一种锂离子电池的化成方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池的化成方法，所述锂离子电池的负极活性物质为石墨材料，所述锂离子电池的电解液包括锂盐，有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯，所述添加剂由1,2‑三氟乙酸基乙烷，二甲亚砜和苯甲醚组成，其中所述化成方法包括，注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45‑50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，并且添加剂为1,2‑三氟乙酸基乙烷，其含量为8‑12体积％；所述第二电解液的有机溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并且添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，所述二甲亚砜的含量为3.6‑4.0体积％。所述苯甲醚的含量为0.15‑0.3体积％；进行化成，得到所述电池。

A formation method of lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的化成方法
本专利技术涉及一种锂离子电池的化成方法。
技术介绍
锂离子电池的高温稳定性是制衡锂离子电池的安全性能之一，而电解液的选择是高温安全性的首要影响因素，碳酸丙烯酯作为环状酯，在高温下具有良好的性能，作为高温电解液使用具有良好的安全性能，但是当负极采用石墨负极时，由于碳酸丙烯酯的支链会插入石墨材料的层间，导致电解液和负极之间产生界面反应，从而影响电池的循环寿命，尤其是高温环境下，寿命影响更为明显，因此，需要提供一种能够克服该缺陷的方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种锂离子电池的化成方法，所述锂离子电池的负极活性物质为石墨材料，所述锂离子电池的电解液包括锂盐，有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯，所述添加剂由1,2-三氟乙酸基乙烷，二甲亚砜和苯甲醚组成，其中所述化成方法包括，注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45-50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，并且添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为8-12体积％；进行低电位化成，然后注入第二电解液，所述第二电解液占电解液总量的50-55体积％；所述第二电解液的有机溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并且添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，所述二甲亚砜的含量为3.6-4.0体积％。所述苯甲醚的含量为0.15-0.3体积％；进行化成，得到所述电池。具体的方案如下：一种锂离子电池的化成方法，所述锂离子电池的负极活性物质为石墨材料，所述锂离子电池的电解液包括锂盐，有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯，所述添加剂由1,2-三氟乙酸基乙烷，二甲亚砜和苯甲醚组成，其中所述化成方法包括，注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45-50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，并且添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为8-12体积％；进行低电位化成，然后注入第二电解液，所述第二电解液占电解液总量的50-55体积％；所述第二电解液的有机溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并且添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，所述二甲亚砜的含量为3.6-4.0体积％。所述苯甲醚的含量为0.15-0.3体积％；进行化成，得到所述电池。进一步的，所述化成方法包括：1)向电池中注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45-50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，并且添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为8-12体积％；2)恒流充电至第一预定的电压，然后在该电压下恒压充电，直至充电电流低于充电截止电流，所述第一预定电压为2.8-2.85V；3)在第一预定电压和放电截止电压之间恒流充放电循环若干次；4)注入第二电解液，静置，所述第二电解液占电解液总量的50-55体积％；所述第二电解液的有机溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并且添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，所述二甲亚砜的含量为3.6-4.0体积％。所述苯甲醚的含量为0.15-0.3体积％；5)恒流充电至第二预定电压，所述第二预定电压为3.05-3.15V，然后在第二预定电压下恒压充电，直至充电电流低于充电截止电流；6)恒流充电至第三预定电压，所述第三预定电压为3.95-4.05V，然后在该电压下恒压充电，直至充电电流低于充电截止电流；7)脉冲充电至充电截止电压；8)在充电截止电压和放电截止电压之间进行恒流充放电循环；9)抽真空，封口，得到所述电池。进一步的，所述第二电解液的有机溶剂为碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，所述碳酸丙烯酯含量为50-60体积％，其余为碳酸二甲酯。进一步的，所述第一电解液占电解液总量的48体积％，所述第一电解液中1,2-三氟乙酸基乙烷的含量为10体积％。进一步的，所述第二电解液中所述二甲亚砜的含量为3.8体积％。所述苯甲醚的含量为0.2体积％。进一步的，所述正极活性物质选自钴酸锂，锰酸锂，镍酸锂，镍钴锰酸锂，磷酸铁锂，磷酸锰锂，磷酸钒锂，及其改性物质。进一步的，所述负极活性物质选自人造石墨，天然石墨及其混合物。进一步的，一种锂离子电池，所述锂离子电池由所述的方法制备得到。