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，所述锂离子电池的正极活性物质为磷酸铁锂系物质，负极活性物质为钛酸锂系物质，所述化成方法包括，将电池加热至60‑70℃，然后将第一电解液注入，所述第一电解液的温度为40‑50℃，然后调整电池温度为50‑60℃，进行预化成；注入第二电解液，所述第二电解液为30‑40℃，然后调整电池温度为5‑10℃，进行二次化成，然后调整电池温度为20‑25℃，进行化成，经过本发明专利技术的化成方法，得到的电池具有良好的高温存储性能和循环性能。

【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
电池技术的发展掀起了一场能源革命。从智能手机到电动汽车，电池技术无处不在，改变了人们生活的方方面面。未来的电池能否变得更加强大，成本更低将影响到我们每一个人。目前业界都在致力于提高电池使用安全性的同时，提升电池的能量密度。而电池性能的提升也有助于通过可再生能源的利用应对气候变化问题。锂离子电池未来10年仍将主导电池行业，但新技术的开发与崛起也将不断强化行业的估值与前景。未来锂电池的能量密度可能达到目前的1.5倍至2倍左右，这意味着电池会变得更小。“这样就减少了材料，从而降低成本，但材料成本也不会有显著的下降。”磷酸铁锂作为安全性高，成本低廉，环保的电池材料，是目前锂离子电池正极材料的主流材料之一，当电解液中含有含有碳酸亚乙烯酯作为添加剂时，能够有效提高电池的安全性以及循环寿命，但是，专利技术人发现，当该类电池经过高温存储后，电池的性能会发生衰减。
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，所述锂离子电池的正极活性物质为磷酸铁锂系物质，负极活性物质为钛酸锂系物质，所述化成方法包括，将电池加热至60-70℃，然后将第一电解液注入，所述第一电解液的温度为40-50℃，然后调整电池温度为50-60℃，进行预化成；注入第二电解液，所述第二电解液为30-40℃，然后调整电池温度为5-10℃，进行二次化成，然后调整电池温度为20-25℃，进行化成，经过本专利技术的化成方法，得到的电池具有良好的高温存储性能和循环性能。具体的方案如下：一种锂离子电池的化成方法，所述化成方法包括：1)将电池加热至60-70℃；2)将第一电解液注入电池，所述第一电解液的温度为40-50℃，所述第一电解液中含有亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸作为添加剂；3)调整电池温度为50-60℃；4)预化成，所述预化成为：以1C以上的充电电流恒流充电至充电截止电压，然后在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于截止电流；5)注入第二电解液，所述第二电解液为30-40℃，所述第二电解液中含有碳酸亚乙烯酯作为添加剂；6)调整电池温度为5-10℃；7)二次化成，所述二次化成为：以1C以上的电流放电至第一预定电压，在第一预定电压和第二预定电压之间以小电流进行恒流充放电循环，所述第一预定电压为1.5-1.6V，所述第二电压为1.8-1.9V；8)调整电池温度为20-25℃；9)化成，所述化成为：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。进一步的，所述锂离子电池的正极活性物质为磷酸铁锂系物质，负极活性物质为钛酸锂系物质。进一步的，所述充电截止电压为2.5V，所述放电截止电压为1.2V。进一步的，所述第一电解液和第二电解液的体积比为3:1-4:1。进一步的，所述第一电解液中，所述亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸的质量浓度比为2.5-3:1，其中亚硫酸丙烯酯为4.5-5质量％。进一步的，所述第二电解液中，所述碳酸亚乙烯酯的质量浓度为7-9％。进一步的，所述锂离子电池的正极活性物质为LiFe0.97Nb0.03PO4F0.03，负极活性物质为Li3.9Mg0.1Ti4.9Mo0.1O12。进一步的，所述步骤7中的循环电流为0.01-0.03C。本专利技术具有如下有益效果：1)、针对正极为磷酸铁锂，负极为钛酸锂的电池，专利技术人为了进一步改善该电池的高温性能，采用特定含量比例的亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸作为添加剂，采用大电流快速调整电池电压至充电电压，并在充电截止电压下进行恒压化成，在特定电压下，亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸在充电电压下，在电极表面共同形成SEI膜，能够提高电池的稳定性。专利技术人发现，通过大电流快速调整电压可以是添加剂能够尽可能的在特定电压区间进行沉积反应，能够提高电池的稳定性。2)、预化成后快速调整电池电压至第一预定电压，使用VC在特定电压区间进行成膜，该电压区间内VC在原有的SEI膜上二次成膜，从而进一步提高电池的高温稳定性。3)、专利技术人发现，针对不同的添加剂，化成温度对于特定添加剂的成膜的质量有较大的影响，在50-60℃的温度区间，亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸的成膜质量明显提高，相比较常温化成，电池具有更好的高温存储性能；4)、在5-10℃的温度区间，碳酸亚乙烯酯的成膜质量明显提高，电池的循环性能能够明显提高；5)、注液过程中电池温度高于电解液温度，能够有利于电解液的渗透，提高电解液的成膜质量。