軟包鋰離子電池化成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種軟包鋰離子電池化成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟包鋰離子電池能量密度大，循環(huán)壽命長(zhǎng)，倍率性能和安全性能好，被廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)工具和電子模型等領(lǐng)域，隨著新能源汽車的迅速發(fā)展，軟包鋰離子動(dòng)力電池也逐漸向高能量，高安全方向發(fā)展。
[0003]鎳鈷鋁酸鋰正極材料鋰離子電池以其較大的能量密度，在新能源汽車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但高能量鎳鈷鋁酸鋰正極材料比表面積較大、PH值較高，在電池制作過(guò)程中易于吸水，這些殘留的水與電池中的電解液發(fā)生副反應(yīng)，導(dǎo)致軟包鋰離子電池脹氣，影響了軟包鋰離子電池的綜合性能，甚至給電池安全性能帶來(lái)極大的隱患，制約了軟包鋰離子電池在新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展。
[0004]軟包鋰離子電池化成過(guò)程也就是鋰離子電池活化過(guò)程，化成過(guò)程中電池內(nèi)部反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣體，正負(fù)極極片表面生成SEI膜，SEI膜的穩(wěn)定性和化成的充分性直接影響著軟包鋰離子電池的電化學(xué)性能，這就需要電池生產(chǎn)要有一個(gè)良好的活化過(guò)程，以保證軟包鋰離子電池具有良好的充放電性能和安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種軟包鋰離子電池化成方法，要解決的技術(shù)問(wèn)題是找到合理的軟包鋰離子電池化成方法，提高鋰離子電池的充放電性能和安全性能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
軟包鋰離子電池化成方法，包括以下步驟，
第一次充電，首先將軟包鋰離子電池施加0.1MPa的壓力，并將軟包鋰離子電池加溫到60 ± 3°C，在保溫20~30min后在60 ± 3 V溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第一次充電，充電電流0.1C，充電時(shí)間30min ；
第二次充電，將充電后的上述軟包鋰離子電池卸除壓力，靜置10~20min，將軟包鋰離子電池降溫至45 ±3°C，再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力，并在45±3°C保溫5~10min，然后在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第二步充電，充電電流0.2C，充電時(shí)間60min ；
第三次充電，將二次充電后的上述軟包鋰離子電池卸載壓力至0.02MPa，軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進(jìn)行第三步充電，充電電流0.5C，充電時(shí)間lOOmin，停止充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力靜置30~60min，完成軟包鋰離子電池化成。
[0007]作為優(yōu)選，
第一次充電，將軟包鋰離子電池放入夾具化成機(jī)中，夾具壓板對(duì)電池主體擠壓下保溫20min ；
第二次充電中，第一次充電完成后卸除夾具夾板，靜置lOmin，夾具夾板對(duì)軟包鋰離子電池施加0.05MPa的壓力并在軟包鋰離子電池45±3°C下保溫5min，軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進(jìn)行第二步充電，充電電流0.2C，充電時(shí)間60min ；
第三次充電中，第三步充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力下靜置30min，完成軟包鋰離子電池化成。
[0008]作為優(yōu)選，對(duì)軟包鋰離子電池施加的壓力為采用夾具壓板對(duì)電池的側(cè)面進(jìn)行的整面施壓。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1.本發(fā)明軟包鋰離子電池化成首先對(duì)電池主體進(jìn)行60±3°C溫度和0.1MPa壓力下
0.1C充電30min，該階段為化成產(chǎn)氣最大階段，高溫高壓下正負(fù)極與電解液活性高、產(chǎn)氣可快速排出，避免了氣體集留在極片間影響極片表面SEI膜的均勻性。
