用于制造锂离子二次电池的方法技术

提供一种用于制造锂离子二次电池的方法，该方法能够通过改进多个制造过程中的电池形成过程来增加电池的容量。该用于制造锂离子二次电池的方法包括：在室温下对电池执行室温老化过程，其中该电池内注有电解液；对经室温老化的电池执行预充电过程；以及在高于所述室温的温度下对经预充电的电池执行高温老化过程。

【技术实现步骤摘要】

示例实施例涉及。技术背景锂离子二次电池是一种利用有机电解液因而所呈现出的放电电压比利用现有碱 性水溶液的电池的放电电压的两倍还高的电池。锂离子二次电池通过包括电极板生产过程、组装过程和电池形成过程在内的一系 列过程被制造出来。电池形成过程是通过对组装后的电池执行诸如充电、老化和放电的一 系列过程而使电池结构稳定和可使用的过程。便携式电子设备的尺寸变得越来越小，但功能却在进一步增加。因此，需要增加这 种便携式电子设备中使用的电池的容量。
技术实现思路
实施例致力于一种，该方法基本克服了由现有技 术的限制和缺点弓I起的一个或更多问题。因此，实施例的一个特征在于提供一种制造锂离子二次电池的方法，该方法能够 通过改进多个制造过程中的电池形成过程来增加电池的容量。以上和其它特征和优点中的至少一个可以通过提供一种用于制造锂离子二次电 池的方法来实现，该方法包括在室温下对电池执行室温老化过程，其中该电池内注有电解 液；对经室温老化的电池执行预充电过程；以及在高于所述室温的温度下对经预充电的电 池执行高温老化过程。所述室温老化过程中的老化时间可以是22个小时至沈个小时。所述预充电过程可以在以下条件下被执行充电电压是2. OV至2. 4V，充电电流是 0. 045C至0. 055C，充电时间是5分钟至7分钟。所述高温老化过程可以包括在以下条件下执行第一老化过程老化温度是40°C 至50°C，并且老化时间是43个小时至53个小时；以及在以下条件下执行第二老化过程老 化温度是70°C至80°C，并且老化时间是2. 3个小时至2. 8个小时。该方法可以进一步包括在所述室温老化过程之后，执行除气过程以从所述电池 的内部去除气体。该方法可以进一步包括在所述高温老化过程之后，执行加压过程以对所述电池 加压。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，以上和其它特征和优点对本领域普通技术 人员将变得更加明显，在附图中图1示出根据实施例的电池形成过程的流程图。图2是示出在实施例2和对比例2中制造的电池的容量分布的频率/容量曲线图。具体实施方式现在将在下文中参照附图对示例实施例进行更全面的描述，不过，这些示例实施 例可以以不同的形式被具体实现，而不应该被解释成局限于此处所列出的实施例。相反，所 提供的这些实施例是为了使本公开内容全面和完整，并且将本专利技术的范围完全传达给本领 域技术人员。在附图中，层和区域的尺寸可能为了图示清楚而被放大。还将理解的是，在一层或 一元件被称为在另一层或另一基板“之上”时，它可以直接在该另一层或另一基板上，或者 也可以存在中间层。进一步，将理解的是，在一层被称为在另一层“之下”时，它可以直接在 该另一层之下，或者也可以存在一个或多个中间层。另外，也将理解的是，在一层被称为在 两层“之间”时，它可以是这两层之间的唯一层，或者也可以存在一个或多个中间层。相同 的附图标记始终表示相同的元件。下文中，将参照附图对实施例进行详细描述。图1示出根据实施例的形成过程的流程图。参照图1，根据该实施例的电池形成过程可以包括室温老化过程S10、除气过程 S20、预充电过程S30、高温老化过程S40、加压过程S50、形成过程S60、第三老化过程S70、第 四老化过程S80、第二完全放电过程S90以及半充电过程S100。室温老化过程SlO是通过将电池单独放置来稳定该电池的过程，其中该电池内注 有电解液。在锂离子二次电池中，在高温下可能会使电解液分解反应加速和充/放电容量减 小。因此，老化可能主要在室温下被执行。除气过程S20可以被执行以去除在高温下所产 生的气体。室温老化过程SlO可以被执行大约22个小时至大约沈个小时。