
22、(4)步骤s4还包括：以第四放电倍率对经步骤s3处理后的电池进行放电至所述第四截止电压后，静置3min-8min。
23、进一步地，步骤s5中，所述静置老化的温度为20℃-60℃，时间为12h-96h；优选地，步骤s5中，所述静置老化的温度为25℃-45℃，时间为12h-36h。
24、进一步地，步骤s5中，所述充电至额定电压的条件为：以0.2-1.0c的倍率恒流恒压充电至额定电压，截至电流为0.05c，额定电压范围为4.15-4.5v；优选地，步骤s5中，所述充电至额定电压的条件为：以0.2-0.5c的倍率恒流恒压充电至额定电压，截至电流为0.05c，额定电压范围为4.2-4.35v。
25、本申请的有益效果为：
26、本申请一种具有混合正极活性材料的锂离子电池的化成方法根据第一活性材料和第二活性材料的充放电特性，在不同的激活电压区间，分别对磷酸盐体系的第一活性材料和非磷酸盐体系的第二活性材料分段进行小电流成膜，能够充分激活混合正极活性材料中所有的活性物质，使得活性物质与电解液进行充分的反应，在电极表面形成致密、良好的保护膜。再将成膜后的锂离子电池进一步放电至磷酸盐体系的低电压平台进行静置老化，减少副反应，以此来提升锂电池的首效和容量，改善具有混合正极活性材料的锂离子电池的耐久性。
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1.一种锂离子电池的化成方法，其特征在于，所述锂离子电池包括正极活性材料，所述正极活性材料包括第一活性材料和第二活性材料，其中，所述第一活性材料包括磷酸盐材料，所述第二活性材料包括非磷酸盐材料；所述化成方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述第一活性材料为磷酸铁锂、磷酸铁锰锂中的一种或两种；第二活性材料为镍钴锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸铁锰锂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述第一活性材料占所述正极活性材料总质量的50％-99％；所述第二活性材料占所述正极活性材料总质量的1％-50％。
4.如权利要求3所述的化成方法，其特征在于，所述正极活性材料还包括第三活性材料，所述第三活性材料占所述正极活性材料总质量的0％-10％。
5.如权利要求4所述的化成方法，其特征在于，所述第三活性材料为磷酸钒锂、焦磷酸铁锂中的一种或两种。
6.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述化成方法满足以下特征中的至少一种：
7.如权利要求6所述的化成方法，其特征在
8.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述化成方法满足以下特征中的至少一种：
9.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤S5中，所述静置老化的温度为20℃-60℃，时间为12h-96h；优选地，步骤S5中，所述静置老化的温度为25℃-45℃，时间为12h-36h。
10.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤S5中，所述充电至额定电压的条件为：以0.2-1.0C的倍率恒流恒压充电至额定电压，截至电流为0.05C，额定电压范围为4.15-4.5V；优选地，步骤S5中，所述充电至额定电压的条件为：以0.2-0.5C的倍率恒流恒压充电至额定电压，截至电流为0.05C，额定电压范围为4.2-4.35V。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的化成方法，其特征在于，所述锂离子电池包括正极活性材料，所述正极活性材料包括第一活性材料和第二活性材料，其中，所述第一活性材料包括磷酸盐材料，所述第二活性材料包括非磷酸盐材料；所述化成方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述第一活性材料为磷酸铁锂、磷酸铁锰锂中的一种或两种；第二活性材料为镍钴锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、磷酸铁锰锂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述第一活性材料占所述正极活性材料总质量的50％-99％；所述第二活性材料占所述正极活性材料总质量的1％-50％。
4.如权利要求3所述的化成方法，其特征在于，所述正极活性材料还包括第三活性材料，所述第三活性材料占所述正极活性材料总质量的0％-10％。
5.如权利要求4所述的化成方法，其特征在于，所述第三活性材料为磷酸钒锂、焦磷酸铁锂中的一种或两种。
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾士哲，
申请(专利权)人：蔚来汽车科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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