一种锂离子电池负压化成方法及锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池负压化成方法及锂离子电池。所述方法包括以下步骤：(1)将锂离子电池抽真空至负压，静置，进行充电，至截止电压V0≤2.5V；(2)将步骤(1)充电后的锂离子电池内部负压泄压，静置；(3)将步骤(2)静置后的锂离子电池在内部负压条件下进行充电，至截止电压V0≤3.05V；(4)重复进行步骤(2)和步骤(3)的操作1次以上；(5)将步骤(3)锂离子电池内部负压泄压，静置；(6)将步骤(5)静置后的锂离子电池在内部负压条件下进行充电，至截止电压V0≤3.35V。本发明专利技术在整个化成过程中通过化成时负压、常压循环可以减少化成时电解液从电池内部被抽出来质量。内部被抽出来质量。内部被抽出来质量。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负压化成方法及锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池负压化成方法及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池生产制造过程中，化成对于电池的性能起着至关重要的影响。化成过程中形成SEI膜和电解液反应会产生大量的CO2、CO、CH4、C2H6气体，这些气体会减少我电解液的存储体积。同时这些气体会会影响我们化成时SEI膜的形成，因此我们化成过程中我们一般维持一个较高的真空度(-70kPa～-90kPa)，来确保化成产生的气体被及时的抽走，不会影响化成过程中SEI膜的形成效果。但是这样做必然会导致电芯大量的电解液随着气体一起从电芯内部抽出，这样会导致大量的电解液浪费，增加电芯的制造成本。
[0003]CN106450464A公开了一种电池的化成方法，包括以下步骤：将陈化结束的电芯放入化成设备中进行高温高压化成，先以0.05-0.5C的电流进行充电，截止电压为3.5-3.8V，然后以0.2-3C的电流进行充电，截止电压为3.9-4.5V；在常温及固定压力下对电芯进行冷却，使电芯温度降至常温；将冷却后的电芯置于真空环境中，将电芯的气囊袋刺破、并抽气，然后封口；将抽气完毕的电芯放入化成设备中，将温度及压力提高，对电池进行高温老化；在常温及固定压力下对电芯进行冷却，是电芯温度降至常温，化成结束。此专利技术的抽气效果并不好，锂电池的极片之间容易产生气泡，这样容易在极片上析锂及形成黑斑。
[0004]CN101640285A公开了一种化成方法，通过在化成前后分别灌注不同的电解液，以改善电池的低温和循环性能。但此工艺注液后需要静置2～3天，并采用小电流化成，整个化成工序时间长，需密封注液孔防止电解液因长时间暴露而外泄，化成后又需打开注液孔进行二次注液，生产效率低下。
[0005]因此，本领域需要开发一种新的化成方法，该方法方便简洁便于实际应用并且可以减少化成时电解液从电池内部被抽出来质量，有利于气体排出。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池负压化成方法及锂离子电池。本专利技术在整个化成过程中充电时一直保持高负压状态，这样可以使极片与极片、极片与隔膜贴合更加紧密；能够解决化成中电解液浪费问题、不易在极片上析锂和形成黑斑，同时能够提高生产效率。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种锂离子电池负压化成方法，所述方法包括以下步骤：
[0009](1)将锂离子电池抽真空至其内部负压为-70kPa～-90kPa，静置，以充电电流小于或等于0.05C进行充电，至截止电压V0≤2.5V；
[0010](2)将步骤(1)充电后的锂离子电池内部负压泄压至0kPa～-10kPa，静置；
[0011](3)将步骤(2)静置后的锂离子电池在内部负压为-70kPa～-90kPa条件下以充电电流小于或等于0.05C进行充电，至截止电压V0≤3.05V；
[0012](4)重复进行步骤(2)和步骤(3)的操作1次以上；
[0013](5)将步骤(3)锂离子电池内部负压泄压至0kPa～-10kPa，静置；
[0014](6)将步骤(5)静置后的锂离子电池再内部负压为-70kPa～-90kPa条件下以充电电流小于或等于0.5C进行充电，至截止电压V0≤3.35V。
[0015]上述步骤中，步骤(1)、步骤(3)和步骤(6)所述负压可以为-70kPa、-75kPa、-80kPa、-85kPa或-90kPa等。
[0016]锂离子电池的SEI膜形成是一个持续过程，期间会产生气体。这些气体会影响我正极、隔膜、负极之间的接触，从而影响负极表面SEI膜的形成效果，因此需要保持在-70kPa～-90kPa的负压下及时排除反应产生的气体。