[0010]2.本發(fā)明軟包鋰離子電池化成第一次充電完成后松開(kāi)夾具夾板靜置10~20min，在夾具松開(kāi)過(guò)程中，軟包鋰離子電池重新吸入部分剩余電解液，進(jìn)行部分極片電解液補(bǔ)充吸收，提高了軟包鋰離子電池電解液均勻性和保液能力，提高了軟包鋰離子電池的充放電性能。
[0011]3.本發(fā)明軟包鋰離子電池化成后期降低軟包鋰離子電池主體表面壓力和溫度，該階段主要為軟包鋰離子電池極片表面SEI膜形成階段，0.05Mpa壓力和45°C溫度下為電池0.2C充電可以形成穩(wěn)定的SEI膜，提高軟包電池的充放電性能和安全性能。
[0012]4.本發(fā)明軟包鋰離子電池化成充電完成后保溫保壓靜置30~60min，該階段為軟包鋰離子電池內(nèi)部極片表面SEI膜穩(wěn)定階段，軟包鋰離子電池通過(guò)該階段的靜置具有更加穩(wěn)定的SEI膜，提高了電池的充放電性能和安全性能。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為85140200-20Ah-3.2V軟包鋰離子電池按照實(shí)施例1中方法化成后與實(shí)施例2中普通加溫加壓方法化成后的電池循環(huán)性能對(duì)比曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
第一次充電，首先將軟包鋰離子電池放入夾具化成機(jī)中，夾具夾板夾住軟包鋰離子電池主體施加0.1MPa的壓力，夾具壓板將軟包鋰離子電池加溫到60±3°C并保溫20~30min，然后在60±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第一次充電，充電電流0.1C，充電時(shí)間30mino
[0015]第二次充電，第一次充電完成后松開(kāi)夾具夾板，靜置10~20min，軟包鋰離子電池自然降溫到45 ±3 °C，夾具夾板再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力，軟包鋰離子電池在45 ± 3 °C下保溫5~10min，在45 ± 3 °C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第二步充電，充電電流0.2C，充電時(shí)間60min。
[0016]第三次充電，再將夾具壓板壓力調(diào)節(jié)至0.02MPa，并在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第三步充電，充電電流0.5C，充電時(shí)間lOOmin，停止充電后保持45±3°C溫度和
0.02MPa靜置30~60min，完成軟包鋰離子電池化成。
[0017]化成過(guò)程產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入軟包鋰離子電池鋁塑膜氣袋中，化成后的軟包鋰離子電池具有穩(wěn)定的SEI膜，該化成方法制備的軟包鋰離子電池具有良好的充放電性能和安全性能。
[0018]實(shí)施例1
進(jìn)行該專利方法化成電池試驗(yàn)，首先將注液擱置完成的85140200-20Ah-3.2V型號(hào)軟包鋰離子電池放入夾具化成機(jī)中，該化成機(jī)為深圳市新浦自動(dòng)化設(shè)備有限公司5V10A64CH-250型，夾具夾板夾住軟包鋰離子電池主體施加0.1MPa的壓力，夾具壓板對(duì)軟包鋰離子電池加溫到60±3°C并保溫20min，然后在60±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第一次充電，充電電流0.1C，充電時(shí)間30min。
[0019]第一次充電完成后松開(kāi)夾具夾板，靜置lOmin，同時(shí)軟包鋰離子電池自然降溫到45±3°C，夾具夾板再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力，夾具壓板在45±3°C下保溫5min，在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第二步充電，充電電流
0.2C，充電時(shí)間60min。
[0020]再將夾具壓板壓力調(diào)節(jié)至0.02MPa，在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第三步充電，充電電流0.5C，充電時(shí)間lOOmin，停止充電后保持45 ± 3°C溫度和0.02MPa靜置30min，完成軟包鋰離子電池化成。該化成方法制備的85140200-20Ah-3.2V型號(hào)軟包鋰離子電池1C充放循環(huán)1000次容量保持96.7%。
[0021]實(shí)施例2
