提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池技术

本发明专利技术提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池，涉及软包动力电池技术领域。该化成方法包括将注液完成的电池采用多梯次真空静置、真空封口处理后，再将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化、预充电处理、静置等步骤，其中，注液后采用梯次真空静置的浸液方法，可缩短电解液吸收速率，缩短渗液时间；陈化过程采用压力静置，在一定压力下可使电解液浸润得更充分；预充电处理采用电池化成夹具，可使电池正负极板接触紧密，形成的SEI膜成分一致，面厚度均匀、稳定。本发明专利技术还提供了电池化成夹具，该夹具结构简单、使用方便，适合于工业生产使用。

Method for improving cycle life of flexible package power battery, battery forming fixture and application and soft package power battery

The invention provides a method for increasing the cycle life of a soft power battery, a battery - forming fixture, a application and a soft power battery, which involves the technical field of a soft power battery. The method includes the multi-step vacuum sealing and vacuum sealing of the battery completed by the injection of liquid, and then the battery after the vacuum sealing is placed in the battery into the fixture for aging, precharging and sting, and the absorption rate of the electrolyte can be shortened after the injection of the liquid. In the aging process, the electrolytes can be infiltrated more fully under certain pressure. The precharge treatment can make the battery positive and negative plates contact tightly, and the components of the SEI film are consistent, and the thickness of the surface is uniform and stable. The invention also provides a battery forming clamp, which has the advantages of simple structure and convenient operation, and is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池
本专利技术涉及电池化成
，具体而言，涉及一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池。
技术介绍
由于软包动力电池采用铝塑复合膜进行包装，在采用相同原材料的情况下，相对于硬壳电池具有重量更轻、容量更大、内阻更小、设计灵活、安全性更高的特点，被越来越多的新能源车企和动力电池厂商所青睐。软包动力电池尤其是大容量软包动力电池(50Ah以上)的化成工艺是生产过程中的重要工序，具有特殊的工艺要求和技术难点。化成即是对注液搁置后的电池进行首次充电，形成固体电解质截面膜(SEI膜)的过程，不同的化成工艺，形成的SEI膜则有所不同，而不同的SEI膜对电池性能的影响较大，特别是对电池的循环性能。目前大多数软包动力电池通过高温静置或常温静置来实现电解液的浸润和吸收，且通过压小倍率的电流对电池进行预充电，达到活化电池的目的。但是，目前的软包动力电池的化成方法存在以下缺陷：(1)渗液时间长，高温静置能耗大，静置效果差，电解液吸收程度不一致；(2)化成电流小，耗时太长，SEI膜不均匀，稳定性差；(3)由于化成时电极表面SEI膜的不均匀和不稳定，导致循环过程中SEI膜的重复破坏和修补，导致不可逆容量的增加，电池的使用寿命变短。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，可使得电解液浸润得更充分，缩短陈化时间，且电池正负极板接触紧密，形成的SEI膜成分一致，面厚度均匀、稳定，进而提高了软包动力电池的循环使用寿命。本专利技术的第二个目的在于提供一种电池化成夹具结构简单、操作方便，可用于上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法中。本专利技术的第三个目的在于提供一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法以及电池化成夹具在软包动力电池生产过程中的应用。本专利技术的第四个目的在于提供一种软包动力电池。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，包括如下步骤：(a)将注液完成的电池真空静置，所采用的真空压力按梯次逐级降低，真空静置后进行真空封口；(b)将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化，陈化的方式为压力静置；(c)将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，至预充电结束；(d)将预充电结束且置于电池化成夹具中的电池静置，即化成结束；其中，步骤(b)-(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300～500公斤。进一步的，步骤(a)中，真空静置的总时间为30～150s，真空静置的真空压力为-40～-90kPa，共分为3～5个梯次，各梯次的真空压力按梯次逐级降低；优选地，真空静置的真空压力分为5个梯次，各梯次的真空压力依次为-40～-45kPa、-50～-55kPa、-65～-75kPa、-80～-85kPa和-85～-90kPa，各梯次的静置时间均为10～30s；优选地，真空封口的真空压力为-60～-80kPa，优选为-62～-75kPa，进一步优选为-65～-72kPa。进一步的，步骤(b)中，压力静置的温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；优选地，步骤(b)中，压力静置的时间为6～48h，优选为7～46h，进一步优选为8～45h。进一步地，步骤(c)中，预充电处理的温度为35～65℃，优选为36～62℃，进一步优选为38～60℃；优选地，步骤(c)中，预充电处理时，以0.01～0.03C恒流充电10～30min，上限电压为3900mV；以0.02～0.1C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV；以0.05～0.3C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV。进一步的，步骤(d)中，静置温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；优选地，步骤(d)中，静置时间为2～10h，优选为2.5～9.5h，进一步优选为3～8h。进一步的，所述电池化成夹具作用于电池上的压力为300～480公斤；优选地，所述软包动力电池的循环寿命提升至20～50％。本专利技术还提供了应用于提高软包动力电池循环寿命的化成方法中的电池化成夹具，所述电池化成夹具包括包括第一夹板、第二夹板和卡夹，所述第一夹板、第二夹板和卡夹均为可拆卸连接，所述第一夹板和第二夹板均为绝缘夹板，所述卡夹为弹性件；将所述第一夹板、第二夹板分别置于电池的两个表面，电池位于所述第一夹板和第二夹板之间，用所述卡夹夹住所述第一夹板和第二夹板以对电池施加压力。进一步的，所述卡夹包括第一固定部、第二固定部以及连接第一固定部和第二固定部的连接部，所述第一固定部和第二固定部的一端均与所述连接部相连，所述第一固定部和第二固定部远离连接部的一端均设置有卷边；所述第一固定部和第二固定部之间的距离可调节，所述第一固定部和第二固定部能够分别作用于所述第一夹板和第二夹板表面以对电池施加压力；优选地，所述第一夹板和第二夹板均为钢化玻璃；优选地，所述电池化成夹具作用于电池表面的压力为300～500公斤。本专利技术还提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法或电池化成夹具在软包动力电池生产过程中的应用。本专利技术还提供了一种软包动力电池，采用上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法制得。与现有技术相比，本专利技术提供的提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，主要包括将注液完成的电池采用多梯次真空静置、真空封口处理后，再将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化、预充电处理、静置等步骤，其中，注液后采用梯次真空静置的浸液方法，可以提升电解液含浸速率，缩短渗液时间；陈化过程采用压力静置，在一定压力下可以使电解液浸润得更充分；预充电处理过程同样采用电池化成夹具，使电池正负极板接触紧密，形成的SEI膜成分一致，面厚度均匀、稳定，改善了现有技术中存在的渗液时间长、电解液吸收程度不一致以及形成的SEI膜不均匀和不稳定，进而导致电池循环寿命缩短等缺陷。(2)本专利技术提供的化成方法中各步骤之间相互影响，相辅相成，缺一不可，通过上述各步骤的联合作用，才能提高软包动力电池的循环寿命。经试验表明，本专利技术提供的提高软包动力电池循环寿命的化成方法，可缩短陈化渗液时间6～12h，缩短预充电处理时间6～12h，在提供生产效率的同时，还可使电池容量提高1～3％，使电池的循环寿命提升20～50％，同时电池的高温性能、低温性能和倍率性能也有所提升。(3)本专利技术还提供了一种电池化成夹具，该电池化成夹具可对电池表面施加稳定、均匀的压力，以保证电池极片和隔膜之间不受气泡、间隙等物理阻抗而影响电流密度，保证化成时每张极片的整个表面电流密度相同，形成的SEI膜的厚度均匀，进而提高软包动力电池的循环寿命。另外，该电池化成夹具简单、操作方便，适合于工业生产使用。(4)本专利技术还提供了提高软包动力电池循环寿命的化成方法以及电池化成夹具的应用，鉴于上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法以及电池化成夹具所具有的优势，使其在软包动力电池生产过程中具有良好的应用。(5)本专利技术还提供了一种软包动力电池，通过上述软包动力电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将注液完成的电池真空静置，所采用的真空压力按梯次逐级降低，真空静置后进行真空封口；(b)将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化，陈化的方式为压力静置；(c)将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，至预充电结束；(d)将预充电结束且置于电池化成夹具中的电池静置，即化成结束；其中，步骤(b)‑(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300～500公斤。

