一种电池的化成方法技术

本发明专利技术提供了一种电池的化成方法，所述电池的化成工艺一方面使得电池电化学性能稳定，电池封日后鼓壳率明显降低，另一方面使得SEI膜性质和组成稳定；并且本发明专利技术电池的化成工艺与传统工艺相比，增加了充放电的次数，缩短了充放电的时间，其化成时间维持在40h以内，从而缩短了生产周期，降低了工作人员的劳动强度，提高生产效率，降低了生产成本；另外，以本发明专利技术电池的化成工艺得到的电池能放出较高的初容量，并且有较好的充电接受能力，提高了电池使用寿命及电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢氧化镍碱性电池的加工领域，特别是涉及一种电池的化成方法。
技术介绍
近年来，随着新能源研究的持续发展，电池成为了被广泛认可的未来具有广阔前景的新能源。但目前电池的工业化生产过程中易出现鼓壳、电池容量离散性偏大、电池外观差等质量问题。产生上述问题的一个重要原因在于，首次化成生成的充电过程产生负极极化现象，进而引起溶剂发生电化学还原而产生气体。气体的存在必然会导致电池的鼓胀、电解液的外溢、电池外观被腐蚀、容量偏低。现有的化成工艺一般是在常温下恒流或恒流恒压对电池进行连续充电。如采用0.02-0.05CmA的小电流对电池进行预充处理，然后再对电池进行后处理。虽然该方法得到的电池的正、负极界面相对较好，然而其生产过程比较繁杂，主要流程为：第一次老化--化成--第二次老化--冷却，加上所有的操作过程，整个制程的时间大概在45h左右，且生产过程所需人员较多，耗时耗力；加上在生产过程中，由于人为接触电池次数较多，容易造成对电池的损坏和报废，不但生产效率低，而且额外增加了生产成本，尤其对面积较大的电池来说，化成后的电池负极极片表面状态不均衡，很多区域因接触不紧密导致化成程度不够，杂质分解反应不彻底，造成极片局部黑斑，严重影响电池的安全性能。因此，化成是电池制作的关键工序，是获得良好电化学性能和安全性能的电池的重要保障。故开发一种优化工艺的电池化成工艺，以保障化成效果，达到改善电池的性能是研发的重要环节。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种电池的化成方法，该方法能够以保障化成效果，该方法具有投资小，化成工序时间短、化成效率高的优点，该化成方法还有助于提高电池的电化学性能，提高电池的安全性能和电池的充放电性能和循环性能、容量性能。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：一种电池的化成方法，具体为：在电池内注入电解液并在常温下搁置一段时间后，待极片和隔膜充分浸润后开始充电，采用0.05C-0.3C电流对电池进行预充电,充电后SOC保持在5%-15%之间；再以0.2C-O.5C的电流对电池进行充电，至SOC保持在30%-60%之间，再将电池置于40-70℃高温环境下搁置24-64小时，最后对电池进行化成；所述化成由多次的充放电步骤组成，第一次充电：先以0.4C的电流对电池进行充电2h，然后以0.6C的电流对电池进行充电5h；第一次放电：以0.5C的电流对电池进行放电0.5h；第二次充电：以0.5C的电流对电池进行充电1.5h；第二次放电：以0.7C的电流对电池进行放电0.5h；第三次充电：以0.7C的电流对电池进行充电2.5h；第三次放电：以0.8C的电流对电池进行放电1h；第四次充电：以0.5C的电流对电池进行充电3.5h；第四次放电：将电池使用0.05C-0.2C电流深度放电至截止电压为1.0V；最后以0.05C的恒定电流充电至电池的可逆容量的30-35%，然后静置12-18小时，接着以O.1C的电流恒流充电至截止电压为1.4-1.45伏，化成结束；其中，所述电池为碱性电池，具体组成为在外包装罐内具备碱性电解液和电极组，所述电极组由以储氢合