[發明專利]鋰離子二次充電電池的化成方法

無效

• 申請號: 201010191863.3
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN101872879A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 張雷
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/058
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 吳寶泰;何宜章

技術領域

本發明涉及一種鋰離子二次充電電池的化成方法。

背景技術

電池在使用前都必須進行化成，以便激活電池正、負極的活性物質，從而使電池達到充放電的最佳狀態。鋰離子二次充電電池的化成步驟是制造電池的重要階段，化成關系到電池的容量高低、循環壽命長短、安全性能等多方面的品質。化成是指對電池進行首次充電的過程。

與本發明最相關的現有技術為，公開號CN181591C專利所公開的技術方案，該專利盡管具有防止電池鼓包和氣脹，易于控制電池厚度、安全性能好的優點，但存在低的電解液殘余量和容量、低的倍率放電性能、低的循環性能等不足。

發明內容

本發明的發明目的在于提供一種鋰離子二次充電電池的化成方法，能夠制得具有高電解液殘余量、高容量、高倍率放電性能和高循環性能的鋰離子二次電池。

實現本發明的技術方案：

一種鋰離子二次充電電池的化成方法，其特征在于：采用閉口化成，先分三個階段對電池進行恒流充電，再對電池進行恒壓充電。

各充電階段之間留有時間間隔。

三個恒流充電階段采用不同的充電電流，充電電流依次遞增。

第一階段恒流充電電流為0.01～0.05C，充電的截止電壓為2.0～2.5V；第二階段恒流充電電流為0.1～0.15C，充電的截止電壓為3.0～3.2V；第三階段恒流充電電流為0.2C，充電的截止電壓為3.6～3.8V。

恒壓充電階段的充電電壓為3.6～3.8V，截止電流為0.01C。

各充電階段之間的時間間隔為5～15分鐘，后一間隔時間大于前一間隔時間。

閉口化成的溫度為35～80℃。

化成前后均需對電池進行陳化，陳化溫度35～80℃，陳化時間為48～72小時。

本發明具有的有益效果：

本發明采用閉口化成，先分三個階段對電池進行恒流充電，再對電池進行恒壓充電，各充電階段之間留有時間間隔。在該時間間隔中停止對電池進行充電，此時，電池內部產生的氣體能夠充分吸收，從而能夠有效避免在充電過程中產生的大量氣體導致鼓脹。此外，由于在生產的過程中，正負極片存在不均勻性，因此充電時在電流一定的情況下，將導致極片表面電位存在差異，從而使部分表面存在過充，按照本發明的方法，在所述停止充電的時間間隔中，還有利于電池極片表面的高電位的電子向低電位的方向移動，從而達到整個極片電位一致，有利于SEI膜的形成，避免了后續充電時極片局部過充的可能，從而改善了電池的循環性能，并且先小電流后大電流有利于在在電極表面形成均勻穩定的柔性SEI膜，從而大大提高了電池的容量維持率，改善了電池的循環性能。恒流階段后的恒壓充電階段有利于對電池的充分化成，充分激發正極活性物質中心部分鋰離子的完全脫出，這部分脫鋰量可用于彌補首次充電過程中，用于形成SEI膜而損失的不可逆容量，對容量發揮有很大幫助。

本發明鋰離子二次電池閉口化成的溫度為35-80℃，能夠提高鋰離子的遷移速率，有效降低了電池化成過程中由于材料電導率低而造成的極化程度，從而有效的促進磷酸亞鐵鋰鋰離子電池化成過程中SEI膜的形成。同時在化成過程中提高環境的溫度可以降低化成過程中電池中電解液的粘度，改善電解液的離子擴散能力，形成良好的離子遷移環境，提高化成過程中的離子遷移速率，從而提高了鐵電池的遷移速率，這樣就可以有效的減小由于正極活性物質LiFePO₄較LiCoO₂低的電導率所造成的極化，在化成過程中可以有效的形成比較完整的SEI膜，提高材料的利用率。從而在提高正極活性物質為磷酸鐵鋰的鋰離子電池的容量的同時還可以提高電池的循環性能和倍率放電性能。

在充電前，為了使電解液能將電極活性物質充分浸潤，有效地利用電極活性材料，需要對電池進行陳化；在充電完成后，為了使得化成階段所形成的SEI膜更加穩定，也需要對電池進行陳化。

具體實施方式

實施例一：

采用閉口化成，閉口化成的溫度優選為35～60℃，先分三個階段對電池進行恒流充電，再對電池進行恒壓充電，各充電階段之間留有時間間隔，三個恒流充電階段采用不同的充電電流，充電電流依次遞增。