[發(fā)明專(zhuān)利]一種實(shí)現(xiàn)鋰離子電池二次壽命的方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111640274.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114335783A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王正偉;馮笑;王永琛;劉付召;朱華君;程凱;趙成龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 星恒電源股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/54
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/54;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張金銘

本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)鋰離子電池二次壽命的方法和應(yīng)用，涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。在鋰離子電池的電池容量衰減至60％～80％時(shí)對(duì)其進(jìn)行排氣、補(bǔ)液和封口，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的二次壽命；其中，所述鋰離子電池的正極活性物質(zhì)中，錳酸鋰的質(zhì)量含量不小于40％，富鋰錳的質(zhì)量含量不大于20％，且滿足正極活性物質(zhì)中錳酸鋰的質(zhì)量含量最大。本發(fā)明解決了鋰離子電池性能再生及其安全性的技術(shù)問(wèn)題，在保證鋰離子電池首次壽命的前提下，通過(guò)排氣、補(bǔ)液和封口實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的第二次壽命，使電池性能恢復(fù)至無(wú)損；使性能衰減快、容量跳水的鋰離子電池重新達(dá)到二次利用的標(biāo)準(zhǔn)，有效提高電池的使用周期，充分發(fā)揮鋰離子電池的價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種實(shí)現(xiàn)鋰離子電池二次壽命的方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池性能衰減的主要原因?yàn)檎龢O材料或負(fù)極材料的衰減，以及電解液的消耗。正負(fù)極材料衰減包括過(guò)渡金屬的溶解、顆粒破碎、晶相的變化等等。如何對(duì)這些性能退化的電池進(jìn)行性能修復(fù)及二次梯級(jí)再利用并充分發(fā)揮鋰離子電池的價(jià)值，已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)和學(xué)術(shù)界的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，越來(lái)越受到行業(yè)的重視。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN106654384B公開(kāi)了一種軟包鋰電池二次排氣與補(bǔ)充電解液的方法和設(shè)備，包括如下步驟：預(yù)先將鋁塑膜的邊緣沖切出用于安裝排氣補(bǔ)液管的預(yù)置槽，之后將裸電芯與鋁塑膜進(jìn)行封裝得到電芯，同時(shí)將排氣補(bǔ)液管的一端伸入至鋁塑膜的預(yù)置槽中與電芯內(nèi)部連通，排氣補(bǔ)液管的另一端密封。將電芯制成電池成品并使用至容量衰減時(shí)，將排氣補(bǔ)液管的密封端裁切掉后對(duì)容量衰減的電芯進(jìn)行真空排氣；在惰性氣體環(huán)境下通過(guò)排氣補(bǔ)液管將電解液注入經(jīng)過(guò)真空排氣的電芯中；在惰性氣體環(huán)境下將排氣補(bǔ)液管再次進(jìn)行熱封裝。該發(fā)明通過(guò)預(yù)留補(bǔ)液管的方式實(shí)現(xiàn)電池的二次壽命，但依舊存在技術(shù)問(wèn)題：軟包電池的封口處需要折邊以減少電芯尺寸，會(huì)使電池容量降低；同時(shí)當(dāng)實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致折邊帶動(dòng)補(bǔ)液管損傷內(nèi)部電芯，存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN110676532B公開(kāi)了一種新能源鋰電池脹氣修復(fù)方法，可解決電池脹氣后內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損導(dǎo)致電池功能報(bào)廢及存在安全風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)問(wèn)題。包括以下步驟：S100、去除脹氣鋰電池注液口密封膠，露出注液口的小鋼珠；S200、去除脹氣鋰電池注液口的小鋼珠；S300、往脹氣鋰電池注液口內(nèi)部注入惰性氣體；S400、采用氣缸控制對(duì)脹氣鋰電池進(jìn)行排氣；S500、封閉鋰電池注液口。該發(fā)明解決了脹氣鋰電池由于內(nèi)部嚴(yán)重鼓脹導(dǎo)致無(wú)法繼續(xù)使用的技術(shù)問(wèn)題，但仍存在其他技術(shù)問(wèn)題，如未考慮正極材料體系問(wèn)題，以及并不適用于除脹氣外其他的鋰離子電池報(bào)廢情況。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)鋰離子電池二次壽命的方法，所述的方法解決了鋰離子電池性能再生及其安全性的技術(shù)問(wèn)題，在保證鋰離子電池首次壽命的前提下，通過(guò)排氣、補(bǔ)液和封口實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的第二次壽命，電池性能恢復(fù)至無(wú)損；使性能衰減快、容量跳水的鋰離子電池重新達(dá)到二次利用的標(biāo)準(zhǔn)，有效提高電池的使用周期，充分發(fā)揮鋰離子電池的價(jià)值。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種鋰離子電池的制備方法，通過(guò)該方法制得的鋰離子電池具有二次壽命，使用周期長(zhǎng)，安全性能好，原料利用率高。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

一種實(shí)現(xiàn)鋰離子電池二次壽命的方法，在所述鋰離子電池的電池容量衰減至60％～80％時(shí)，對(duì)所述鋰離子電池進(jìn)行排氣、補(bǔ)液和封口，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的二次壽命；

其中，所述鋰離子電池的正極活性物質(zhì)中，錳酸鋰的質(zhì)量含量不小于40％，富鋰錳的質(zhì)量含量不大于20％；

優(yōu)選地，所述鋰離子電池的正極活性物質(zhì)中，錳酸鋰的質(zhì)量含量最大。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述排氣包括：在所述鋰離子電池的殼體或殼蓋上鉆得通孔；

作為另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述排氣包括：打開(kāi)所述鋰離子電池的金屬蓋、防爆閥、安全閥和密封膠中的至少一種。