一种锂离子电池的负压化成方法技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池的负压化成方法，通过设置多组参数值，并按照设定的组别顺序，以不同倍率对锂离子电池恒流充电一定时间，并同步抽气至一定负压并保压，在达到设定条件时泄压至一定压力，整个工作过程中经过多次循环，可根据需求灵活组合工作步骤。本发明专利技术可有效杜绝电池内部气体的残留，避免气体残留对电池安全及性能的影响。

A negative pressure formation method for lithium ion batteries

Vacuum forming method of the invention relates to a lithium ion battery, by setting multiple sets of parameter values, and according to the setting of the group order, with different ratio of the lithium ion battery constant current charging time and synchronous pumping to a certain pressure and negative pressure, pressure relief to certain pressure at set conditions, after several circulation in the whole process, according to the needs of a flexible combination of work steps. The invention can effectively eliminate the residual gas in the battery, and avoid the effect of gas residue on the safety and performance of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的负压化成方法
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池的负压化成方法。
技术介绍
锂离子电池在生产过程中容易出现鼓壳、电池容量离散性偏大等质量问题。产生以上问题的一个重要原因在于，首次化成生成SEI膜的充电过程中产生发生电化学还原反应产生气体。导致电池的鼓胀、电解液的外溢，导致电池内部的正、负极片和隔膜接触不紧密，影响了化成效果及电池性能。为了排出电池内部产生的气体，常见的做法为：1、采用常规化成工艺方法即化成结束再对电池进行抽真空处理，此过程采用小电流充电，电池化成结束后再抽真空处理，化成时间长，工序多，生产周期长，且仅是将电池内部剩余的气体抽出，对电池化成效果没有作用。2、采用常压开口化成的方式，存在电解液的外溢及发挥，造成电池外观腐蚀及车间环境的恶化，开口化成需要在无水环境中进行，一般通过建干燥房控制环境解决该问题，往往需要较大的资金投入。3、采用恒压负压化成的方式。例如公布号为101908647、名称为《锂离子电池的负压化成方法及其电池》的中国专利，控制电池在一定负压值的真空度范围内、以设定的电流范围进行充电，充电结束后恢复常压，该负压化成方法存在电解液外溢，抽气不彻底导致电池极片产生黑斑，对电芯结构和装配方式要求较高，工艺适应性较差等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池的负压化成方法，用于解决现有负压化成技术抽气不彻底导致电池极片产生黑斑的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种锂离子电池的负压化成方法，包括以下步骤：(1)至少设定两组参数值，每组参数值包括负压值、充电倍率、设定时间、泄压的压力和循环次数；每组参数值之间的负压值和/或充电倍率不同；(2)控制锂离子电池根据设定的参数值的组别顺序，依次按照每一组参数值中的相应参数，在相应的负压值下以相应的充电倍率进行充电，达到相应的设定时间后将锂离子电池泄压至相应的压力，相应的循环次数至少为一次。按照所述负压值和/或充电倍率从小到大设定所述参数值的组别顺序。当按照负压值从小到大设定所述参数值的组别顺序时，对于参数值中负压值相等的组别，按照充电倍率从小到大设定负压值相等的参数值的组别顺序。当按照充电倍率从小到大设定所述参数值的组别顺序时，对于参数值中充电倍率相等的组别，按照负压值从小到大设定充电倍率相等的参数值的组别顺序。步骤(2)所述组别顺序中的最后一组参数值的设定时间为两个时间段，第一个时间段是在相应的负压值下以相应的充电倍率对锂离子电池恒流充电至设定电压值的时间，第二个时间段是以所述设定电压值对锂离子电池恒压充电至设定的电流范围的时间。设定电压值的范围为3.6～4.5V，设定的电流范围为0.01～0.05C。所述参数值为五组，第一组参数值的范围为：负压值的范围为-30～-80Kpa、充电倍率的范围为0.01～0.1C、设定时间的范围为30～60min、泄压的压力的范围为0～-10Kpa，循环次数为1～6次；第二组参数值的范围为：负压值的范围为-50～-90Kpa、充电倍率的范围为0.05～0.2C、设定时间的范围为30～60min、泄压的压力的范围为0～-10Kpa，循环次数为1～6次；第三组参数值的范围为：负压值的范围为-50～-90Kpa、充电倍率的范围为0.1～0.3C、设定时间的范围为5～30min、泄压的压力的范围为0～-30Kpa，循环次数为1～6次；第四组参数值的范围为：负压值的范围为-50～-90Kpa、充电倍率的范围为0.2～0.5C、设定时间的范围为5～30min、泄压的压力的范围为0～-30Kpa，循环次数为1～6次；第五组参数值的范围为：负压值的范围为-80～-90Kpa、充电倍率的范围为0.3～0.8C、泄压的压力的范围为0～10Kpa。