【技术特征摘要】
1.一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将注液完成的电池真空静置，所采用的真空压力按梯次逐级降低，真空静置后进行真空封口；(b)将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化，陈化的方式为压力静置；(c)将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，至预充电结束；(d)将预充电结束且置于电池化成夹具中的电池静置，即化成结束；其中，步骤(b)-(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300～500公斤。2.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(a)中，真空静置的总时间为30～150s，真空静置的真空压力为-40～-90kPa，共分为3～5个梯次，各梯次的真空压力按梯次逐级降低；优选地，真空静置的真空压力分为5个梯次，各梯次的真空压力依次为-40～-45kPa、-50～-55kPa、-65～-75kPa、-80～-85kPa和-85～-90kPa，各梯次的静置时间均为10～30s；优选地，真空封口的真空压力为-60～-80kPa，优选为-62～-75kPa，进一步优选为-65～-72kPa。3.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(b)中，压力静置的温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；优选地，步骤(b)中，压力静置的时间为6～48h，优选为7～46h，进一步优选为8～45h。4.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(c)中，预充电处理的温度为35～65℃，优选为36～62℃，进一步优选为38～60℃；优选地，步骤(c)中，预充电处理时，以0.01～0.03C恒流充电10～30min，上限电压为3900mV；以0.02～0.1C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV；以0.05～0.3C恒流充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊海英，吴丛笑，郭伟，文哲泽，刘阳，
申请(专利权)人：北京国能电池科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11