本发明专利技术涉及一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法、及得到的锂离子电池。本发明专利技术的活化方法可以有效激活富锂锰的容量，同时可以缓解产气问题。通过本发明专利技术的方法活化后，在合适的电压进行充放电，可以有效发挥出富锂锰基材料的性能，克服富锂锰基材料不能实际使用的问题，从而将富锂锰基材料进行产业化大规模应用。应用。应用。
【技术实现步骤摘要】
一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法及得到的锂离子电池
[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法及得到的锂离子电池。
技术介绍
[0002]随着市场对锂离子电池能量密度的要求越来越高，而正极材料作为限制锂离子电池能量密度的主要因素之一，对正极材料的开发也越来越迫切。目前商品化的锂离子电池正极材料主要有磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、钴酸锂等，其中三元材料以及钴酸锂的理论比容量相对较高，其发展趋势分别为高镍和高电压方向。但是由于三元材料以及钴酸锂材料的原材料成本相对较高，所以对材料的成本控制的要求也越来越迫切。富锂锰基材料具有相对较高的锰含量，金属锰较金属镍以及金属钴具有非常明显的价格优势，所以富锂锰基材料的原材料成本相对较低。
[0003]富锂锰基材料由于超高的理论比容量受到国内外研究者和企业广泛的关注。由于富锂锰基材料存在首次效率低，倍率性能差，电压衰减等问题而迟迟不能产业化应用。富锂锰基材料在常规低电压下的容量非常小，其超高容量的发挥需要较高的充电截止电压(>4.5V vs Li/Li
+
)，而电池体系在高压下存在各种问题，如电解液的分解，高压析氧，正极材料的结构坍塌等问题。所以针对于富锂材料的电池活化制度尤为重要。
[0004]CN103647115B通过在高压下(截止电压>4.4V)进行活化，然后在低压活化电压的截止电压下进行循环使用。一方面，活化电压较低时(比如4.5V)，不能完全激活富锂锰基材料的容量，活化电压较高时(比如4.9V)，会存在剧烈的氧气释放问题，另一方面，其循环使用的电压仍然存在较高的情况(比如4.6V)，不管是电解液，还是富锂材料本身其在高压下由于不稳定而很难推广使用。
[0005]CN107959071B通过至少两次低压充放电循环与至少一次高压充放电循环进行活化，虽然可以部分缓解氧气的释放问题，但是仍然存在活化电压可能由于偏低(比如4.4V)而不能激活富锂锰基材料的有效容量，而且其同样存在使用截止电压过高的问题，不能有效缓解电压降的问题。
[0006]因此，现有的技术方案仍然存在不足，导致很难将富锂锰基材料进行产业化大规模应用。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法及得到的锂离子电池。本专利技术的方法可以有效的发挥富锂锰基材料的优势，从而推广富锂锰基材料的大规模使用。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术的目的之一在于提供一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法，所述
方法包括如下步骤：
[0010](1)前期活化：将含有富锂锰基材料的锂离子电池以电流I1进行恒流充电，截止电压为V1，然后以电流I2进行恒流放电，截止电压为V2，得到前期活化后的电池；重复进行所述前期活化的过程n次，所述n≥1；
[0011](2)后期活化：将所述前期活化后的电池以电流I3进行恒流充电，截止电压为V3，然后以电流I4进行恒流放电，截止电压为V4；所述V1<V3；重复进行所述后期活化的过程m次，所述m≥1。
[0012]本专利技术所述重复进行前期活化的过程n次为：采用本专利技术选择的参数I1、I2、V1和V2，进行至少一次的前期活化过程，示例性的如：0.1C充电到4.4V，0.1C放电到2V；然后0.15C充电到4.5V，0.1C放电到3V。
[0013]本专利技术所述重复进行后期活化的过程m次为：采用本专利技术选择的参数I3、I4、V3和V4，进行至少一次的后期活化过程，示例性的如：0.15C充电到4.62V，0.1C放电到3V；然后0.15C充电到4.65V，0.1C放电3V；最后0.15C充电到4.65V，0.1C放电到3.1V。
[0014]本专利技术所述前期活化过程，可以初步进行活化，并且不会产生大量的气体，同时可有效的形成CEI膜，稳定材料表面结构，减少更高电压下的产气以及结构破坏；所述后期活化过程，可使得绝大部分的Li2MnO3结构发生相应的相变，活化更加充分，从而能够使得材料发挥出更多的容量。
[0015]本专利技术所述V1<V3，V1<V3的电压选择可以达到最优异的活化效果。若V1大于等于V3，则V1过大可能发生较大的产气，造成表面结构的不稳定，而且V3过小并不能使得大部分的Li2MnO3结构发生相应的相变，从而造成容量发挥较小的问题。
