[發明專利]一種鋰離子二次電池的首次充電化成方法

有效

• 申請號: 201310089755.9
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103151565A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 洪良仕;熊軍;陳威
• 申請（專利權）人: 東莞市力嘉電池有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明屬于鋰離子二次電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子二次電池的首次充電化成方法。?

背景技術

目前，鋰離子二次電池的首次充電化成方法是以一定的電流恒流對電池進行充電至3.4V～3.9V，然后對電池進行抽真空封口，封口后再老化24h～168h，最后恒流充電至4.2V。這種方法的弊端在于：形成固體電解質界面膜（SEI膜）的過程中，會伴隨一定的副反應發生，產生有害氣體。有害氣體不能在形成固體電解質界面膜的過程中及時排出，而是存在于極片和隔膜之間，當電壓到達3.4V～3.9V后在低壓環境內貯存時氣體才能逸出。因此在抽真空之前有害氣體以雜質的方式存在于電池的內部，影響電池的尺寸、內阻和倍率等，甚至會繼續干擾、破壞電池的充放電反應。經封口老化的3.4V～3.9V的電池以恒流（分為大電流（倍率為0.5C～2C）和小電流（倍率為0.1C～0.5C）兩種方式）的方式進行充電至4.2V。這種充電方式的弊端在于：小電流充電會延長電池的生產周期，大電流充電尤其是高電壓段時的大電流充電則會造成負極析鋰，進而影響電池的容量、壽命和安全等各種性能。因此單純的采用小電流或大電流都存在明顯的不足。?

有鑒于此，確有必要提供一種鋰離子二次電池的首次充電化成方法，該方法通過改進鋰離子二次電池的首次充電化成的工藝和參數等，有效地克服了現有技術中的首次充電化成方法導致的有害氣體產生后殘留在鋰離子二次電池內部的問題，更好的保證Li⁺的遷移，使形成的SEI膜更加均一、穩定和致密，從而保證鋰離子二次電池的容量、壽命、內阻、倍率和安全等性能，提高產品的質量。此外，采用本發明還能縮短電池的生產周期。?

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種鋰離子二次電池的首次充電化成方法，該方法通過改進鋰離子二次電池的首次充電化成的工藝和參數等，有效地克服了現有技術中的首次充電化成方法導致的有害氣體產生后殘留在鋰離子二次電池內部的問題，更好的保證Li⁺的遷移，使形成的SEI膜更加均一、穩定和致密，從而保證鋰離子二次電池的容量、壽命、內阻、倍率和安全等性能，提高產品的質量。此外，采用本發明還能縮短電池的生產周期。?

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案，一種鋰離子二次電池的首次充電化成方法，包括以下步驟：第一步，將已注有電解液的鋰離子二次電池在溫度為20℃～70℃和相對濕度小于或等于10%的環境下陳化處理2～96h，然后在負壓狀態下逐步增加充電電流對電池進行分段充電化成，當電壓到達3.6V時，對電池進行封口。?

第二步，對封口后的電池進行2h～480h的老化處理，然后先以0.5C～1C的倍率恒流充電至3.8～4.0V，再以0.2C～0.5C的倍率恒流充電至4.2V，最后在4.2V下恒壓充電，充電截止電流為10mA～200mA。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，所述負壓為-0.01MPa～-0.099MPa。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，所述負壓為-0.085MPa～-0.092MPa。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，第一步所述充電化成為先以0.01C～0.03C的倍率恒流充電至2.5V，再以0.05C～0.1C的倍率恒流充電至3.2V，然后以0.1C～0.2C的倍率恒流充電至3.6V。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，第一步所述充電化成為先以0.01C的倍率恒流充電至2.5V，再以0.05C的倍率恒流充電至3.2V，然后以0.1C的倍率恒流充電至3.6V。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，所述陳化處理的溫度為20℃～40℃，這是較佳的選擇。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，所述陳化處理的持續時間為12h～24h，這是較佳的選擇。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，所述老化處理的持續時間為24h～72h，這是較佳的選擇。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，所述老化處理的溫度為10℃～70℃。?

作為本發明鋰離子二次電池的首次充電化成方法的一種改進，第二步老化處理后，先以0.5C的倍率恒流充電至4.0V，再以0.2C的倍率恒流充電至4.2V，最后在4.2V下恒壓充電，充電截止電流為10mA～200mA。?