[發明專利]一種鋰離子電池的制備方法

有效

• 申請號: 201910082542.0
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109786836B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 李壯
• 申請（專利權）人: 金明信（北京）科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/44;H01M10/42
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發明提供了一種鋰離子電池的制備方法，所述鋰離子電池的電解液中包括硫酸亞乙酯以及六氟磷酸鈉作為添加劑，其中，硫酸亞乙酯占電解液總體積的0.5?3％，六氟磷酸鈉在電解液中的濃度為0.001?0.02mol/L，其中所述化成方法包括在高濃度二氧化碳的氣氛下化成的第一步驟，以及在低濃度或0濃度二氧化碳的氣氛下化成的第二步驟，通過本發明的方法，形成穩定的SEI膜，避免內阻升高，降低電池在循環后，尤其是高溫環境下循環后的體積膨脹率。

技術領域

本發明涉及軟包裝鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種鋰離子電池的制備方法。

背景技術

新能源汽車新政策釋放了推動電池性能提升、增大能量密度的信號。隨著補貼門檻的不斷提升，鋰離子電池作為一種電池輕量化高能化的手段，以較高比例占據市場。鋰離子電池能夠助力更多電池企業提升能量密度和產品競爭力。硫酸亞乙酯作為鋰離子電池電解液常用的添加劑，其作用在于抑制電池初始容量的下降，增大初始放電容量，減少高溫放置后的電池膨脹，提高電池的充放電性能及循環次數，但是硫酸亞乙酯的加入會導致電池內阻的增加，從而影響電池的倍率性能，進一步的，發明人發現，在含有二氧化碳的氣氛下化成，能夠進一步降低內阻，但是隨著循環次數的增加，電池的體積依然會發生較大程度的膨脹，因此需要提供一種提高電池的充放電性能及循環次數的方法。

發明內容

本發明提供了一種鋰離子電池的制備方法，所述鋰離子電池的電解液中包括硫酸亞乙酯以及六氟磷酸鈉作為添加劑，其中，硫酸亞乙酯占電解液總體積的0.5-3％，六氟磷酸鈉在電解液中的濃度為0.001-0.02mol/L，其中所述化成方法包括在高濃度二氧化碳的氣氛下化成的第一步驟，以及在低濃度或0濃度二氧化碳的氣氛下化成的第二步驟，通過本發明的方法，形成穩定的SEI膜，避免內阻升高，降低電池在循環后，尤其是高溫環境下循環后的體積膨脹率。

發明人發現，硫酸亞乙酯和少量六氟磷酸鈉共同作為添加劑，在含有二氧化碳的氣氛下化成會抑制電池的內阻增高，并且調整化成過程中的二氧化碳的含量，能夠有效的降低循環后的體積膨脹率，推測其原理可能是由于在二氧化碳氣氛下，電解液中的硫酸亞乙酯形成SEI膜的過程中，會有部分六氟磷酸鈉分解共同嵌入SEI膜中，由于鈉離子半徑較大，可在SEI膜中形成較大的空位，有利于鋰離子的遷移，降低內阻的升高。同時在二氧化碳存在的氣氛下，SEI膜中會有少量的碳酸鋰和碳酸鈉，從而提高SEI膜中鋰離子的遷移率，但是電解液在多次循環后可能會分解產生少量的游離酸，游離酸與SEI膜表面的碳酸根反應產生氣體導致電池體積膨脹，本發明在化成后期二氧化碳的濃度降低，從而降低SEI膜表面的碳酸根的含量，實驗發現能夠明顯降低體積膨脹率。

具體的方案如下：

一種鋰離子電池的制備方法，其中步驟包括：

1)、注入電解液，所述電解液中包括硫酸亞乙酯以及六氟磷酸鈉作為添加劑，其中，硫酸亞乙酯占電解液總體積的0.5-3％，六氟磷酸鈉在電解液中的濃度為0.001-0.02mol/L；

2)、將注液后的鋰離子電池移入密封裝置中進行恒流充電至預定電壓，其中所述密封裝置中的氣氛為含有體積百分比10％以上的二氧化碳的惰性氣體；

3)、以所述預定電壓恒壓充電，直至充電電流降至預定值以下；

4)、在所述預定電壓附近進行恒流充放電循環若干次；

5)、調整密封裝置中的氣氛，將惰性氣體中的二氧化碳的體積百分比降至3％以下；

6)、在所述預定電壓附近進行恒流充放電循環若干次；

7)、恒流充電至充電截止電壓，以充電截止電壓恒壓充電，直至充電電流降至預定值以下；

8)、在充電截止電壓和放電截止電壓之間進行恒流充放電循環若干次，封口。

進一步的，所述鋰離子電池包括活性材料為石墨的負極。