一种锂电池化成老化分容工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种锂电池化成老化分容工艺，取多只已完成注液活化的锂电池电芯进行化成，化成时，先搁置120‑250S后以0.1‑0.3C恒流充电800‑2500S，上限保护电压达到3.75‑4.05V；再搁置10‑20S后以0.5‑0.7C恒流充电3853‑6680S，上限保护电压达到4.2V；然后在20‑30℃的温度下做常温老化；使用精度误差≤0.001V的电压内阻测试仪检测电芯开路电压OCV，OCV在3.7‑4.0V的电芯容量判定为合格。采用本发明专利技术制作锂电池，可以免去现有的分容工序，缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本。

An aging capacity dividing process for lithium battery

The present invention discloses a lithium battery aging and capacity-sharing process, in which several lithium battery batteries which have been activated by liquid injection are converted into lithium batteries. When converted into lithium batteries, 120_250S is shelved, 800_2500S is charged with 0.1_0.3C constant current, the upper limit protection voltage reaches 3.75_4.05V, and 10_20S is shelved, then 0.5_0.7C constant current charging 53_S is carried out. Limit protection voltage to 4.2V, and then aging at 20 30 C at room temperature; using voltage internal resistance tester with accuracy error 0.001V to detect the open-circuit voltage OCV, OCV in 3.7 4.0V of the battery capacity judged to be qualified. The lithium battery made by the invention can avoid the existing capacity separation process, shorten the production process of the lithium battery, improve the production efficiency of the lithium battery, and reduce the production cost of the lithium battery.

