[發明專利]一種鋰電池及其串聯電池組的預充電方法

在審

• 申請號: 201810854078.8
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108963366A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 余鏵超;侯峰;藍玉霞;姜彩虹;王玉嬌
• 申請（專利權）人: 深圳市比克動力電池有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 鄧義華;王瑋

本發明公開了一種鋰電池及其串聯電池組的預充電方法。通過一次小電流充電，可以使電池負極表面形成穩定的SEI膜，提高電池的循環壽命，再進行一次大電流充電，提高充電效率，在大電流充電過程中，隨著電池電壓的變化改變充電電流的大小，使充電電流大小適應于電池的充電能力，減小對電池材料的損傷，最后采用一次小電流恒壓充電，能夠防止電池極片上出現析鋰的問題。在對串聯電池組進行充電時，大電流充電階段的電流大小根據電池組中單體電池的最大電壓計算所得，可以提高電池組中單體電池的一致性，減少因電池的不一致性而導致的部分電池充電過快而造成的損傷，延長串聯電池組的使用壽命。

技術領域

本發明屬于鋰電池充電領域，具體涉及一種鋰電池及其串聯電池組的預充方法。

背景技術

鋰離子電池是一種二次電池，具有能量密度高，使用壽命長，額定電壓高，自放電率低，綠色環保等優點，在新能源汽車、電網儲能、數碼產品中應用廣泛。現今新能源產品的市場需求量越來越大，對電池制造商的要求也越來越高，在保證產品質量的同時也要提高電池的生產效率，加大生產量。這需要對現有的生產工藝進行優化。預充電作為鋰電池制造過程中的重要步驟，能夠直接影響鋰電池的電化學性能和使用壽命。通常情況下，預充電過程需要耗費較多的時間，延長了鋰電池的生產周期。在預充電過程中，如果能夠在不影響電池性能的前提下縮短預充電時間，將有效提高電池的生產效率。

在首次充電過程中，電池負極表面會形成一層固態電解質界面膜（SEI膜），該界面膜是一種鈍化膜，具有不溶于有機溶劑的特點，在有機溶劑中能穩定存在且能有效防止溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對電極材料造成的破壞，大大提高了電池使用壽命和循環性能。因此形成穩定的SEI膜對電池的性能至關重要，在形成SEI膜的過程中，大電流化成形成的SEI膜較疏松，而小電流化成形成的SEI膜較致密。在大電流充電的情況下負極片會有析鋰的問題，所以在預充電的過程中還要保證負極片不能析鋰。如果能縮短預充電時間而不影響SEI膜的致密程度和不出現析鋰的問題，將對電池生產效率的提高大有益處。

目前常用的鋰電池預充電方法通常為恒流預充電模式、恒流均衡充電模式、恒壓降電流充電模式、恒流涓流充電模式，以及將上述預充電方法進行組合，通過改變預充電過程中電流、電壓的參數來完成對電池的預充過程。如申請號為201710053448.3名為《一種鋰離子電池的化成方法》的中國發明專利，公開了一種鋰電池的預充電方法：通過恒流充電、恒壓充電、恒流放電等步驟的組合，得到化成后的鋰離子電池。該方法分為預化成和主化成步驟，在前段SEI膜形成階段采用低壓涓流分段化成，防止了鋰離子的共嵌入，增加了SEI膜致密成分的“生長”時間，在負極材料表面形成了致密的SEI膜。申請號為201410621731.8名為《一種鋰電池組充電方法》的中國發明專利，公開了一種鋰電池組充電方法，包括小電流恒流預充電、大電流恒流均衡充電、恒壓降電流模式和恒流涓流充電四個階段，通過上述四個階段逐步縮小電池單體的差異性，整個充電過程中通過延長充電時間，縮小單體電池的差異性，達到電池充得更滿、電池組壽命更長的效果。該充電方法能夠提高電池組內單體電池性能的一致性，延長電池的使用壽命，但是充電過程中充電時間較長，不利于提高電池的生產效率。

在電池生產過程中，保證產品性能的同時，通過縮短電池的預充時間是提高電池生產效率的一個重要方向。

發明內容