進(jìn)行傳統(tǒng)加溫加壓方法化成對(duì)比試驗(yàn)，首先將注液擱置完成的85140200-20Ah-3.2V型號(hào)軟包鋰離子電池放入夾具化成機(jī)(深圳市新浦自動(dòng)化設(shè)備有限公司5V10A64CH-250型中，夾具夾板夾住軟包鋰離子電池主體施加0.1MPa的壓力，夾具壓板對(duì)軟包鋰離子電池加溫到45±3°C并保溫20min，然后在45±3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第一次充電，充電電流0.1C，充電時(shí)間30min。
[0022]第一次充電完成后接著進(jìn)行第二步充電，充電電流0.2C，充電時(shí)間60min。
[0023]再接著進(jìn)行第三步充電，充電電流0.5C，充電時(shí)間lOOmin，停止充電完成軟包鋰離子電池化成。該化成方法制備的85140200-20Ah-3.2V型號(hào)軟包鋰離子電池1C充放循環(huán)1000次容量保持93.6%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軟包鋰離子電池化成方法，其特征是，包括以下步驟， 第一次充電，首先將軟包鋰離子電池施加0.1MPa的壓力，并將軟包鋰離子電池加溫到60 ± 3°C，在保溫20~30min后在60 ± 3 V溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第一次充電，充電電流0.1C，充電時(shí)間30min ； 第二次充電，將充電后的上述軟包鋰離子電池卸除壓力，靜置10~20min，將軟包鋰離子電池降溫至45 ±3°C，再次夾住軟包鋰離子電池主體施加0.05MPa的壓力，并在45±3°C保溫5~10min，然后在45 ± 3°C溫度下為軟包鋰離子電池進(jìn)行第二步充電，充電電流0.2C，充電時(shí)間60min ； 第三次充電，將二次充電后的上述軟包鋰離子電池卸載壓力至0.02MPa，軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進(jìn)行第三步充電，充電電流0.5C，充電時(shí)間lOOmin，停止充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力靜置30~60min，完成軟包鋰離子電池化成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟包鋰離子電池化成方法，其特征是， 第一次充電，首先將軟包鋰離子電池放入夾具化成機(jī)中，夾具壓板對(duì)電池主體擠壓下保溫20min ； 第二次充電，第一次充電完成后卸除夾具夾板，靜置lOmin，夾具夾板對(duì)軟包鋰離子電池施加0.05MPa的壓力并在軟包鋰離子電池45±3°C下保溫5min，軟包鋰離子電池在45±3°C溫度下進(jìn)行第二步充電，充電電流0.2C，充電時(shí)間60min ； 第三次充電，第三步充電后保持45±3°C溫度和0.02MPa壓力下靜置30min，完成軟包鋰離子電池化成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟包鋰離子電池化成方法，其特征是，對(duì)軟包鋰離子電池施加的壓力為采用夾具壓板對(duì)電池的側(cè)面進(jìn)行的整面施壓。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟包鋰離子電池化成方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：首先將軟包鋰離子電池施加0.1MPa的壓力，加溫到60±3℃，保溫為軟包鋰離子電池進(jìn)行第一次充電，充電電流0.1C，充電時(shí)間30min；將充電后的上述軟包鋰離子電池卸除壓力靜置10~20min，降溫至45±3℃，施加0.05MPa的壓力，并在45±3℃保溫5~10min，然后為軟包鋰離子電池進(jìn)行第二步充電，充電電流0.2C，充電時(shí)間60min；將二次充電后的上述軟包鋰離子電池卸載壓力至0.02MPa，進(jìn)行第三步充電，充電電流0.5C，充電時(shí)間100min，停止充電后保溫和0.02MPa壓力靜置，完成軟包鋰離子電池化成。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M10/44, H01M10/058
【公開(kāi)號(hào)】CN105406130
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510849605
【發(fā)明人】關(guān)成善, 宗繼月, 張敬捧, 王勇, 李濤
【申請(qǐng)人】山東精工電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日