[0017]需要说明的是，泄压时，越接近常压其减少电解液损失的效果越好，当泄压过小时，即当泄压小于-10kPa，例如具体为-20kPa、-30kPa或-40kPa等时，其结果会导致负压抽出的电解液无法完全回流至电芯内部，最终电芯的电解液损失质量会增加；当泄压过大时，例如在大于0kPa以上时，虽然能够较好地减少电解液损失，但也由此会出现下列问题：针对负极为C体系的锂离子电池SEI膜形成是一个持续过程，期间会产生大量的乙烯、二氧化碳气体，在大于0kPa时上述气体不能及时排除，就会使极片与极片、极片与隔膜间产生间隙从而影响SEI的形成的均匀性。本专利技术中，当泄压控制在0kPa～-10kPa时，能够同时兼顾减少电解液损失和及时有效排除气体，进而能够较好地保持SEI的形成的均匀性。
[0018]因此同时通过化成时负压、常压循环既可以减少化成时电解液从电池内部被抽出来的质量，又可以有效减少锂离子电池的SEI膜形成时产生气体，提高了锂离子电池的化成效率。
[0019]步骤(1)中的截止电压超过2.5V会导致负压抽出的电解液流出至残液杯中后无法完全回流至电芯内部，最终电芯的电解液损失质量会增加。
[0020]优选地，步骤(1)所述静置的时间为3min～10min，例如3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min等。
[0021]优选地，步骤(2)和步骤(5)所述静置的时间各自独立地为3min～10min，例如3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min等。
[0022]优选地，步骤(3)所述充电的时间为5min～15min，例如5min、7min、9min、10min、12min、13min、14min或15min等。
[0023]充电时间过少时会导致循环次数增加，影响生产效率。
[0024]优选地，步骤(5)所述重复的次数为5次～15次，例如5次、6次、7次、8次、9次、10次、11次、12次、13次、14次或15次等。
[0025]本专利技术中，循环次数过少会导致电芯失液量改善不明显。循环次数过多会影响化成的整个操作流程的效率，使得工序过于冗长。循环次数与充电时间互相影响，循环次数越多，相应的充电时间会有所减少。
[0026]优选地，步骤(1)和步骤(3)的充电电流各自独立地为0.01C～0.05C，例如0.01C、0.02C、0.03C、0.04C或0.05C等。
[0027]步骤(3)中，即对锂离子电池进行首次充电过程中，其充电电流过大会导致电芯失液量损失较大。
[0028]优选地，步骤(6)所述充电电流为0.1C～0.5C，例如0.1C、0.2C、0.3C、0.4C或0.5C
等。
[0029]作为优选的技术方案，所述锂离子电池负压化成方法包括以下步骤：
[0030](1)将锂离子电池抽真空至其内部负压为-70kPa～-90kPa，静置3min～10min，以充电电流0.01C～0.05C进行充电，至截止电压V0≤2.5V；
[0031](2)将步骤(1)充电后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负压化成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将锂离子电池抽真空至其内部负压为-70kPa～-90kPa，静置，以充电电流小于或等于0.05C进行充电，至截止电压V0≤2.5V；(2)将步骤(1)充电后的锂离子电池内部负压泄压至0kPa～-10kPa，静置；(3)将步骤(2)静置后的锂离子电池在内部负压为-70kPa～-90kPa条件下以充电电流小于或等于0.05C进行充电，至截止电压V0≤3.05V；(4)重复进行步骤(2)和步骤(3)的操作1次以上；(5)将步骤(3)锂离子电池内部负压泄压至0kPa～-10kPa，静置；(6)将步骤(5)静置后的锂离子电池在内部负压为-70kPa～-90kPa条件下以充电电流小于或等于0.5C进行充电，至截止电压V0≤3.35V。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负压化成方法，其特征在于，步骤(1)所述静置的时间为3min～10min。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池负压化成方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(5)所述静置的时间各自独立地为3min～10min。4.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池负压化成方法，其特征在于，步骤(3)所述充电的时间为5min～15min。5.根据权利1-4任一项所述的锂离子电池负压化成方法，其特征在于，步骤(4)所述重复的次数为5次～15次。6.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子电池负压化成方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖鹏，马成勇，吕正中，
申请(专利权)人：荆门亿纬创能锂电池有限公司，
类型：发明
国别省市：