本专利技术具有如下有益效果：1)、专利技术人发现，1,2-三氟乙酸基乙烷能够在极低的电位下在石墨负极表面分解成膜，从而抑制PC电解液在高温环境下对于石墨负极的插层反应，提高石墨负极在电解液中的稳定性。2)添加剂中包含1,2-三氟乙酸基乙烷、二甲亚砜和苯甲醚时，电池的循环性能得到极大提高。3)针对本专利技术的电解液成分设计的充放电方法，第一电解液中包含添加剂1,2-三氟乙酸基乙烷，在低电位下小电流化成，在负极表面形成稳定的SEI膜，然后注入含有PC和另外两个添加剂的第二电解液，分别在两个添加剂合适的分解电位恒压化成，从而形成稳定SEI膜，提高电池的循环性能。4)脉冲充电至充电截止电压，缓解了浓差极化，并且脉冲充电的方式后能够省去在充电截止电压下的恒压化成，从而避免电解液在高电压下的分解，提高电池的循环寿命。具体实施方式本专利技术下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本专利技术的保护范围并不受限于这些实施例。提供的正极的活性材料为钴酸锂材料；负极的活性材料为天然石墨；电解液的导电锂盐为1mol/L的LiPF6。实施例11)向电池中注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为12体积％；2)0.02C恒流充电至2.8V，然后在该电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；3)在2.8V和2.7V之间0.02C恒流充放电循环5次；4)注入第二电解液，静置1h，所述第二电解液占电解液总量的55体积％；所述第二电解液的有机溶剂为碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，所述碳酸丙烯酯含量为50体积％，其余为碳酸二甲酯，添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，所述二甲亚砜的含量为3.6体积％，所述苯甲醚的含量为0.15体积％；5)0.05C恒流充电至3.05V，然后在该电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；6)0.05C恒流充电至3.95V，然后在该电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；；7)脉冲充电至4.2V，所述脉冲充电的电流为0.05C，脉冲时间为200s。间隔5s；8)在2.7V到4.2V之间以0.1C恒流充放电循环3次；9)抽真空，封口，得到所述电池。实施例21)向电池中注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为8体积％；2)0.02C恒流充电至2.85V，然后在该电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C；3)在2.85V和2.7V之间0.02C恒流充放电循环5次；4)注入第二电解液，静置1h，所述第二电解液占电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池的化成方法，所述锂离子电池的负极活性物质为石墨材料，所述锂离子电池的电解液包括锂盐，有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯，所述添加剂由1,2-三氟乙酸基乙烷，二甲亚砜和苯甲醚组成，其中所述化成方法包括，注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45-50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，并且添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为8-12体积％；进行低电位化成，然后注入第二电解液，所述第二电解液占电解液总量的50-55体积％；所述第二电解液的有机溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并且添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，所述二甲亚砜的含量为3.6-4.0体积％。所述苯甲醚的含量为0.15-0.3体积％；进行化成，得到所述电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的化成方法，所述锂离子电池的负极活性物质为石墨材料，所述锂离子电池的电解液包括锂盐，有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯和碳酸丙烯酯，所述添加剂由1,2-三氟乙酸基乙烷，二甲亚砜和苯甲醚组成，其中所述化成方法包括，注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45-50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，并且添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为8-12体积％；进行低电位化成，然后注入第二电解液，所述第二电解液占电解液总量的50-55体积％；所述第二电解液的有机溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并且添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，所述二甲亚砜的含量为3.6-4.0体积％。所述苯甲醚的含量为0.15-0.3体积％；进行化成，得到所述电池。


2.如权利要求1所述的化成方法，所述化成方法包括：
1)向电池中注入第一电解液，所述第一电解液占电解液总量的45-50体积％；所述第一电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯，并且添加剂为1,2-三氟乙酸基乙烷，其含量为8-12体积％；
2)恒流充电至第一预定的电压，然后在该电压下恒压充电，直至充电电流低于充电截止电流，所述第一预定电压为2.8-2.85V；
3)在第一预定电压和放电截止电压之间恒流充放电循环若干次；
4)注入第二电解液，静置，所述第二电解液占电解液总量的50-55体积％；所述第二电解液的有机溶剂包括碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并且添加剂为二甲亚砜和苯甲醚，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱虎，
申请(专利权)人：朱虎，
类型：发明
国别省市：江苏;32