高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池，高压锂离子电池为富锂正极‑碳基负极体系，化成方法包括如下步骤：以0.01C～0.1C的电流对电芯充电，并充电至2.0V～2.5V；以0.1C～0.2C的电流对电芯充电，并充电至3.1V～3.6V；以0.2C～0.5C的电流对电芯充电，并充电至3.9V～4.1V；以及以0.5C～1C的电流对电芯充电，并充电至4.35V～4.48V。本发明专利技术提供的化成方法，采用的是阶梯充电的方式，通过控制各步骤中的充电电流和所要充至的电压值，来调控电池的SEI膜，使SEI膜的形成过程分割为初步形成阶段、持续生长阶段、塑型阶段和成熟阶段。由此形成的SEI膜不会过于致密，从而提高电池的大电流放电能力。

【技术实现步骤摘要】
高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池
本专利技术涉及电池
，具体而言涉及一种高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池。
技术介绍
已有的高压锂离子电池由于其具有较高的体系电势，通常高于常规的4.2V，会导致电池的稳定性降低，容易发生一些不可逆的相变反应，尤其是在较长时间储存时，会存在较大压降和容量损失。这主要是由于高压体系中，在电池材料和电解液界面上生成的固体电解液(solidelectrolyteinterphase，SEI)膜不够稳定，无法避免溶剂分子的共嵌入，从而对电极材料造成了破坏，尤其是在高温环境(例如40～60℃)下，容易使SEI膜破裂，降低电池的性能。因此，对于高压体系的锂离子电池来说，形成SEI膜是十分有必要的。形成SEI膜的工序中关键的是化成工序，其主要作用是，通过较小的电流对电池进行充电，锂离子通过电解液和隔膜移动至负极，并在负极表面形成SEI膜。已有的用于锂离子电池化成的方法通常采用较长的静置时间和用于化成的充电时间，使得时间成本较高、生产效率降低，可操作性不强，实际生产难以应用。因此，需要一种高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池，以至少部分地解决以上问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为至少部分地解决上述问题，本专利技术提供了一种高压锂离子电池的化成方法，所述高压锂离子电池为富锂正极-碳基负极体系，所述化成方法包括如下步骤：以0.01C～0.1C的电流对电芯充电，并充电至2.0V～2.5V；以0.1C～0.2C的电流对所述电芯充电，并充电至3.1V～3.6V；以0.2C～0.5C的电流对所述电芯充电，并充电至3.9V～4.1V；以及以0.5C～1C的电流对所述电芯充电，并充电至4.35V～4.48V。可选地，在对所述电芯最后一次充电之前，每次充电至相应电压后，均将所述电芯置于常温环境下，并静置5min～30min。可选地，所述电芯在充电至3.9V～4.1V之后的静置时间大于所述电芯在充电至3.9V～4.1V和3.1V～3.6V之后对应的静置时间。可选地，所述电芯的正极采用最高充电截止电压不低于4.2V的正极材料。可选地，所述正极材料包括高压钴酸锂。可选地，所述电芯的负极采用石墨、硬碳、软碳、硅碳材料中的任一种或两种以上；并且/或者所述电芯的电解液采用锂盐，所述锂盐包含六氟磷酸锂、高氯酸锂、硼酸锂中的任一种。可选地，在对所述电芯充电之前，对所述电芯进行一次注液和二次补液，注液后进行封口，将所述电芯在30℃～60℃的温度下，静置12h～24h。可选地，在所述电芯充电之后，将所述电芯在40℃～60℃的温度下进行老化，老化时间3天～7天。可选地，对所述电芯进行一次注液和二次补液的步骤均在露点低于-50℃的干燥环境下进行，对所述电芯充电的步骤在常温环境下进行。根据本专利技术的另一方面提供了一种高压锂离子电池，其使用上述任一方面所述的高压锂离子电池的化成方法制成。可选地，所述高压锂离子电池为纽扣电池。本专利技术提供的化成方法采用的是阶梯充电的方式，通过控制各步骤中的充电电流和所要充至的电压值，来调控电池的SEI膜，使SEI膜的形成过程分割为初步形成阶段、持续生长阶段、塑型阶段和成熟阶段。由此形成的SEI膜不会过于致密，从而提高电池的大电流放电能力。这种化成方法操作简单，用时短，极大地提高了生产效率，有利于在实际生产中广泛应用。并且，通过这种化成方法，提高了高压锂离子电池的循环性能，常温和高温存储性能。本专利技术提供的化成方法可以采用锂电池生产制造过程中使用的诸如烘箱、真空泵、化成柜和干燥间等设备或工作间，无需增加额外的复杂设备。可以优化生产制造过程中的化成段的时间，具体地，化成步骤中的静置时间短，使得化成段的时间能够大幅缩短，这有利于实际的生产效率的提高。运用本专利技术的化成方法，对于高压体系的锂离子电池，可以获得高质量、更稳定的SEI膜，从而使电池获得更稳定的循环性能，常温和高温存储性能。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为根据本专利技术的高压锂离子电池的化成方法的流程框图；图2为示出了实施例与对比例的电化学阻抗图；图3为示出了实施例与对比例的0.5C循环性能图；图4为示出了实施例与对比例的电压保持率的变化图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本专利技术实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本专利技术中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。现在，将参照附图更详细地描述根据本专利技术的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本专利技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。通常诸如锂离子电池的碱性电池一般包括具有容纳空间的钢壳，以及设置在钢壳内的正极、负极和设置在正极和负极之间的隔离膜。正极可以构造成片状，即正极极片；负极可以构造成与正极类似的片状，即负极极片。可以按照正极极片、隔离膜和负极极片的顺序通过卷绕的方式设置于钢壳内，先形成电芯，而后通过注液、化成工序，制成碱性电池。从外形看，碱性电池可以分为圆柱型、方型和纽扣式等的电池。本专利技术的碱性电池为高压锂离子电池，高压锂离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压锂离子电池的化成方法，其特征在于，所述高压锂离子电池为富锂正极-碳基负极体系，所述化成方法包括如下步骤：/n以0.01C～0.1C的电流对电芯充电，并充电至2.0V～2.5V；/n以0.1C～0.2C的电流对所述电芯充电，并充电至3.1V～3.6V；/n以0.2C～0.5C的电流对所述电芯充电，并充电至3.9V～4.1V；以及/n以0.5C～1C的电流对所述电芯充电，并充电至4.35V～4.48V。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压锂离子电池的化成方法，其特征在于，所述高压锂离子电池为富锂正极-碳基负极体系，所述化成方法包括如下步骤：
以0.01C～0.1C的电流对电芯充电，并充电至2.0V～2.5V；
以0.1C～0.2C的电流对所述电芯充电，并充电至3.1V～3.6V；
以0.2C～0.5C的电流对所述电芯充电，并充电至3.9V～4.1V；以及
以0.5C～1C的电流对所述电芯充电，并充电至4.35V～4.48V。


2.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，在对所述电芯最后一次充电之前，每次充电至相应电压后，均将所述电芯置于常温环境下，并静置5min～30min。


3.根据权利要求2所述的化成方法，其特征在于，所述电芯在充电至3.9V～4.1V之后的静置时间大于所述电芯在充电至3.9V～4.1V和3.1V～3.6V之后对应的静置时间。


4.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述电芯的正极采用最高充电截止电压不低于4.2V的正极材料。


5.根据权利要求4所述的化成方法，其特征在于，所述正极材料包括高...

【专利技术属性】
技术研发人员：常海涛，赵文翔，陈娟，徐志峰，郑基能，李治农，刘国镇，林建辉，
申请(专利权)人：福建南平延平区南孚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35