一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，且公开了一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将应用于此高电镍软包电池的含有成膜剂碳酸亚乙烯酯、稳定剂二环已基碳二酰亚胺和六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺中的一种或两种的电解液，在露点小于‑45℃的环境下将上述特征的电解液进行注液、封边后，采用60℃～80℃的温度进行老化48～72h。本发明专利技术的电解液老化时间及化成电流大小，可实际根据单体容量的大小和测试柜精度的高低，进行调节，本发明专利技术采用其定制的高镍电解液，及其快速化成分容方法，根据实验验证，化成效果良好，常规性能合格，高温性能优于使用常规电解液及常规化成分容电池的性能。

A method of rapid formation and volume separation of soft battery with high nickel electrolyte

【技术实现步骤摘要】
一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法
本专利技术涉及锂离子电池
，具体为一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法。
技术介绍
锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的，锂电池的专利技术者是爱迪生，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以，锂电池长期没有得到应用，随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求，锂电池随之进入了大规模的实用阶段。近两年来，随着国家对电池能量密度要求的提高，一方面采用高镍高压实的材料，另一方面采用两元的高电压材料。然而，其高电压材料对电解液、对生产工艺要求比较苛刻，若找不到合适的材料及工艺，一方面高电压会分解电解液的溶剂；另一方面高电压电池在循环时易涨气，特别是在高温环境中，前期电池内残存的微量水分、不致密的SEI膜，会不断消耗锂源，严重影响电池性能的发挥。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本专利技术针对以上问题，提供了一种使用高镍定制电解液，快速化成分容的方法，不仅解决了高镍电池易产气、易存残碱，生成的SEI膜不致密、不稳定的问题，还大大缩短了电池生产周期、降低了员工的劳动强度，提高了生产效率，降低了生产成本。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括以下步骤：1)将应用于此高电镍软包电池的含有成膜剂碳酸亚乙烯酯、稳定剂二环已基碳二酰亚胺和六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺中的一种或两种的电解液，在露点小于-45℃的环境下将上述特征的电解液进行注液、封边后，采用60℃～80℃的温度进行老化48～72h；2)将老化完成的上述封边过的电解液取出，并冷却至室温，按常规工艺进行抽气封；3)对抽气封完毕的电解液进行化成处理；4)对化成完毕的电池进行分容处理。优选的，所述的电解液中含有成膜剂碳酸亚乙烯酯、稳定剂二环已基碳二酰亚胺、六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺中的一种或两种，且成膜剂碳酸亚乙烯酯的含量为5％-10％，稳定剂二环已基碳二酰亚胺、六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺的含量为1％-2.5％。优选的，所述的化成工艺需要在压力为1.0Kg/cm2～2.0Kg/cm2，温度为35℃～45℃之间进行。优选的，所述的化成工艺为三步恒流充电法，其中第一步恒流充电的电流为0.005C～0.01C,保护终止电压为3.0V～3.2V；第二步恒流充电的电流为0.1C～0.3C,保护终止电压为3.4V～3.6V；第三步恒流充电的电流为0.3C～0.7C,保护终止电压为4.0V～4.2V。优选的，所述分容工艺为三步恒流恒压充电法，其中第一步恒流恒压充电的电流为0.3C～0.7C，充电保护终止电压为4.1V～4.2V,放电电流为电流为0.3C～0.7C，放电保护终止电压为3.3V～3.5V，第二步恒流恒压充电的电流为0.3C～1C,充电保护终止电压为4.1V～4.2V,放电电流为电流为0.5C～1C,放电保护终止电压为2.8V～3.3V。本专利技术的重点在于：1：使用含有5％-10％的成膜剂，1％-2.5％的稳定剂的电解液；2：在注液后，采用60℃～80℃的温度进行老化48～72h；3：在化成前直接进行抽气封；4：第一步的化成，流为0.005C～0.01C,保护终止电压为3.0V～3.2V；第二步电流为0.1C～0.3C,保护终止电压为3.4V～3.6V；化成结束后，直接分容，无需在次进行抽气封和常温或高温老化；5：分容第一步的终止电压为3.3V～3.5V。