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置多组参数值，并按照设定的组别顺序，依次对锂电池在相应的负压值下以相应的充电倍率进行充电，达到相应的设定时间后将锂离子电池泄压至相应的压力，相应的循环次数至少为一次，电池经过至少两次的充电、泄压，保证了将电池中的所有气体全部排出，杜绝电池内气体残留，避免电池电极产生黑斑、花斑，及造成电解液外溢。进一步，本法按照参数值的不同设置了组别先后顺序，根据负压值和/或充电倍率从小到大对参数值进行排序，按照顺序依次对锂电池进行负压恒流充电再泄压的过程，进一步避免了电池内的气体残留的同时保证了电池性能。进一步，对于最后一组参数值，将其设定值分为两个时间段，第一个时间段用于进行恒流充电，第二个时间段用于恒压充电，进一步提高了电池性能。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。实施例1：至少设定两组参数值，每组参数值包括负压值、充电倍率、设定时间、循环次数和泄压的压力。每组参数值之间至少有一个参数不同，不同的参数为负压值和/或充电倍率。控制锂离子电池根据设定的参数值的组别顺序，依次对每一组参数值中的相应参数，在相应的负压值下以相应的充电倍率进行充电，达到相应的设定时间后将锂离子电池泄压至相应的压力，然后对每一组参数值，按照设定的循环次数进行上述步骤的循环，直到根据所有组别的参数值都进行完负压充电再泄压的过程。本专利技术通过设置多组参数值，并按照设定的组别顺序，依次对锂电池在相应的负压值下以相应的充电倍率进行充电，达到相应的设定时间后将锂离子电池泄压至相应的压力，电池经过至少两次的充电、泄压，保证了将电池中的所有气体全部排出，杜绝电池内气体残留，避免电池电极产生黑斑、花斑，及造成电解液外溢。实施例2：设定五组参数值，设置的组别顺序依次为第一组参数值、第二组参数值、第三组参数值、第四组参数值和第五组参数值。基于五组参数值对锂离子电池进行以下负压恒流充电再泄压的步骤：步骤一，对于第一组参数值，将锂离子电池以充电倍率C1进行充电，并在负压值P1下同步进行抽气操作，在时间T1结束时进行泄压至P1′，此过程循环1～6次。第一组参数值中，充电倍率C1范围为0.01C～0.1C，负压值P1范围为-30～-80Kpa，泄压值P1′范围为0～-10Kpa，时间T1范围为30～60min。步骤二，对于第二组参数值，再将锂离子电池以充电倍率C2进行充电，并在负压值P2下同步进行抽气操作，在时间T2结束时进行泄压至P2′，此过程循环1～6次。第二组参数值中，充电倍率C2范围为0.05C～0.2C，负压值P1范围为-50～-90Kpa，泄压值P1′范围为0～-10Kpa，时间T1范围为30～60min。步骤三，对于第三组参数值，再将锂离子电池以充电倍率C3进行充电，并在负压值P3下同步进行抽气操作，在时间T3结束时进行泄压至P3′，此过程循环1～6次。第三组参数值中，充电倍率C3范围为0.1C～0.3C，负压值P3范围为-50～-90Kpa，泄压值P3′范围为0～-30Kpa，时间T3范围为5～30min。步骤四，对于第四组参数值，再将锂离子电池以充电倍率C4进行充电，并在负压值P4下同步进行抽气操作，在时间T4结束时进行泄压至P4′，此过程循环1～6次。第四组参数值中，充电倍率C4范围为0.2C～0.5C，负压值P4范围为-50～-90Kpa，泄压值P4′范围为0～-30Kpa，时间T4范围为5～30min。步骤五，为了提高电池性能，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池的负压化成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)至少设定两组参数值，每组参数值包括负压值、充电倍率、设定时间、泄压的压力和循环次数；每组参数值之间的负压值和/或充电倍率不同；(2)控制锂离子电池根据设定的参数值的组别顺序，依次按照每一组参数值中的相应参数，在相应的负压值下以相应的充电倍率进行充电，达到相应的设定时间后将锂离子电池泄压至相应的压力，相应的循环次数至少为一次。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的负压化成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)至少设定两组参数值，每组参数值包括负压值、充电倍率、设定时间、泄压的压力和循环次数；每组参数值之间的负压值和/或充电倍率不同；(2)控制锂离子电池根据设定的参数值的组别顺序，依次按照每一组参数值中的相应参数，在相应的负压值下以相应的充电倍率进行充电，达到相应的设定时间后将锂离子电池泄压至相应的压力，相应的循环次数至少为一次。2.根据权利要求1所述的锂离子电池的负压化成方法，其特征在于，按照所述负压值和/或充电倍率从小到大设定所述参数值的组别顺序。3.根据权利要求2所述的锂离子电池的负压化成方法，其特征在于，当按照负压值从小到大设定所述参数值的组别顺序时，对于参数值中负压值相等的组别，按照充电倍率从小到大设定负压值相等的参数值的组别顺序。4.根据权利要求2所述的锂离子电池的负压化成方法，其特征在于，当按照充电倍率从小到大设定所述参数值的组别顺序时，对于参数值中充电倍率相等的组别，按照负压值从小到大设定充电倍率相等的参数值的组别顺序。5.根据权利要求1所述的锂离子电池的负压化成方法，其特征在于，步骤(2)所述组别顺序中的最后一组参数值的设定时间为两个时间段，第一个时间段是在相应的负压值下以相应的充电倍率对锂离子电池恒流充电至设定电压值的时间，第二个时间段是以...

【专利技术属性】
技术研发人员：李严，徐林，李鹏，李萌萌，赵家昊，张岩，
申请(专利权)人：中航锂电洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41