一种化成方法及锂离子二次电池技术

本发明专利技术提供了一种化成方法及锂离子二次电池，涉及锂离子电池技术领域。本发明专利技术提供的一种化成方法，通过依次进行的四个化成阶段对锂离子电池进行化成。四次化成阶段的化成电流逐渐增大，四次抽气的负压也呈线性递增。该化成方法能有效地提高SEI膜的形成质量，降低锂离子电池的鼓胀率，进而改善锂离子电池的综合电化学性能。本发明专利技术提供的一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池的电解液为非水体系，且利用上述的化成方法进行化成处理。该锂离子二次电池在使用过程中不容易鼓胀，具有良好的综合电化学性能。

Forming method and lithium ion secondary cell two

The invention provides a method for forming and a lithium ion secondary battery, relating to the technical field of the lithium ion battery (two). The invention provides a method for forming a lithium ion battery through four stages of formation in turn. The formation current of the four formation stage increases gradually, and the negative pressure of the four pumping gas increases linearly. The forming method can effectively improve the quality of SEI film forming, bulging lower lithium ion battery rate, and improve the electrochemical performance of lithium ion battery. The invention provides a lithium ion two secondary battery, wherein the electrolyte of the lithium ion two secondary battery is a non-aqueous system and is treated by the formation process. The lithium ion secondary battery two is not easy to use in the process, has good electrochemical performance.

【技术实现步骤摘要】
一种化成方法及锂离子二次电池
本专利技术涉及锂离子电池
，具体而言，涉及一种化成方法及锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型的化成电源，具有循环寿命长、能量密度高、工作电压高、无记忆效应与环保等特点，目前已广泛应用于多种领域，如电子产品、电动汽车、通讯电源等领域。具有广阔的应用前景，市场对锂离子电池的需求也日趋增大。目前，在锂离子电池生产工艺中，化成是锂离子电池生产过程中的重要工序，化成时负极表面形成一层钝化膜，既固体电解质面膜(SEI)，SEI膜的好坏直接影响到锂离子电池的循环性能、稳定性、自放电等化学性能，而不同的化成工艺形成的SEI膜有所不同，对锂离子电池性能也存在很大差异。目前锂离子电池工业生产过程中容易出现锂离子电池鼓胀、锂离子电池容量低、使用寿命短等质量问题。这是由于化成充电过程中，锂离子电池内部的微量水、氟化氢及电解液中的有机溶剂会发生电化学还原反应产生气体，气体的存在导致锂离子电池鼓胀、锂离子电池外观差、容量低等质量问题。探索一种高效的锂离子化成工艺对充分发挥锂离子电池的性能具有重要作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种化成方法，能有效地提高SEI膜的形成质量，降低锂离子电池的鼓胀率，进而改善锂离子电池的综合电化学性能。本专利技术的另一目的在于提供一种锂离子二次电池，采用此种化成方法进行化成，使得最后生产的锂离子二次电池不容易鼓胀，具有良好的综合电化学性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种化成方法，用于抑制锂离子电池在使用过程中的鼓胀。化成方法包括由依次进行的第一化成阶段、第二化成阶段、第三化成阶段以及第四化成阶段组成的化成过程。第一化成阶段包括锂离子电池以0.01～0.02C恒流充电至2％～20％荷电状态，在2～20％荷电状态以及真空度为-0.005～-0.01MPa的条件下进行第一次抽气0.5～2h。第二化成阶段包括锂离子电池以0.03～0.05C恒流充电至30～50％荷电状态，在30～50％荷电状态以及真空度为-0.01～-0.2MPa的条件下进行第二次抽气1～3h。第三化成阶段包括锂离子电池以0.06～0.1C恒流充电至75～85％荷电状态，在75～85％荷电状态以及真空度为-0.2～-0.6MPa的条件下进行第三次抽气2～4h。第四化成阶段包括锂离子电池以0.15～0.2C恒流充电至满荷电状态，在满荷电状态以及真空度为-0.6～-0.9MPa的条件下进行第四次抽气2～4h。本专利技术提出一种锂离子二次电池，锂离子二次电池的电解液为非水体系，且锂离子二次电池利用化成方法进行化成处理。本专利技术实施例的化成方法及锂离子二次电池的有益效果是：本专利技术提供了一种化成方法，分四个化成阶段进行逐步化成。首先，四个化成阶段的化成电流逐渐增大，先利用小电流进行化成，随着化成的推进，逐渐将小电流替换为大电流。传统的小电流化成有助于形成稳定的SEI膜，但是长时间的小电流充电会导致形成的SEI膜阻抗增大，从而影响锂离子电池的倍率放电性能，从而影响锂离子电池的生产效率。因此采用由小电流逐渐增大至大电流的方式逐步进行化成，不仅有助于形成稳定的SEI膜，还有助于提高锂离子电池的综合电化学性能。其次，四个化成阶段都进行了抽气处理，从而解决化成过程中气体不能及时排出的问题。另外，通过分别在四个化成阶段进行抽气处理，也能很好地控制化成过程中水分、空气的进入，从而避免了水分、空气参与锂离子电池内部的化学反应，从而有效地提高SEI膜的形成质量，进而改善锂离子电池的综合电化学性能。四个化成阶段抽气的压力逐渐增大，先利用小气压抽气，随着化成的推进，配合着电流的变化，逐渐将小气压替换为大气压。随着化成的推进，锂离子电池内产生的气体也是逐渐增多，利用小气压加大气压的方式进行化成，使得每一部分的抽气充分进行，避免了不必要的消耗，节约了化成成本，从而有效降低了锂离子电池的生产成本。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的化成方法及锂离子二次电池进行具体说明。本专利技术提出一种化成方法，用于抑制锂离子电池在使用过程中的鼓胀。化成方法包括由依次进行的第一化成阶段、第二化成阶段、第三化成阶段以及第四化成阶段组成的化成过程。第一化成阶段包括锂离子电池以0.01～0.02C恒流充电至2％～20％荷电状态，在2～20％荷电状态以及真空度为-0.005～-0.01MPa的条件下进行第一次抽气0.5～2h。第二化成阶段包括锂离子电池以0.03～0.05C恒流充电至30～50％荷电状态，在30～50％荷电状态以及真空度为-0.01～-0.2MPa的条件下进行第二次抽气1～3h。第三化成阶段包括锂离子电池以0.06～0.1C恒流充电至75～85％荷电状态，在75～85％荷电状态以及真空度为-0.2～-0.6MPa的条件下进行第三次抽气2～4h。第四化成阶段包括锂离子电池以0.15～0.2C恒流充电至满荷电状态，在满荷电状态以及真空度为-0.6～-0.9MPa的条件下进行第四次抽气2～4h。其中，荷电状态为锂离子电池的充入容量与其完全充满电状态的容量的比值。具体地，第一化成阶段与第二化成阶段均通过小电流在短时间内对锂离子电池进行充电。小电流化成有助于形成稳定的SEI膜。SEI膜为锂离子电池生产过程中的化成时负极表面形成一层钝化膜。SEI膜的好坏直接影响到锂离子电池的循环性能、稳定性、自放电等化学性能。SEI膜具有有机溶剂不溶性，小电流化成能帮助SEI膜在有机电解质溶剂中稳定存在。并且，使得溶剂分子也不能通过该SEI膜，从而能有效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏，因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。第三化成阶段与第四化成阶段采用相较于第一化成阶段以及第二化成阶段不同的大电流进行化成。由于长时间的小电流充电会导致形成的SEI膜阻抗增大，从而影响锂离子电池的倍率放电性能，进而影响锂离子电池的生产效率。因此当SEI膜稳定之后，将小电流换成大电流继续化成，不仅有助于形成稳定的SEI膜，还有助于提高锂离子电池的电化学性能，从而提高通过此四个阶段的化成后的锂离子电池的综合性能。当然，在本专利技术的其他实施例中，根据不同的电池情况，化成的次数可进行相应的调整，本专利技术不做限定。其中，四个化成阶段在线性递增的负压下均进行了抽气处理。负压抽气可提高锂离子电池内的气体的溢出率。分阶段四次抽气可解决化成过程中气体不能及时排出的问题，也能很好地控制化成过程中水分、空气的进入，从而避免了水分、空气参与锂离子电池内部的化学反应，从而进一步提高了SEI膜的形成质量，进而进一步改善锂离子电池的综合性能。同时，四个化成阶段抽气的压力逐渐增大，先利用小气压抽气，随着化成的推进，配合着电流的变化，逐渐将小气压替换为大气压。由于随着化成的推进，锂离子电池内产生的气体也是逐渐增多，利用小气压加大气压的方式进行化成，使得每一部分的抽气充分进行，避免了不必要的消耗，节约了化成成本，从而有效降低了锂离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化成方法，用于抑制锂离子电池在使用过程中的鼓胀，其特征在于，所述化成方法包括由依次进行的第一化成阶段、第二化成阶段、第三化成阶段以及第四化成阶段组成的化成过程；所述第一化成阶段包括所述锂离子电池以0.01～0.02C恒流充电至2％～20％荷电状态，在所述2～20％荷电状态以及真空度为‑0.005～‑0.01MPa的条件下进行第一次抽气0.5～2h；所述第二化成阶段包括所述锂离子电池以0.03～0.05C恒流充电至30～50％荷电状态，在所述30～50％荷电状态以及真空度为‑0.01～‑0.2MPa的条件下进行第二次抽气1～3h；所述第三化成阶段包括所述锂离子电池以0.06～0.1C恒流充电至75～85％荷电状态，在所述75～85％荷电状态以及真空度为‑0.2～‑0.6MPa的条件下进行第三次抽气2～4h；所述第四化成阶段包括所述锂离子电池以0.15～0.2C恒流充电至满荷电状态，在所述满荷电状态以及真空度为‑0.6～‑0.9MPa的条件下进行第四次抽气2～4h。