如果室温老化被 执行小于22个小时，则电解液无法被均勻渗透。因此，固态电解质界面(SEI)层可能无法 在预充电过程S30中被均勻形成。另一方面，如果室温老化被执行大于沈个小时，则可能 会拖延制造过程。经室温老化的电池的内阻/开路电压(IR/0CV)可以利用具有大约0. 001或更小 的分辨率的万用表来测量。具有焊接故障和异常电解液渗透的电池可以根据测量值被挑出来。除气过程S20是去除在室温老化过程SlO期间所产生的气体的过程。在室温老化过程SlO期间所产生的气体可能会导致电池膨胀。因此，可以执行除 气过程S20以去除气体。预充电过程S30是在负电极上形成SEI层的过程。SEI层是在电池的离子迁移率高时所形成的绝缘体。一旦SEI层被形成，它就在电 池充电期间防止锂离子与其它材料在负电极处反应。另外，SEI层执行离子隧道功能。也就 是说，SEI层仅允许锂离子通过。离子隧道效应防止负电极的结构由于与锂离子一起移动 的高分子量有机溶剂与负电极的反应而被毁坏。也就是说，在SEI层形成时，锂离子不会与 负电极或其它材料产生副反应。因此，锂离子的量可以被可逆地维持。而且，由于有机溶剂与锂离子一起被注入，因此防止了负电极结构被毁坏。因此，锂离子聚合物二次电池的充/ 放电被可逆地维持，从而延长了电池的寿命。由于即使在电池被放置在高温下或者反复充 /放电的情况下SEI层也不容易被毁坏，因此在电池被放置在高温下时厚度很少增加，并且 电池的初始充电容量被维持。因此，通过预充电形成的SEI层确保了电池的容量。也就是说，预充电通过在高温充电之前执行充电而产生副反应气体，因此，未充电 区域减少。这样以来，未充电区域的实际可逆容量可能会增加。在预充电中，电池在电池容量的大约10%到40%的范围内被充电。预充电过程S30可以在以下条件下被执行充电电压是大约2. OV到大约2. 4V，并 且充电电流是大约0. 045C到0. 055C。在这样的充电条件下，充电时间是大约5分钟到大 约7分钟。如果预充电在充电电压低于2. OV或者充电电流低于0. 045C的条件下被执行， 则SEI层就不会被充分形成，并且要花费很长的时间对电池预充电。因此，这不适于批量生 产。另一方面，如果预充电在充电电压是2. 4V或者充电电流是0. 055C的条件下被执行，则 必需以高速率对电池充电以确保预定的容量。结果，电池可能被施以过载，并且可能容易产 生过电压。而且，SEI层可能无法被均勻形成，并且电池可能会容易变形。高温老化过程S40是在高于室温的温度下对经预充电的电池执行老化的过程。在高温下的老化由于热能和电化学能而进一步使SEI层稳定，并且使SEI层以均 勻厚度重新形成而没有局部偏差。如上所述，即使被放置在高温下或循环被重复的情况下， SEI层也不容易被毁坏。在电池被放置在高温下时厚度很少增加，并且电池的初始充电容量 被维持，从而确保了电池的容量。在这种情况下，高温老化可以被划分成第一老化和第二老化。第一老化可以在大约40°C到大约50°C的温度下被执行。第一老化可以改进未充 电区域、改进完全充电厚度，并且使SEI层稳定。在第一老化温度低于40°C时，热能不足以 使SEI层稳定。而在第一老化温度高于50°C时，SEI层可能会被毁坏，因为这时SEI层在非 稳定状态下暴露于高温。第一老化时间可以根据活性材料、电解液、其它材料的种类或电池的类型来适当 调整。例如，在负电极活性材料是KPL3、负电极活性材料的溶剂是净化水、负电极活性物质 的粘合剂是SBR+CMC、正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造锂离子二次电池的方法，包括：在室温下对电池执行室温老化过程，其中该电池内注有电解液；对经室温老化的电池执行预充电过程；以及在高于所述室温的温度下对经预充电的电池执行高温老化过程。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金璇境，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]