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，所述化成方法包括，将锂离子电池的正极与金属锂对电极置于第一电解液中，进行第一预化成；然后将锂离子电池正极取出，与金属锂对电极置于第二电解液中，进行第二预化成；然后将锂离子电池正极取出，与石墨负极夹持隔膜组装成电芯，置于电池壳体中，注入第三电解液，然后进行化成；其特征在于，所述第一电解液中的添加剂含有二乙烯基亚硫酸酯；所述第二电解液中的添加剂含有δ

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池的化成方法


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池的化成方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有良好的能量密度，以及高功率运行能力，是电动工具的首要动力供给源，在锂离子电池在化成和后期循环过程中，电解液中的锂盐以及部分有机物会分解沉积在电极表面，形成SEI膜，在提高电极稳定性的同时，由于锂离子的沉积，会导致电池的首次循环效率低，导致容量损失。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种锂离子电池的化成方法，所述化成方法包括，将锂离子电池的正极与金属锂对电极置于第一电解液中，进行第一预化成；然后将锂离子电池正极取出，与金属锂对电极置于第二电解液中，进行第二预化成；然后将锂离子电池正极取出，与石墨负极夹持隔膜组装成电芯，置于电池壳体中，注入第三电解液，然后进行化成；其特征在于，所述第一电解液中的添加剂含有二乙烯基亚硫酸酯；所述第二电解液中的添加剂含有δ
‑
戊内酯和四氟碳酸亚乙酯；所述第三电解液中的添加剂为碳酸亚乙烯酯。本专利技术的化成方法，得到的电池，具有首次循环效率高，高温性能稳定，并且循环寿命高。
[0004]具体的方案如下：
[0005]一种锂离子电池的化成方法，所述化成方法包括：
[0006]1)将锂离子电池的正极与金属锂对电极置于第一电解液中；所述第一电解液中的添加剂含有二乙烯基亚硫酸酯；
[0007]2)进行第一预化成；
[0008]3)将锂离子电池正极取出，与金属锂对电极置于第二电解液中；所述第二电解液中的添加剂含有δ
‑
戊内酯和四氟碳酸亚乙酯；
[0009]4)进行第二预化成；
[0010]5)将锂离子电池正极取出，与石墨负极夹持隔膜组装成电芯，置于电池壳体中，注入第三电解液；所述第三电解液中的添加剂为碳酸亚乙烯酯；
[0011]6)进行化成
[0012]7)封口得到所述锂离子电池。
[0013]进一步的，在第一电解液中所述二乙烯基亚硫酸酯的浓度为5
‑
8体积％。
[0014]进一步的，在第二电解液中所述δ
‑
戊内酯的浓度为2
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3体积％，所述四氟碳酸亚乙酯的浓度为4
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6体积％，且浓度比，δ
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戊内酯：四氟碳酸亚乙酯＝1:2。
[0015]进一步的，所述第一预化成为恒流充电至第一预定电压，然后恒流放电至放电截止电压；所述第一预定电压＝放电截止电压+16.5*二乙烯基亚硫酸酯的浓度。
[0016]进一步的，所述第二预化成为恒流充电至第二预定电压，然后恒流放电至放电截止电压；所述第二预定电压＝充电截止电压
‑
5.5*四氟碳酸亚乙酯的浓度。
[0017]进一步的，所述化成步骤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若干次。
[0018]进一步的，所述第一和第二电解液的有机溶剂为链状碳酸酯；所述第三电解液的有机溶剂为链状碳酸酯和环状碳酸酯的混合溶剂。
[0019]本专利技术具有如下有益效果：
[0020]1)专利技术人发现，特定的添加剂的组合，即二乙烯基亚硫酸酯和δ
‑
戊内酯和四氟碳酸亚乙酯的组合，能够提高正极活性物质的稳定性；并且二乙烯基亚硫酸酯在第一次预化成时成膜，δ
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戊内酯和四氟碳酸亚乙酯在第二次预化成时再次在正极表面二次成膜，能够有效提高正极的稳定性，提高电池的高温性能，并且电池内阻增加较少，有利于保持电池的倍率性能；
[0021]2)进一步的，专利技术人发现，针对不同的添加剂的浓度，在特定的电压区间进行化成，能够形成稳定SEI膜；