【技术特征摘要】
1.一种化成方法，用于抑制锂离子电池在使用过程中的鼓胀，其特征在于，所述化成方法包括由依次进行的第一化成阶段、第二化成阶段、第三化成阶段以及第四化成阶段组成的化成过程；所述第一化成阶段包括所述锂离子电池以0.01～0.02C恒流充电至2％～20％荷电状态，在所述2～20％荷电状态以及真空度为-0.005～-0.01MPa的条件下进行第一次抽气0.5～2h；所述第二化成阶段包括所述锂离子电池以0.03～0.05C恒流充电至30～50％荷电状态，在所述30～50％荷电状态以及真空度为-0.01～-0.2MPa的条件下进行第二次抽气1～3h；所述第三化成阶段包括所述锂离子电池以0.06～0.1C恒流充电至75～85％荷电状态，在所述75～85％荷电状态以及真空度为-0.2～-0.6MPa的条件下进行第三次抽气2～4h；所述第四化成阶段包括所述锂离子电池以0.15～0.2C恒流充电至满荷电状态，在所述满荷电状态以及真空度为-0.6～-0.9MPa的条件下进行第四次抽气2～4h。2.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述第一化成阶段在15～25℃温度进行。3.根据权利要求2所述的化成方法，其特征在于，所述第二化成阶段在30～50℃温度下进行。4.根据权利要求3所述的化成方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊永莲，陈玉炜，侯全会，严军，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32