CN108808095A - 一种聚合物锂离子电池快速化成方法 - Google Patents

Abstract

一种聚合物锂离子电池快速化成方法，该方法是通过对电池使用“恒温、变压、增流”的充电方式进行化成充电，充电完成后对电池进行抽气、封口和分容即可。本发明的有益效果是：（1）通过对化成参数压力、时间、电流及温度进行合理的匹配，最大限度地减少电池化成时的极化现象，有效地改善化成时电池内部电流的密集均匀性、温度与压力的匹配性，避免化成充电时产生的极化及鼓胀现象，生成的SEI膜（固体电解质界面膜）更加致密，提高电池的电性能和安全性能；（2）使传统的“静置‑预化成‑静置‑补电”操作工序合并在一体化化成设备上一步到位，大大地缩短了化成时间，显著提高生产效率。

Description

一种聚合物锂离子电池快速化成方法

技术领域

本发明涉及聚合物锂离子电池技术领域，具体涉及到一种聚合物锂离子电池快速化成方法。

背景技术

锂离子电池，是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。在现代社会生活中的各个方面：如消费类产品、数码类产品、动力产品、医疗和安防等，发挥着很大作用。目前主流的聚合物锂离子电池在注液后需要进行长时间的搁置，以使电解液得到充分浸润，否则其在化成时存在较明显极化的问题，影响电池的循环性能；另外目前的聚合物锂离子电池通常采用常温小电流化成，通常需要6-12小时的化成时间，化成时间长，严重地影响了聚合物锂离子电池的生产周期，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合物锂离子电池快速化成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种聚合物锂离子电池快速化成方法，其具体步骤如下：

步骤1：将电芯进行真空高温烘烤去除水分，然后注电解液并进行封口；

步骤2：将注液封口后的电池，置于集分段变压力控制***、温控***、时间控制***、化成充放电功能的一体化化成设备中，无需搁置，对电池使用“恒温、变压、增流”的充电方式进行化成充电，温度设定为55℃；

步骤3：电流、压力、时间分别分四段设定，（1）采用逐步增大的电流电量：四段电流A1、A2、A3、A4分别为0.1C、0.2C、0.5C、1C；（2）四段压力分别为T1、T2、T3、T4分别为0.1Mpa、0.2Mpa、0.3Mpa、0.1Mpa(T1-T3逐渐增大，T4减少)，（3）四段时间设定为时间h1、h2、h3、h4分别为10min、15min、20min、25min；合理地对化成参数进行搭配，能使整个化成过程电池极化现象对电池的影响最小化；

步骤4：采用步骤2的温度和，步骤3的电流、压力、时间对电池进行化成充电，充电完成后对电池进行抽气、封口和分容即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过对化成参数压力、时间、电流及温度进行合理的匹配，最大限度地减少电池化成时的极化现象，有效地改善化成时电池内部电流的密集均匀性、温度与压力的匹配性，避免化成充电时产生的极化及鼓胀现象，生成的SEI膜（固体电解质界面膜）更加致密，提高电池的电性能和安全性能；

（2）使传统的“静置-预化成-静置-补电”操作工序合并在一体化化成设备上一步到位，大大地缩短了化成时间，显著提高生产效率。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术及设备人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本发明实施例中，一种聚合物锂离子电池快速化成方法，其具体实施步骤如下：

采用型号为9151101的钴酸锂体系聚合物锂离子电池，批次为2017020710，标称容量6000mAh电池5PCS进行化成，编号为06#-10#。

步骤1：将电芯进行真空高温烘烤去除水分，然后注电解液并进行封口；

步骤2：将注液封口后的电池，置于集分段变压力控制***、温控***、时间控制***、化成充放电功能的一体化设备,无需搁置，对电池使用“恒温、变压、增流”的充电方式进行化成充电，温度设定为55℃；

步骤3：电流、时间、压力分四段参数工步设定，工步设定如下，采用逐步增大的电流电量：A电流A1、A2、A3、A4(电流逐渐增大)， 分别为600mA、1200 mA、3000 mA、6000 mA，压力设定分别为T1、T2、T3、T4(T1-T3逐渐增大，T4减少)，分别为0.1Mpa、0.2Mpa、0.3Mpa、0.1M pa，每段时间h1、h2、h3、h4分别为10min、15min、20min、25min；合理地对化成参数进行搭配，使整个化成过程电池极化现象对电池的影响最小化；

步骤4：采用步骤2的温度和，步骤3的电流、压力、时间对电池进行化成充电，充电完成后对电池进行抽气、封口和分容即可。

比较例

传统方法：取型号钴酸锂体系聚合物锂离子电池9151101，批次为2017020710，容量6000mAh电池5PCS进行化成，编号为01#-05#电池注电解液后高温静置12小时，静置后热压整形，整形后在恒定的压力状态下，常温环境下使用1200mA电流充电到3.85V，然后3000mA的电流充电到电压4.2V，充电完成后对电池进行抽气、封口和分容。

下表为比较例与实施例所生产电池300周充放电后循环剩余容量及厚度数据对比（电池标称容量为6000mAh）

从以上数据可以看出，本发明的实施例相对于比较例制备的聚合物锂离子电池具有更好的循环性能，通知300周循环后电池仍然不变形，表现出良好的循环稳定性。

Claims (1)

1.一种聚合物锂离子电池快速化成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：将电芯进行真空高温烘烤去除水分，然后注电解液并进行封口；

步骤2：将注液封口后的电池，置于集分段变压力控制***、温控***、时间控制***、化成充放电功能的一体化化成设备中，无需搁置，对电池使用“恒温、变压、增流”的充电方式进行化成充电，温度设定为55℃；

步骤3：电流、压力、时间分别分四段设定，（1）采用逐步增大的电流电量：四段电流A1、A2、A3、A4分别为0.1C、0.2C、0.5C、1C；（2）四段压力分别为T1、T2、T3、T4分别为0.1Mpa、0.2Mpa、0.3Mpa、0.1Mpa(T1-T3逐渐增大，T4减少)，（3）四段时间设定为时间h1、h2、h3、h4分别为10min、15min、20min、25min；

步骤4：采用步骤2的温度和，步骤3的电流、压力、时间对电池进行化成充电，充电完成后对电池进行抽气、封口和分容即可。