[0022]3)通过前两次预化成中，通过锂金属负极对电极，向电解液中及时补充了SEI膜损耗的锂离子，提高了电池的首次充放电效率
[0023]4)由于正极经历了两次预化成，在电解液中仅需要添加部分负极成膜剂碳酸亚乙烯酯后，就能够获得极好的高温循环特定，碳酸亚乙烯酯能够在负极表面形成稳定SEI膜，防止链状碳酸酯在负极表面分解，提高循环性能。
具体实施方式
[0024]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。本专利技术中使用的所述锂离子锂离子二次电池的正极活性物质为LiMn
0.75
Ni
0.22
Al
0.01
Ca
0.02
O2；所述电解液的电解质盐为六氟磷酸锂，所述第一和第二电解液的有机溶剂为碳酸二乙酯；所述第三电解液的有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯以体积比1.5:1的混合溶剂。
[0025]实施例1
[0026]1)将锂离子电池的正极与金属锂对电极置于第一电解液中；所述第一电解液中的添加剂为二乙烯基亚硫酸酯；在第一电解液中所述二乙烯基亚硫酸酯的浓度为5体积％；
[0027]2)进行第一预化成；所述第一预化成为以0.1C恒流充电至第一预定电压，然后以0.1C恒流放电至放电截止电压；所述第一预定电压＝放电截止电压2.75V+16.5*0.05＝3.58V。
[0028]3)将锂离子电池正极取出，与金属锂对电极置于第二电解液中；所述第二电解液中的添加剂为δ
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戊内酯和四氟碳酸亚乙酯；在第二电解液中所述δ
‑
戊内酯的浓度为2体积％，所述四氟碳酸亚乙酯的浓度为4体积％；
[0029]4)进行第二预化成；所述第二预化成为以0.1C恒流充电至第二预定电压，然后以0.1C恒流放电至放电截止电压；所述第二预定电压＝充电截止电压4.25V
‑
5.5*0.04＝4.03V。
[0030]5)将锂离子电池正极取出，与石墨负极夹持隔膜组装成电芯，置于电池壳体中，注入第三电解液；所述第三电解液中的添加剂为碳酸亚乙烯酯；所述碳酸亚乙烯酯的浓度为1.5体积％；
[0031]6)进行化成，所述化成步骤为在充电截止电压和放电截止电压之间以0.1C恒流充放电循环3次。
[0032]7)封口得到所述锂离子电池。
[0033]实施例2
[0034]1)将锂离子电池的正极与金属锂对电极置于第一电解液中；所述第一电解液中的添加剂为二乙烯基亚硫酸酯；在第一电解液中所述二乙烯基亚硫酸酯的浓度为8体积％；
[0035]2)进行第一预化成；所述第一预化成为以0.1C恒流充电至第一预定电压，然后以0.1C恒流放电至放电截止电压；所述第一预定电压＝放电截止电压2.75V+16.5*0.08＝4.07V。
[0036]3)将锂离子电池正极取出，与金属锂对电极置于第二电解液中；所述第二电解液中的添加剂为δ
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戊内酯和四氟碳酸亚乙酯；在第二电解液中所述δ
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戊内酯的浓度为3体积％，所述四氟碳酸亚乙酯的浓度为6体积％；
[0037]4)进行第二预化成；所述第二预化成为以0.1C恒流充电至第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的化成方法，所述化成方法包括：1)将锂离子电池的正极与金属锂对电极置于第一电解液中；所述第一电解液中的添加剂含有二乙烯基亚硫酸酯；2)进行第一预化成；3)将锂离子电池正极取出，与金属锂对电极置于第二电解液中；所述第二电解液中的添加剂含有δ
‑
戊内酯和四氟碳酸亚乙酯；4)进行第二预化成；5)将锂离子电池正极取出，与石墨负极夹持隔膜组装成电芯，置于电池壳体中，注入第三电解液；所述第三电解液中的添加剂为碳酸亚乙烯酯；6)进行化成7)封口得到所述锂离子电池。2.如上述权利要求所述的方法，在第一电解液中所述二乙烯基亚硫酸酯的浓度为5
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8体积％。3.如上述权利要求所述的方法，在第二电解液中所述δ
‑
戊内酯的浓度为2
‑
3体积％...

【专利技术属性】
技术研发人员：李壮，王树威，
申请(专利权)人：合肥睿坊工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：