锂电池的化成方法技术

锂电池的化成方法，包括以下步骤：将陈化结束的电芯放入化成设备中进行高温加压化成，先以0.05～0.5CmA的电流进行充电，截止电压为3.5～3.8V，然后以0.2～3CmA的电流进行充电，截止电压为3.9～4.5V；在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温；将冷却后的电芯置于真空环境中，将电芯的气囊袋刺破、并抽气，然后封口；将抽气完毕的电芯放入化成设备中，将温度及压力提高，对电池进行高温老化；在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温，化成结束。本发明专利技术在热压化成中增加刺破气囊抽气的步骤，可以及时排除反应气体，改善了锂电池性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池制造
，尤其涉及一种锂电池的化成方法。
技术介绍
化成是锂电池生产过程中必不可少的一道工序，其对锂电池性能的优劣起着至关重要的作用。特别是对于软包锂电池，化成不但有激活电极材料、改善锂电池界面、自放电、循环等作用，还具有增强电芯硬度，整形等功能。为了节省生产时间，提高劳动效率，降低成本，软包锂电池开始采用高温高压大电流化成工艺，在高温高压下进行化成不但能够改善锂电池性能，还可以有效的提高电芯硬度，增加电芯平整度。但随着隔膜工艺的改进，涂胶隔膜的推广，传统的热压化成工艺存在发软、析胶等问题，随着研究的深入，新的高温高压大电流的化成工艺被不断改进优化。公开号为CN105406129A的中国专利技术专利申请公开的一种在高温及高压条件下进行大电流充电化成的工艺，该专利在高温高压大电流化成的基础上，增加了高温老化工艺，有效解决了电芯化成过程中析胶以及发软问题。但在高温高压大电流化成中，产生的气体如何排除，未有描述。由于高温高压下，锂电池内部电化学反应增强，较多副反应发生会产生较多气体杂质，若不能及时排除，气体遗留在电芯内部，对锂电池性能会产生不利影响，例如增加电芯内阻、增加锂电池内部锂离子传导阻力、破坏电芯电极界面状态、降低锂电池循环性能以及储存时间等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过及时排除化成过程中产生的气体、从而提高电池性能的锂电池的化成方法。为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术解决方案：锂电池的化成方法，包括以下步骤：步骤A、将陈化结束的电芯放入化成设备中进行高温加压化成，先以0.05～0.5CmA的电流进行充电，截止电压为3.5～3.8V，然后以0.2～3CmA的电流进行充电，截止电压为3.9～4.5V；步骤B、在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温；步骤C、将冷却后的电芯置于真空环境中，将电芯的气囊袋刺破、并抽气，然后封口；步骤D、将抽气完毕的电芯放入化成设备中，将温度及压力提高，对电池进行高温老化；步骤E、在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温，化成结束。更具体的，所述步骤A中的化成温度为30～100℃，压力为0.01～10MPa。更具体的，所述步骤B和步骤E中冷却时的压力为0.01～10MPa。更具体的，所述步骤B中冷却时的温度为5～30℃。更具体的，所述步骤C中真空环境的真空度-95～-30KPa。更具体的，所述步骤D中保持时间为5min～200min。更具体的，所述步骤D中的温度40～120℃，压力0.1～12MPa。由以上技术方案可知，本专利技术在热压化成中增加刺破气囊抽气的步骤，可以及时排除反应气体，从而有效减小电芯内阻，两次高压常温冷却步骤，可以提高锂电池硬度，提高电芯平整度，改善锂电池性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术方法的流程图。具体实施方式为了让本专利技术的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本专利技术实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。如图1所示，本专利技术化成方法的步骤如下：步骤A、将陈化结束的电芯放入化成设备中进行高温加压化成，化成时先以0.05～0.5CmA的电流进行充电，截止电压为3.5～3.8V，然后以0.2～3CmA的电流进行充电，截止电压为3.9～4.5V，化成温度为30～100℃，压力为0.01～10MPa；步骤B、在一定压力下对电芯进行常温冷却，使电芯温度降至常温，冷却时的压力为0.01～10MPa，温度为5～30℃，冷却时间为30s～100min；步骤C、将冷却后的电芯置于真空环境中，将电芯的气囊袋刺破、并抽气，以排除电芯内部气体，然后封口；真空环境的真空度-95～-30KPa，采用加压抽气的方式，对气囊刺破抽气或对气囊剪角抽气，抽气设备的压力为0.1～3MPa；步骤D、将抽气完毕的电芯再次放入化成设备中，将温度及压力提高，对电池进行高温老化，保持时间为5min～200min，温度为40～120℃，压力为0.1～12MPa；步骤E、在常温及一定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温，化成结束，冷却时的压力为0.01～10MPa，温度为5～30℃。