一种锂离子动力电池的快速化成方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于：该方法的步骤为：１）预充电；２）静置老化；３）采用间歇性去极化单级脉冲的充电方式充电至充电完成。由于本发明专利技术的化成工艺采取的间歇性去极化单级脉冲的充电方式，降低了ＳＥＩ膜阻抗，从而使电池内阻减小，提高了锂离子动力电池的倍率放电性能。由于本发明专利技术化成工艺采取的较低频率的脉冲电流，可以使电池在脉冲的停止时间内自然去极化，降低了极化效果，稳定充电电压，提高充电效率，同时避免了采用高频脉冲电流充电方式多带来的对设备的高要求，提高了电能的利用效率，大大降低了生产的成本。采用预充电的步骤是为了有助于形成稳定的ＳＥＩ膜，从而改善电池的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子动力电池化成工艺，特别是一种锂离子动力电池快速化成方法。
技术介绍
在锂离子动力电池的生产过程中，化成是投入设备最大，厂房占用面积最多的工 序，是电池生产中极其关键的一个环节。在这个过程中，在负极表面形成一层固体电解质界 面SEI膜，从而提高电极性能的稳定性。成品锂离子蓄电池的性能在很大程度上取决于化 成效果的良好与否。 —般而言，在实际生产中常用的工艺是采用小电流长时间充电来完成化成工序。 在化成过程中，负极表面形成的SEI膜会因化成电压不同而不同，在恒流充电过程中，其充 电电压会随时间的推移而增大，因此不同的化成方式会形成不同结构和组成的SEI膜。小 电流化成有助于形成稳定的SEI膜，从而有效的改善电池的性能，但是这种方式有以下缺 点1、长时间小电流充电会导致SEI膜阻抗增大，从而使电池内阻增大，影响电池的倍率放 电性能。2、小电流的化成时间较长，影响生产效率，然而大电流充电虽然可以加快化成时 间，但容易破坏SEI膜的形成并导致电池性能的恶化。3、无论大电流还是小电流充电过程 中，不可避免的会发生由欧姆极化，浓差极化和电化学极化等构成的极化现象，导致充电电 压升高，充电效率降低。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供，以縮短锂 离子动力电池的化成时间，降低化成成本。 为了解决以上技术问题，本专利技术所采取的技术方案是一种锂离子动力电池的快 速化成方法，该方法为在化成过程中，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为 40-60分钟，预充电的电流为0. 1-0. 3CA，然后静置老化，再采用间歇性去极化单级脉冲的 充电方式充电，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。 所述的间歇性去极化单级脉冲充电的参数为 (1)化成电流0. 1-0. 3CA ; (2)占空比1:2-6:7; (3)脉冲时间2s-14s ; (4)波形正弦波或者方波。 本专利技术的有益效果是由于本专利技术的化成工艺采取的间歇性去极化单级脉冲的 充电方式，降低了 SEI膜阻抗，从而使电池内阻减小，提高了锂离子动力电池的倍率放电性 能。由于本专利技术化成工艺采取的较低频率的脉冲电流，可以使电池在脉冲的停止时间内自 然去极化，降低了极化效果，稳定充电电压，提高充电效率，同时避免了采用高频脉冲电流 充电方式多带来的对设备的高要求，提高了电能的利用效率，大大降低了生产的成本。采用预充电的步骤是为了有助于形成稳定的SEI膜，从而改善电池的性能。 本专利技术的化成工艺采用的是施加在正极上的频率较低的单极脉冲充电方式，在负 极上没有采用任何的充电或者放电的过程，既保证了化成的质量，同时也避免了采用的负 极放电的去极化操作对锂离子动力电池寿命的影响，延长了锂离子动力电池的使用时间。 本专利技术依据电化学原理采用间歇性去极化单级脉冲的快速化成方法，去极化过程 为自然去极化，通过控制充电脉冲时间及占空比，降低了浓差极化，縮短化成时间，提高库 伦效率，降低由极化内阻产生的热量，提高能量转化效率。 锂离子电池采用本专利技术的方法化成效果 16块160Ah单体电池，分别用小电流和间歇性去极化单级脉冲各化成8块。 (1)内阻变化率 <table>table see original document page 4</column></row><table> 采用小电流多周次化成方法内阻平均变化率为25. 9%，采用间歇性去极化单级脉 的化成方法内阻平均变化率为19. 1%，因此间歇性去极化单级脉的化成方法形成的SEI膜 阻抗变化小，采用该方法形成的SEI膜界面性能要比小电流化成形成的SEI膜界面性能好。 (2)首次库伦效率 <table>table see original document page 4</column></row><table> 采用间歇性去极化单级脉冲成方法的首次库伦效率要高于用小电流化成方法的首次库伦效率。(3)首次放电容量<table>table see original document page 5</column></row><table> (4)化成时间 采用常规小电流，多周次化成时间48h 72h 采用间歇性去极化单级脉冲的化成时间17h 25h 综上所述采用本专利技术的方法化成，生产效率得到提高，同时提高了库伦效率，同时 形成的负极SEI膜界面性能也有提升，能够更好的抑制溶剂分子嵌入电极，从而提高了电 极的循环性能。具体实施方式 实施例1 锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为40分钟，充电电流为0. 1CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。 脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为 (1)化成电流O. 1CA ; (2)占空比1 : 2 ; (3)脉冲时间2s ; (4)波形正弦波。实施例2 锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为60分钟，充电电流为0. 3CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。 脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为 (1)化成电流O. 3CA ; (2)占空比6:7; (3)脉冲时间:14s ; (4)波形正弦波。实施例3 锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时 间为50分钟，充电电流为0. 2CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过 程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。 脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为 (1)化成电流O. 2CA ; (2)占空比5 : 7 ; (3)脉冲时间7s ; (4)波形正弦波。 实施例4 锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为50分钟，充电电流为0. 3CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。 脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为 (1)化成电流O. 2CA ; (2)占空比4 : 7 ; (3)脉冲时间:10s ; (4)波形正弦波。 实施例5 锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为40分钟，充电电流为0. 1CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。 脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为 (1)化成电流O. 1CA ; (2)占空比1 : 2 ; (3)脉冲时间2s; (4)波形方波。实施例6 锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为60分钟，充电电流为0. 3CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于：该方法的步骤为：１）预充电；２）静置老化；３）采用间歇性去极化单级脉冲的充电方式充电至充电完成。

【技术特征摘要】
一种锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于该方法的步骤为1)预充电；2)静置老化；3)采用间歇性去极化单级脉冲的充电方式充电至充电完成。2. 根据权利要求1所述的锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于步骤1)所述 的预充电采用的是恒流充电方式。3. 根据权利要求2所述的锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于步骤1)所述的预充电所采用的电流为0. 1-0. 3CA。4. 根据权利要求2所述的锂离子动力电池的快速化...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢秋，温灿国，
申请(专利权)人：天空能源洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]