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。本专利技术中的正极活性材料为正极活性物质LiFe0.97Nb0.03PO4F0.03，负极活性材料为Li3.9Mg0.1Ti4.9Mo0.1O12；电解液的有机溶剂为体积比2:1:1的EC，DEC和DMC的混合有机溶剂，电解质盐为1mol/L的六氟磷酸锂。实施例11)将电池加热至60℃；2)将第一电解液注入电池，所述第一电解液的温度为40℃，所述第一电解液中含有亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸作为添加剂；所述亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸的质量浓度比为2.5:1，其中亚硫酸丙烯酯为5质量％，三氟乙基膦酸为2质量％；3)调整电池温度为50℃；4)预化成，所述预化成为：以2C充电电流恒流充电至充电截止电压，然后在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C，所述充电截止电压为2.5V；5)注入第二电解液，所述第一电解液和第二电解液的体积比为3:1，所述第二电解液为30℃，所述第二电解液中含有碳酸亚乙烯酯作为添加剂，所述第二电解液中，所述碳酸亚乙烯酯的质量浓度为7％；6)调整电池温度为5℃；7)二次化成，所述二次化成为：以2C放电至第一预定电压，在第一预定电压和第二预定电压之间以0.01C恒流充放电循环，所述第一预定电压为1.5V，所述第二电压为1.8V；8)调整电池温度为20℃；9)化成，所述化成为：在充电截止电压和放电截止电压之间进行0.1C恒流充放电循环3次，所述放电截止电压为1.2V。实施例21)将电池加热至70℃；2)将第一电解液注入电池，所述第一电解液的温度为50℃，所述第一电解液中含有亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸作为添加剂；所述亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸的质量浓度比为3:1，其中亚硫酸丙烯酯为4.5％，三氟乙基膦酸为1.5％；3)调整电池温度为60℃；4)预化成，所述预化成为：以2C充电电流恒流充电至充电截止电压，然后在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于0.01C，所述充电截止电压为2.5V；5)注入第二电解液，所述第一电解液和第二电解液的体积比为4:1，所述第二电解液为40℃，所述第二电解液中含有碳酸亚乙烯酯作为添加剂，所述第二电解液中，所述碳酸亚乙烯酯的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池的化成方法，所述化成方法包括：/n1)将电池加热至60-70℃；/n2)将第一电解液注入电池，所述第一电解液的温度为40-50℃，所述第一电解液中含有亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸作为添加剂；/n3)调整电池温度为50-60℃；/n4)预化成，所述预化成为：以1C以上的充电电流恒流充电至充电截止电压，然后在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于截止电流；/n5)注入第二电解液，所述第二电解液为30-40℃，所述第二电解液中含有碳酸亚乙烯酯作为添加剂；/n6)调整电池温度为5-10℃；/n7)二次化成，所述二次化成为：以1C以上的电流放电至第一预定电压，在第一预定电压和第二预定电压之间以小电流进行恒流充放电循环，所述第一预定电压为1.5-1.6V，所述第二电压为1.8-1.9V；/n8)调整电池温度为20-25℃；/n9)化成，所述化成为：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。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的化成方法，所述化成方法包括：
1)将电池加热至60-70℃；
2)将第一电解液注入电池，所述第一电解液的温度为40-50℃，所述第一电解液中含有亚硫酸丙烯酯和三氟乙基膦酸作为添加剂；
3)调整电池温度为50-60℃；
4)预化成，所述预化成为：以1C以上的充电电流恒流充电至充电截止电压，然后在充电截止电压下恒压充电，直至充电电流低于截止电流；
5)注入第二电解液，所述第二电解液为30-40℃，所述第二电解液中含有碳酸亚乙烯酯作为添加剂；
6)调整电池温度为5-10℃；
7)二次化成，所述二次化成为：以1C以上的电流放电至第一预定电压，在第一预定电压和第二预定电压之间以小电流进行恒流充放电循环，所述第一预定电压为1.5-1.6V，所述第二电压为1.8-1.9V；
8)调整电池温度为20-25℃；
9)化成，所述化成为：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。


2.如上述权利...

【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