[發明專利]一種提升鋰離子電池性能與一致性的化成工藝方法

在審

• 申請號: 201810084017.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108365284A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 趙洪量
• 申請（專利權）人: 山西長征動力科技有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/0525
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 王珂

本發明公開了一種提升鋰離子電池性能與一致性的化成工藝方法，具體步驟為：首先進行一級電流充電，控制電池在以無機物形成為主的電壓范圍內，形成SEI膜內層；其次，進行恒壓充電，在上一步的一級恒電流充電后，緊接著控制電池在無機物形成為主的截止電壓下進行恒電壓充電，使得大顆粒負極材料的表面SEI膜更為均勻致密，控制截止充電時間；進行二級電流的充電，在步驟S2恒壓充電完成后，擱置5?10分鐘，進行二級恒電流充電，截止電壓控制在有機物外層成膜基本完成的電池電壓范圍內；最后，常溫擱置三天，二級恒電流充電至4.20V后，轉4.20V恒壓充電至電流不大于0.02C。本發明的有益效果：提高成膜的穩定性和一致性，從而提高電池的性能及其一致性。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體來說，涉及一種提升鋰離子電池性能與一致性的化成工藝方法。

背景技術

由于具有能量密度高，沒有記憶效應，鋰離子電池作為純電動汽車首選的動力電池，已經得到大規模的生產和使用。眾所周知，鋰離子電池的性能不僅取決于電池的材料組成，電池的內部結構，而且與電池的化成工藝密切有關。這是因為鋰離子電池在化成過程中，電解液中鋰鹽或者成膜添加劑首先在負極顆粒表面還原，形成固體-電解質界面膜(簡稱SEI膜)。成膜質量，比如形貌，厚度，組成成分等對電池的電化學性能起決定性作用。因此鋰離子各大生產企業無不花費大量的人力物力去改進化成工藝，以期望使電池的性能最優化。部分企業的目標往往是出于產能的需要，在不降低電池性能的基礎上，加快化成工藝的生產周期，對于電池的一致性更沒有通過化成工藝改進去加以控制。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種提升鋰離子電池性能與一致性的化成工藝方法，能夠克服現有技術的上述不足。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種提升鋰離子電池性能與一致性的化成工藝方法，包括以下步驟：

S1：一級電流首次充電，控制電池在以無機物形成為主的電壓范圍內，形成SEI膜內層；

S2：恒壓充電，在上一步的一級恒電流充電后，緊接著控制電池在無機物形成為主的截止電壓下進行恒電壓充電，使得大顆粒負極材料的表面SEI膜更為均勻致密，同時控制截止充電時間；

S3：二級電流的充電，在步驟S2恒壓充電完成后，擱置5-10分鐘，進行二級恒電流充電，截止電壓控制在有機物外層成膜基本完成的電池電壓范圍內；

S4：常溫擱置三天，二級恒電流充電至4.20V后，轉4.20V恒壓充電至電流不大于0.02C。

進一步的，在步驟S1中，所述的一級電流是指在開路電壓下，以0.05-0.10C的恒電流充電。

進一步的，在步驟S1中，所述的控制電池在以無機物形成為主的電壓范圍內是指截止電壓為3.4V。

進一步的，在步驟S2中，所述的截止充電時間的范圍為0.5h-1h。

進一步的，在步驟S3中，所述的二級電流是指以0.10C-0.20C的恒電流充電。

進一步的，在步驟S3中，所述的截止電壓控制在有機物外層成膜基本完成的電池電壓范圍內是指截止電壓為3.80V。

本發明的有益效果：本發明通過一級電流充電，有利于形成小顆粒為主的SEI膜中的無機物內層；通過恒電壓充電，有利于形成更為致密均勻的SEI膜中的無機物內層，從而保證電池內阻一致性和循環過程中的一致性；通過二級電流充電，有利于形成疏松的SEI膜中的有機物外層，提高循環過程中顆粒表面SEI膜的機械應力，進而提高成膜的穩定性和一致性，從而提高電池的性能及其一致性。

附圖說明