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法，具备以下有益效果：本专利技术的电解液液老化时间及化成电流大小，可实际根据单体容量的大小和测试柜精度的高低，进行调节，本专利技术采用其定制的高镍电解液及其快速化成分容方法，根据实验验证，化成效果良好，常规性能合格，高温性能优于使用常规电解液及常规化成分容电池的性能。附图说明图1为实施例1与常规电池首次充放电效率对比图；图2为实施例1与常规电池高温7天存储容量保持率与恢复率对比图；图3为实施例1与常规电池高温7天存储前后内阻变化对比图；图4为实施例1与常规电池高温1C充放电循环变化对比图；图5为实施例2与常规电池首次充放电效率对比图；图6为实施例2与常规电池高温7天存储容量保持率与恢复率对比图；图7为实施例2与常规电池高温7天存储前后内阻变化对比图；图8为实施例2与常规电池高温1C充放电循环变化对比图。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：1：应用于此高镍软包电池的电解液，含有5％的成膜剂碳酸亚乙烯酯、1.5％的稳定剂二环已基碳二酰亚胺和六甲基二硅氮烷；2：在露点小于-45℃的环境下将上述特征的电解液进行注液、封边后，采用60℃的温度进行老化48h；3：取出冷却至室温后，按常规工艺进行抽气封；4：在压力为1.0Kg/cm2，温度为38℃，先进行化成，化成工艺为：第一步恒流充电的电流为0.01C,保护终止电压为3.0V；第二步恒流充电的电流为0.1C,保护终止电压为3.4V；第三步恒流充电的电流为0.3C,保护终止电压为4.0V；5：分容工艺为：第一步恒流恒压充电的电流为0.3C,充电保护终止电压为4.1V,放电电流为电流为0.3C,放电保护终止电压为3.3V；第二步恒流恒压充电的电流为0.5C,充电保护终止电压为4.2V,放电电流为电流为0.5C,放电保护终止电压为3.0V；电池首效发挥达到86.88％,使用常规电解液及常规化成分容的电池，首效发挥为86.36％,而且离散度也比本实施例的电池大；电池高温60℃存储7天，容量荷保率为94.57％,内阻变化率为8.62％，常规电池容量荷保率为93.59％,内阻变化率为9.85％；高温45度，1C充放循环，循环500周，容量保持率为89.65％,常规电池容量保持率为86.89％。实施例二：1：应用于此高镍软包电池的电解液，含有7.5％的成膜剂碳酸亚乙烯酯、1.5％的稳定剂二环已基碳二酰亚胺和六甲基二硅氮烷；2：在露点小于-45℃的环境下将上述特征的电解液进行注液、封边后，采用60℃的温度进行老化60h；3：取出冷却至室温后，按常规工艺进行抽气封；4：在压力为1.0Kg/cm2，温度为43℃，先进行化成，化成工艺为：第一步恒流充电的电流为0.008C,保护终止电压为3.0V；第二步恒流充电的电流为0.15C,保护终止本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将应用于此高电镍软包电池的含有成膜剂碳酸亚乙烯酯、稳定剂二环已基碳二酰亚胺和六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺中的一种或两种的电解液，在露点小于-45℃的环境下将上述特征的电解液进行注液、封边后，采用60℃～80℃的温度进行老化48～72h；/n2)将老化完成的上述封边过的电解液取出，并冷却至室温，按常规工艺进行抽气封；/n3)对抽气封完毕的电解液进行化成处理；/n4)对化成完毕的电池进行分容处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将应用于此高电镍软包电池的含有成膜剂碳酸亚乙烯酯、稳定剂二环已基碳二酰亚胺和六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺中的一种或两种的电解液，在露点小于-45℃的环境下将上述特征的电解液进行注液、封边后，采用60℃～80℃的温度进行老化48～72h；
2)将老化完成的上述封边过的电解液取出，并冷却至室温，按常规工艺进行抽气封；
3)对抽气封完毕的电解液进行化成处理；
4)对化成完毕的电池进行分容处理。


2.根据权利要求1所述的一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方法，其特征在于，所述的电解液中含有成膜剂碳酸亚乙烯酯、稳定剂二环已基碳二酰亚胺、六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺中的一种或两种，且成膜剂碳酸亚乙烯酯的含量为5％-10％，稳定剂二环已基碳二酰亚胺、六甲基二硅氮烷和二异丙基碳二酰亚胺的含量为1％-2.5％。


3.根据权利要求1所述的一种使用高镍电解液软包电池的快速化成分容方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡朝锋，程树国，武大中，王兰，孟小平，
申请(专利权)人：河南华瑞高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41