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池化成老化分容工艺
本专利技术属于锂离子电池制备
，涉及一种锂电池化成老化分容工艺。
技术介绍
随着锂电池行业的发展，竞争越来越激烈，行业利润越来越低。各公司都在寻求方法，在保证锂电池质量的前提下，缩短电池生产时间，简化电池生产工艺，降低电池生产成本。目前市场上通用的锂电池容量筛选流程为：电池经过化成后需要做分容，分容是将化成后的电池上检测柜充放电，按放电容量分档区分下柜；然后做老化，根据老化后电池状态出货。其中分容过程需要人工上下柜，且上检测柜充放电时间较长，因此造成人工成本高、生产周期长，库存电池积压，并且分容设备所需投入资金量大，造成生产成本的增加，检测过程电力消耗巨大，不利于节能。锂电池在实际使用时分为多串多并配组使用或单体锂电池单独使用，针对市场上单体锂电池的需求，本专利技术通过改进现有的化成工艺，优化老化后电芯电压筛选方法来判定电芯容量是否合格，最终达到免去现有的分容工序，达到缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种锂电池化成老化分容工艺，采用该工艺制作锂电池，可以免去现有的分容工序，缩短锂电池生产流程，提高锂电池生产效率，降低锂电池生产成本。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是：一种锂电池化成老化分容工艺，其包括以下步骤：(1)取多只已完成注液活化的锂电池电芯；(2)将所述锂电池电芯使用高温压力化成装置进行化成，化成时热夹具温度50-80℃，热夹具压力400-2000kg，冷夹具压力400-2000kg，保证冷夹具温度20-30℃，冷压时间180-300S；化成步骤：A、将锂电池电芯放置到高温压力化成装置内，高温压力化成装置达到上述条件后搁置120-250S；B、第一步电流恒流充电：电芯以0.1-0.3C恒流充电800-2500S，上限保护电压达到3.75-4.05V；C、搁置10-20S；D、第二步电流恒流充电：电芯以0.5-0.7C恒流充电（4000-6000S）修改为3853-6680S，上限保护电压达到4.2V，这时电池充电容量为80-95%；E、检测电芯电压在3.8-4.0V合格，不合格的返工继续化成；(3)将化成合格的电芯在20-30℃的温度下做常温老化，老化时间为48-168h；(4)将老化后的电芯使用精度误差≤0.001V的电压内阻测试仪检测电芯开路电压OCV，OCV在3.7-4.0V的电芯，容量判定为合格。同一种材料体系的锂离子电池，在化成不可逆容量相等的前提下，在一定范围内电芯的荷电比SOC与开路电压OCV呈现线性关系；在化成充入相同的容量下，电芯的开路电压OCV与老化后的容量也呈现线性关系，且OCV越大，老化后的容量越小，且经过大量的实验得出OCV在3.7-4.0V的范围内，开路电压OCV与老化后的容量的线性关系最好，小了和大了线性关系都不好，图1所示是其中一组实验得出的开路电压OCV与电池老化后的容量之间的比对图，倾斜的斜线为总结出的线性关系。本专利技术基于以上原理，将常规的恒流恒压化成改进为恒流化成，去掉了化成时恒压充电过程，并且限制了化成充电容量；对化成完成后的电芯做老化，老化结束后根据电芯开路电压OCV的检测判定容量是否合格，从而实现免去现有的分容工序的目的，节省大量的人力，省掉了分容检测柜，且没有了现有分容过程的对电芯充放电过程，节省了电能，缩短了锂电池生产过程，降低了了锂电池的制作成本。一只单体电池的制作成本可以降低10%以上，生产效率提高了1倍以上。图2所示是化成充电容量在70%时，电芯的开路电压OCV与老化后的容量之间的比对图，表明充电容量小时，开路电压OCV与老化后的容量之间的相关性差；图3所示是化成充电容量在85%时，电芯的开路电压OCV与老化后的容量之间的比对图，表明充电容量大时，开路电压OCV与老化后的容量之间的相关性好；经过大量的实验得出化成时充电容量在80-95%时，电芯的开路电压OCV与老化后的容量之间的相关性最好，过低相关性差，充电容量过高对电池本身的性能影响不好。附图说明图1为电池的开路电压OCV与电池老化后的容量之间的比对图；图2为化成时电芯充电容量在70%时，电池的开路电压OCV与电池老化后的容量之间的比对图；图3为化成时电芯充电容量在85%时，电池的开路电压OCV与电池老化后的容量之间的比对图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的描述。实施例1，一种锂电池化成老化分容工艺，包括以下步骤：(1)取多只已完成注液活化的锂电池电芯。(2)将所述锂电池电芯使用高温压力化成装置进行化成，化成时热夹具温度50℃，热夹具压力2000kg，冷夹具压力2000kg，保证冷夹具温度25℃，冷压时间200S。化成步骤：A、将锂电池电芯放置到高温压力化成装置内，高温压力化成装置达到上述条件后搁置120S。B、第一步电流恒流充电：电芯以0.3C恒流充电2000S，上限保护电压达到4V。C、搁置20S。D、第二步电流恒流充电：电芯以0.6C恒流充电4100S，上限保护电压达到4.2V。理论上计算电池充电容量（0.3×2000+0.6×4100）/3600=85%。E、检测电芯电压在3.8-4.0V合格，不合格的返工继续化成。(3)将化成合格的电芯在20℃的温度下做常温老化，老化时间为100h。(4)将老化后的电芯使用精度误差≤0.001V的电压内阻测试仪检测电芯开路电压OCV，OCV在3.7-4.0V的电芯，容量判定为合格。实施例2，一种锂电池化成老化分容工艺，包括以下步骤：(1)取多只已完成注液活化的锂电池电芯。(2)将所述锂电池电芯使用高温压力化成装置进行化成，化成时热夹具温度80℃，热夹具压力400kg，冷夹具压力400kg，保证冷夹具温度30℃，冷压时间180S。化成步骤：A、将锂电池电芯放置到高温压力化成装置内，高温压力化成装置达到上述条件后搁置200S。B、第一步电流恒流充电：电芯以0.2C恒流充电1200S，上限保护电压达到3.95V。C、搁置10S。D、第二步电流恒流充电：电芯以0.7C恒流充电4300S，上限保护电压达到4.2V；理论上计算电池充电容量（0.2*1200+0.7*4300）/3600=90%。E、检测电芯电压在3.8-4.0V合格，不合格的返工继续化成。(3)将化成合格的电芯在30℃的温度下做常温老化，老化时间为48h。(4)将老化后的电芯使用精度误差≤0.001V的电压内阻测试仪检测电芯开路电压OCV，OCV在3.7-4.0V的电芯，容量判定为合格。实施例3，一种锂电池化成老化分容工艺，包括以下步骤：(1)取多只已完成注液活化的锂电池电芯。(2)将所述锂电池电芯使用高温压力化成装置进行化成，化成时热夹具温度70℃，热夹具压力1000kg，冷夹具压力1000kg，保证冷夹具温度20℃，冷压时间250S。化成步骤：A、将锂电池电芯放置到高温压力化成装置内，高温压力化成装置达到上述条件后搁置250S。B、第一步电流恒流充电：电芯以0.1C恒流充电800S，上限保护电压达到4.05V。C、搁置15S。D、第二步电流恒流充电：电芯以0.5C恒流充电6680S，上限保护电压达到4.2V；理论上计算电池充电容量（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池化成老化分容工艺，其特征在于：其包括以下步骤：(1) 取多只已完成注液活化的锂电池电芯；(2) 将所述锂电池电芯使用高温压力化成装置进行化成，化成时热夹具温度50‑80℃，热夹具压力400‑2000kg，冷夹具压力400‑2000kg，保证冷夹具温度20‑30℃，冷压时间180‑300S；化成步骤：A、将锂电池电芯放置到高温压力化成装置内，高温压力化成装置达到上述条件后搁置120‑250 S；B、第一步电流恒流充电：电芯以0.1‑0.3C恒流充电800‑2500S，上限保护电压达到3.75‑4.05V；C、搁置10‑20 S；D、第二步电流恒流充电：电芯以0.5‑0.7C恒流充电（4000‑6000S）修改为3853‑6680S，上限保护电压达到4.2V，这时电池充电容量为80‑95%；E、检测电芯电压在3.8‑4.0V合格，不合格的返工继续化成；(3) 将化成合格的电芯在20‑30℃的温度下做常温老化，老化时间为48‑168h；(4) 将老化后的电芯使用精度误差≤0.001V的电压内阻测试仪检测电芯开路电压OCV，OCV在3.7‑4.0V的电芯，容量判定为合格。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池化成老化分容工艺，其特征在于：其包括以下步骤：(1)取多只已完成注液活化的锂电池电芯；(2)将所述锂电池电芯使用高温压力化成装置进行化成，化成时热夹具温度50-80℃，热夹具压力400-2000kg，冷夹具压力400-2000kg，保证冷夹具温度20-30℃，冷压时间180-300S；化成步骤：A、将锂电池电芯放置到高温压力化成装置内，高温压力化成装置达到上述条件后搁置120-250S；B、第一步电流恒流充电：电芯以0.1-0.3C恒流充电800-2500S，上限保护电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎宁，雷曙光，郑军永，侯如娟，田旺，
申请(专利权)人：保定风帆新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13