金为负极活性物质的储氢合金负极、以氢氧化镍为主要正极活性物质的镍正极、和隔膜构成，其中，所述储氢合金以通式Ce1-xZrxMgNiy-a-bAlaMb,其中，M为Co、Mn、Zn中的一种，0.1≤x≤0.3，3.0≤y≤3.8，0.1≤a≤0.3，0.1≤x≤0.5；所述氢氧化镍正极活性物质中固溶有选自钴(Co)、锌(Zn)、锰(Mn)、银(Ag)、镁(Mg)以及铝(Al)元素中的至少一种元素；所述碱性电解液以氢氧化钾(KOH)为主材料，且包含氢氧化钠(NaOH)，且碱性电解液中添加有钨化合物、钼化合物、铌化合物中的一种和多种，所述碱性电解液的比重约为1.3；所述隔膜为织布无纺布、合成树脂微多孔膜的一种，其单位面积重量为55g/m2以下。其中，所述深度放电进行4-5次，且放电至相同的截止电压。所述在电池内注入电解液并在常温下搁置的时间为28-40小时。所述碱性电解液的比重为1.3；所述隔膜为织布无纺布、合成树脂微多孔膜的一种，其单位面积重量为50g/m2以下。另外，本专利技术还要求保护一种碱性电池的制备方法，包括上述所述电池的化成方法。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术电池的化成工艺，一方面使得电池电化学性能稳定，电池封日后鼓壳率明显降低；（2）本专利技术电池的化成工艺与传统工艺相比，增加了充放电的次数，缩短了充放电的时间，其化成时间维持在40h以内，从而缩短了生产周期，降低了工作人员的劳动强度，提高生产效率，降低了生产成本；（3）以本专利技术电池的化成工艺得到的电池能放出较高的初容量，并且有较好的充电接受能力，提高了电池使用寿命及电池的循环性能。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种电池的化成方法，具体为：在电池内注入电解液并在常温下搁置28小时后，待极片和隔膜充分浸润后开始充电，采用0.15C电流对电池进行预充电,充电后SOC保持在10%之间；再以0.3C的电流对电池进行充电，至SOC保持在50%之间，再将电池置于50℃高温环境下搁置38小时，最后对电池进行化成；所述化成由多次的充放电步骤组成，第一次充电：先以0.4C的电流对电池进行充电2h，然后以0.6C的电流对电池进行充电5h；第一次放电：以0.5C的电流对电池进行放电0.5h；第二次充电：以0.5C的电流对电池进行充电1.5h；第二次放电：以0.7C的电流对电池进行放电0.5h；第三次充电：以0.7C的电流对电池进行充电2.5h；第三次放电：以0.8C的电流对电池进行放电1h；第四次充电：以0.5C的电流对电池进行充电3.5h；第四次放电：将电池使用0.1C电流深度放电至截止电压为1.0V；最后以0.05C的恒定电流充电至电池的可逆容量的30%，然后静置16小时，接着以O.1C的电流恒流充电至截止电压为1.45伏，化成结束。实施例2一种电池的化成方法，具体：在电池内注入电解液并在常温下搁置33小时后，待极片和隔膜充分浸润后开始充电，采用0.2C电流对电池进行预充电,充电后SOC保持在12%之间；再以0.4C的电流对电池进行充电，至SOC保持在55%之间，再将电池置于60℃高温环境下搁置24小时，最后对电池进行化成；所述化成由多次的充放电步骤组成，第一次充电：先以0.4C的电流对电池进行充电2h，然后以0.6C的电流对电池进行充电5h；第一次放电：以0.5C的电流对电池进行放电0.5h；第二次充电：以0.5C的电流对电池进行充电1.5h；第二次放电：以0.7C的电流对电池进行放电0.5h；第三次充电：以0.7C的电流对电池进行充电2.5h；第三次放电：以0.8C的电流对电池进行放电1h；第四次充电：以0.5C的电流对电池进行充电3.5h；第四次放电：将电池使用0.05C电流深度放电至截止电压为1.0V；最后以0.05C的恒定电流充电至电池的可逆容量的32%，然后静置15小时，接着以O.