下面以一个具体实施例对本专利技术的锂离子电池的化成方法进行详细说明：按照常规的制备工艺制得电芯的正、负极，将正、负极与隔膜卷绕成电芯，再将极耳与极片焊接后放入电池壳体内，密封后，将电解液注入电池壳体中，然后将电池进行陈化；将陈化结束的电芯放入温度为70℃、压力为0.46Mpa的化成设备中进行高温加压化成，以0.2CmA的电流进行充电，充电至截止电压3.7V，然后以0.5CmA的电流进行充电，充电至截止电压4.0V；在0.38Mpa的压力下对电芯进行常温冷却，直至电芯温度降为常温；对冷却后的电芯进行刺破抽气，真空度-70KPa，加压剪口抽气，压力0.3MPa，封口；将电芯重新放入化成设备中，提高化成设备的温度及压力，将温度定为80℃，压力为0.51Mpa，进行保温保压30min；在0.38Mpa的压力下对电芯进行常温冷却，直至电芯温度降为常温；化成结束。采取上述同样化成工艺，但在化成过程中不进行刺破抽气步骤，制备对比例，即将陈化好的电池放入温度为70℃、压力为0.46Mpa的化成设备中进行高温加压化成，充电时先采用0.2CmA电流进行充电，充电至截止电压3.7V，到达截止电压后，继续以0.5CmA电流进行充电，充电至截止电压4.0V，提高温度以及压力，温度为80℃，压力为0.51Mpa，进行保温保压30min，再在0.38Mpa的压力下对电芯进行常温冷却，直至电芯温度降为常温，化成结束。由于不用刺破气囊进行抽气，对比例的制备工艺在化成和老化步骤之间不具有冷却步骤。将实施例制备得到的电芯和对比例制备得到的电芯进行硬度、平整度及内阻测试，硬度测试时通过对电芯表面施加力，观察电芯是否会发软变形；平整度测试是将电芯固定好后，测试电芯上若干个位置处的电芯厚度，查看各位置的厚度的变化，从而判别电芯平整度；内阻测试采用电压内阻测试仪进行测试，以上测试均采用常规的测试手段。测试结果如表1所示：表1组别硬度平整度内阻容量保持率(1000次)实施例较硬较为平整12.2mΩ91.11％对比例较硬较为平整13.8mΩ87.66％由表1的结果可以看出，相对于现有的高温高压大电流化成工艺，在化成过程中对电芯进行刺破抽气，可以较好地去除内部气体，使得电芯的各项电性能均有提升。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂电池的化成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、将陈化结束的电芯放入化成设备中进行高温加压化成，先以0.05～0.5CmA的电流进行充电，截止电压为3.5～3.8V，然后以0.2～3CmA的电流进行充电，截止电压为3.9～4.5V；步骤B、在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温；步骤C、将冷却后的电芯置于真空环境中，将电芯的气囊袋刺破、并抽气，然后封口；步骤D、将抽气完毕的电芯放入化成设备中，将温度及压力提高，对电池进行高温老化；步骤E、在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温，化成结束。

【技术特征摘要】
1.锂电池的化成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、将陈化结束的电芯放入化成设备中进行高温加压化成，先以0.05～0.5CmA的电流进行充电，截止电压为3.5～3.8V，然后以0.2～3CmA的电流进行充电，截止电压为3.9～4.5V；步骤B、在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温；步骤C、将冷却后的电芯置于真空环境中，将电芯的气囊袋刺破、并抽气，然后封口；步骤D、将抽气完毕的电芯放入化成设备中，将温度及压力提高，对电池进行高温老化；步骤E、在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温，化成结束。2.根据权利要求1所述的锂电池的化成方法，其特征在于：所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊义，徐延铭，黄福帅，
申请(专利权)人：珠海光宇电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44