一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋上扎至少一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封。本发明专利技术的化成工艺操作简单，可以大大提高负极表面生成的固体聚合物电解质膜的均匀性、致密性和稳定性，进而提高锂离子电池的电化学性能，避免由于固体聚合物电解质膜破坏而导致锂离子电池循环时过早的失效。

【技术实现步骤摘要】
一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺
本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高，环境友好，循环寿命长，自放电小等优点，在电动汽车和电动自行车方面具有很广阔的应用前景；随着锂离子电池的进一步发展，能量密度高的动力电池越来越受到人们的关注。传统的石墨负极已不能满足高能量密度要求，硅碳负极具有更高的克容量越来越受到人们的关注。铝塑膜作为锂离子电池的外壳，其尺寸和厚度可随着设计要求的改变而改变，且相对于铝壳，铝塑膜有更低的面密度，在质量能量密度上有更高的提升。化成是锂离子电池生产过程中的重要工序，化成时在负极表面形成一层固体电解质膜，即固体聚合物电解质膜，固体聚合物电解质膜的均匀性和厚度对电池的容量及循环性能有较大影响。形成均匀和稳定的固体聚合物电解质膜能够很好的适应锂离子的嵌入和脱出所引起的体积膨胀。硅碳负极的克容量较高，然而负极中的硅在于锂合金化的过程中的体积膨胀较大，较高的膨胀率会不断破坏负极表面的固体聚合物电解质膜，致使锂电池在充放电过程中不断损坏或修复固体聚合物电解质膜，造成锂离子的消耗，电解液的消耗和内阻的增加，引起电池过快地失效。而软包电池硬度较低，无法促进正极、负极和隔膜之间的有效接触，增大锂电池极化内阻，对电池容量和循环性能有较大影响。软包装锂离子电池采用铝塑膜作为外壳，其优点在于尺寸和厚度根据设计要求而改变，然而铝塑膜硬度较铝壳低，容易发生变形，外观相对较难控制。中国专利201210371810.9公开了一种锂离子软包电池的化成方法，该方法主要通过在二氧化碳气氛下注入电解液，经过搁置一直时间后对电池充电至饱和状态，然后对电池进行放电，测试，再对电池进行充电至半饱和状态，但是该方法存在隔膜与极片之间存在的气体无法完全排出，电解液发生自分解产生的气体无法排出，存在于隔膜和极片之间，增大电池内阻，影响电池的电性能等问题。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，以达到避免由于固体聚合物电解质膜破坏而导致锂离子电池循环时过早的失效的目的。本专利技术提出的一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋上扎至少一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封。优选地，静置的时间为12-20h。优选地，在一次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa。优选地，在电芯表面施压的操作中，施加压力的压强大小为1-7kg/cm2。优选地，在软包袋上扎孔的操作中，孔径的大小为1-5mm。优选地，在软包袋的顶端扎至少一个孔。优选地，在放入真空箱中抽真空的操作中，真空度高于-0.09Mpa。优选地，在一次充电的操作中，电流的大小为0.01-0.05C。优选地，在一次充电的操作中，充电的时间为1-7h。优选地，在二次充电的操作中，电流的大小为0.1-0.5C。优选地，在二次充电的操作中，充电的时间为1-5h。优选地，在二次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa。本专利技术的化成工艺操作简单，可以大大提高负极表面生成的固体聚合物电解质膜的均匀性、致密性和稳定性，进而提高锂离子电池的电化学性能，避免由于固体聚合物电解质膜破坏而导致锂离子电池循环时过早的失效。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋上扎一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封。实施例2一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋上扎一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封；其中，静置的时间为12h；在一次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa；在电芯表面施压的操作中，施加压力的压强大小为1kg/cm2；在软包袋上扎孔的操作中，孔径的大小为5mm。实施例3一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋的顶端扎一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封；其中，静置的时间为20h；在一次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa；在电芯表面施压的操作中，施加压力的压强大小为7kg/cm2；在软包袋上扎孔的操作中，孔径的大小为1mm；在放入真空箱中抽真空的操作中，真空度高于-0.09Mpa；在一次充电的操作中，电流的大小为0.02C；在一次充电的操作中，充电的时间为7h。实施例4一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋的顶端扎一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封；其中，静置的时间为15h；在一次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa；在电芯表面施压的操作中，施加压力的压强大小为4kg/cm2；在软包袋上扎孔的操作中，孔径的大小为3mm；在放入真空箱中抽真空的操作中，真空度高于-0.09Mpa；在一次充电的操作中，电流的大小为0.05C；在一次充电的操作中，充电的时间为1h；在二次充电的操作中，电流的大小为0.5C；在二次充电的操作中，充电的时间为1h；在二次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa。实施例5一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋的顶端扎一个孔，扎孔后有利于排除化成过程中产生的气体，形成更稳定的固体聚合物电解质膜，接着放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封，进行二次二封后有利于防止电池漏气；其中，静置的时间为18h；在一次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa；在电芯表面施压的操作中，施加压力的压强大小为4.5kg/cm2；在软包袋上扎孔的操作中，孔径的大小为2mm；在放入真空箱中抽真空的操作中，真空度高于-0.09Mpa；在一次充电的操作中，电流的大小为0.01C；在一次充电的操作中，充电的时间为4h；在二次充电的操作中，电流的大小为0.1C；在二次充电的操作中，充电的时间为2h；在二次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa。试验例1将按照实施例5化成工艺化成后的电池和按照常规化成工艺化成后的电池分别进行常温循环测试，结果如下：由上表可以看出，本专利技术的化成工艺可以有效提高全电池的常温循环性能。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，其特征在于，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋上扎至少一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封。

【技术特征摘要】
1.一种软包制硅碳负极锂电池化成工艺，其特征在于，包括如下步骤：电芯注液，静置，一次二封，对电芯表面施压，在软包袋上扎至少一个孔，放入真空箱中抽真空，在真空箱中对电芯一次充电，在真空箱中对电芯二次充电，二次二封。2.根据权利要求1所述软包制硅碳负极锂电池化成工艺，其特征在于，静置的时间为12-20h；优选地，在一次二封的操作中，真空度高于-0.09Mpa。3.根据权利要求1或2所述软包制硅碳负极锂电池化成工艺，其特征在于，在电芯表面施压的操作中，施加压力的压强大小为1-7kg/cm2。4.根据权利要求1-3任一所述软包制硅碳负极锂电池化成工艺，其特征在于，在软包袋上扎孔的操作中，孔径的大小为1-5mm；优选地，在软包袋的顶端扎至少一个孔。5.根据权利要求1-4任一项所述软包制硅碳负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏伦鹏，王义飞，李新峰，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34