[發明專利]一種方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法

有效

• 申請號: 201410385721.9
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104143662B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 余招宇;侯敏;曹輝;王剛慶;陳丹丹;劉嬋
• 申請（專利權）人: 上海航天電源技術有限責任公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/058
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍;張靜潔

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，涉及一種鋰離子電池制備工藝，具體來說，涉及一種方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，包括在電池化成過程中進行預充電處理、低真空處理、特殊氣體保護處理、高溫化成、高真空處理和封口處理等新工藝實施方法。

背景技術

近年來鋰離子電池在車用動力和儲能等應用領域得到發展迅速，但電池的性能穩定性和循環壽命等方面仍然有待改進。鋰離子電池的化成工藝條件對電池循環壽命和性能一致性具有較大的影響。鋰離子電池化成工藝是采用一定的電流對電池進行首次預充電處理實現活性物質充分活化的過程。預充電過程，電池正極上的鋰離子從正極結構上脫出，經過電解液和隔膜遷移到負極表面，在負極與電解液的固液相界面之間發生反應，初始階段在負極結構表面生成一層均勻致密的鈍化層，一般稱之為SEI膜（Solid?Electrolyte?Interface固體電解質界面膜）。在預充電過程，SEI形成結束后，鋰離子則穿過SEI膜嵌入負極材料的層狀結構中，直至從正極上遷移過來的鋰離子全部嵌入負極結構中，實現活性物質的充分活化。SEI膜覆蓋于負極材料結構表面，其結構上特征可以使鋰離子通過SEI膜，并有效阻止電解液溶劑大分子通過，避免溶劑大分子與負極材料發生共嵌等不良反應。?SEI膜形成的穩定性將對電池的性能穩定性和循環壽命等方面產生至關重要的影響。

目前行業內所采用的化成工藝通常是在常溫常壓下進行。鋰離子電池化成過程中，電極與電解液在固液相界面發生反應，會產生少量的氣體。這些少量的氣體無法再次參與電池化成反應，分布在正極片與負極片之間，導致鋰離子無法正常遷移，從而使得負極結構表面存在氣體分布的區域無法形成一層均勻致密SEI膜，從而影響電池的容量和循環壽命。化成過程采用常溫條件，無法有效保證鋰離子的活性，實現活性物質的充分激活。因此采用常溫常壓條件下的化成工藝在SEI膜形成和活性物質充分活化上存在一定的不足。

發明內容

本發明的目的是改進鋰離子電池的化成工藝，以提升電池容量和循環壽命。

為達到上述目的，本發明提供了一種方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，預充電處理：電池預充電至預定的電壓范圍；

步驟2，低真空處理：電池化成前先將已預充電電池置于真空設備中進行低真空處理，以去除電池內部的氣泡；

步驟3，CO₂氣體保護處理：向電池內充入CO₂氣體；

步驟4，高溫化成：電池注液孔預封口，將電池置于35-?45℃恒溫設備中，開始化成，確保整個化成過程設備內部環境及電池溫度恒定，直至化成結束；

步驟5，高真空處理：將化成結束的電池置于真空設備中進行高真空處理，；

步驟6，封口處理：對電池注液孔進行封口密閉。

上述的方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，其中，該電池為電池正極材料為磷酸鐵鋰體系的鋰離子電池。

上述的方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，其中，步驟1中，預定的電壓范圍為3.200~3.250V，所采用的預充電流為0.03~0.05C。

上述的方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，其中，步驟2中，第一次真空處理是指低真空處理，真空度為-0.02~?-0.03MPa。

上述的方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，其中，在步驟3中，該CO₂氣體的純度不低于99.99%。

上述的方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，其中，在步驟4中，高溫化成所用的電流為0.1~0.15C，化成截止電壓為3.55~3.65V。

上述的方形鋼殼或鋁殼鋰離子電池化成新方法，其中，在步驟5中，第二次真空處理是指高真空處理，真空度為-0.085~?-0.1MPa范圍。