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池的化成方法，其特征在于：在电池内注入电解液并在常温下搁置一段时间后，待极片和隔膜充分浸润后开始充电，采用0.05C‑0.3C电流对电池进行预充电,充电后SOC保持在5%‑15%之间；再以0.2C‑O.5C的电流对电池进行充电，至SOC保持在30%‑60%之间，再将电池置于40‑70℃高温环境下搁置24‑64小时，最后对电池进行化成；所述化成由多次的充放电步骤组成，第一次充电：先以0.4C的电流对电池进行充电2h，然后以0.6C的电流对电池进行充电5h；第一次放电：以0.5C的电流对电池进行放电0.5h；第二次充电：以0.5C的电流对电池进行充电1.5h；第二次放电：以0.7C的电流对电池进行放电0.5h；第三次充电：以0.7C的电流对电池进行充电2.5h；第三次放电：以0.8C的电流对电池进行放电1h；第四次充电：以0.5C的电流对电池进行充电3.5h；第四次放电：将电池使用0.05C‑0.2C电流深度放电至截止电压为1.0V；最后以0.05C的恒定电流充电至电池的可逆容量的30‑35%，然后静置12‑18小时，接着以O.1C的电流恒流充电至截止电压为1.4‑1.45伏，化成结束；其中，所述电池为碱性电池，具体组成为在外包装罐内具备碱性电解液和电极组，所述电极组由以储氢合金为负极活性物质的储氢合金负极、以氢氧化镍为主要正极活性物质的镍正极、和隔膜构成，其中，所述储氢合金以通式Ce1‑xZrxMgNiy‑a‑bAlaMb,其中，M为Co、Mn、Zn中的一种，0.1≤x≤0.3，3.0≤y≤3.8，0.1≤a≤0.3，0.1≤b≤0.5；所述氢氧化镍正极活性物质中固溶有选自钴(Co)、锌(Zn)、锰(Mn )、银(Ag)、镁(Mg)以及铝(Al)元素中的至少一种元素；所述碱性电解液以氢氧化钾(KOH)为主材料，且包含氢氧化钠(NaOH)，且碱性电解液中添加有钨化合物、钼化合物、铌化合物中的一种和多种，所述碱性电解液的比重约为1.3；所述隔膜为织布无纺布、合成树脂微多孔膜的一种，其单位面积重量为55g/m2以下。...

【技术特征摘要】
1.一种电池的化成方法，其特征在于：在电池内注入电解液并在常温下搁置一段时间后，待极片和隔膜充分浸润后开始充电，采用0.05C-0.3C电流对电池进行预充电,充电后SOC保持在5%-15%之间；再以0.2C-O.5C的电流对电池进行充电，至SOC保持在30%-60%之间，再将电池置于40-70℃高温环境下搁置24-64小时，最后对电池进行化成；所述化成由多次的充放电步骤组成，第一次充电：先以0.4C的电流对电池进行充电2h，然后以0.6C的电流对电池进行充电5h；第一次放电：以0.5C的电流对电池进行放电0.5h；第二次充电：以0.5C的电流对电池进行充电1.5h；第二次放电：以0.7C的电流对电池进行放电0.5h；第三次充电：以0.7C的电流对电池进行充电2.5h；第三次放电：以0.8C的电流对电池进行放电1h；第四次充电：以0.5C的电流对电池进行充电3.5h；第四次放电：将电池使用0.05C-0.2C电流深度放电至截止电压为1.0V；最后以0.05C的恒定电流充电至电池的可逆容量的30-35%，然后静置12-18小时，接着以O.1C的电流恒流充电至截止电压为1.4-1.45伏，化成结束；其中，所述电池为碱性电池，具体组成为在外包装罐内具备碱性电解液和电极组，所述电极组由以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆国明，王鹏俊，周赛军，张青青，
申请(专利权)人：中科泰能高铭科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33