[0016]本专利技术的活化方法可以有效激活富锂锰的容量，同时可以缓解产气问题。通过本专利技术的方法活化后，在合适的电压进行充放电，可以有效发挥出富锂锰基材料的性能，克服富锂锰基材料不能实际使用的问题，从而将富锂锰基材料进行产业化大规模应用。
[0017]优选地，所述V1≤V0<V3，所述V0为4.6V
±
50mV。
[0018]本专利技术对所述含有富锂锰基材料的锂离子电池的负极材料不做具体限定，所有负极材料皆可应用于本专利技术，示例性的可以选择为金属锂或石墨材料。在本专利技术参数范围内负极材料可选用金属锂(选用金属锂时所述V0为4.6V
±
50mV)，如果电池中使用其他负极材料，可以根据其他负极对锂的实际应用电位调整截止电压，如负极材料为碳材料时，V0为4.55V
±
50mV；负极材料为硅基材料时，V0为4.55V
±
50mV；负极材料为钛酸锂时，V0为3.05V
±
50mV。
[0019]优选地，步骤(1)所述I1≤5C(例如0.001C、0.002C、0.005C、0.01C、0.05C、0.08C、0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、0.6C、0.7C、0.8C、0.9C、1C、2C、3C、4C或5C等)，优选0.002C≤I1≤2C。
[0020]优选地，步骤(1)所述4.4V≤V1≤4.6V，例如4.42V、4.45V、4.48V、4.5V、4.52V、4.55V或4.58V等。
[0021]本专利技术所述4.4V≤V1≤4.6V，V1过大，可能发生较大的产气，造成表面结构的不稳定；V1过小，不能有效活化相应结构，容量发挥更低，或者需要更多次的活化，从而降低生产效率。
[0022]优选地，步骤(1)所述I2≤5C(例如0.001C、0.002C、0.005C、0.01C、0.05C、0.08C、
0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、0.6C、0.7C、0.8C、0.9C、1C、2C、3C、4C或5C等)，优选0.002C≤I2≤2C。
[0023]优选地，步骤(1)所述2.0V≤V2≤3.2V，例如2.1V、2.2V、2.3V、2.4V、2.5V、2.6V、2.7V、2.8V、2.9V、3.0V或3.1V等。
[0024]优选地，步骤(2)所述I3≤5C(例如0.00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)前期活化：将含有富锂锰基材料的锂离子电池以电流I1进行恒流充电，截止电压为V1，然后以电流I2进行恒流放电，截止电压为V2，得到前期活化后的电池；重复进行所述前期活化的过程n次，所述n≥1；(2)后期活化：将所述前期活化后的电池以电流I3进行恒流充电，截止电压为V3，然后以电流I4进行恒流放电，截止电压为V4；所述V1<V3；重复进行所述后期活化的过程m次，所述m≥1。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述V1≤V0<V3，所述V0为4.6V
±
50mV；优选地，步骤(1)所述I1≤5C，优选0.002C≤I1≤2C；优选地，步骤(1)所述4.4V≤V1≤4.6V。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述I2≤5C，优选0.002C≤I2≤2C；优选地，步骤(1)所述2.0V≤V2≤3.2V。4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述I3≤5C，优选0.002C≤I3≤2C；优选地，步骤(2)所述4.6V<V3≤5.0V。5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述I4≤5C，优选0.002C≤I4≤2C；优选地，步骤(2)所述2.0V≤V4≤3.2V。6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述后期活化之后，还包括抽真空密封的过程；优选地，所述前期活化之前和/或前期活化之后，还包括抽真空密封的过程。7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述含有富锂锰基材料的锂离子电池中，正极活性物质包括富锂锰基材料，优选为富锂锰基材料与其它正极材料的混合材料；优选地，所述正极活性物质中，富锂锰基材料的质量占比为1wt％～100wt％；优选地，所述富锂锰基材料的化学式为nLi2MnO3·
(1-n)LiM
’
O2，其中M
’
选自Fe、Al、Co、Mn、Ni、Cr、Ti、Mo、Nb、Zr、Sn、V、Mg、Cu、Zn、B、Na、Ca和Ru中的一种或多种，0<n≤1；优选地，所述其它正极材料的化学式为Li
z
Fe
x
Mn
y
M”1-x-y
PO4/C、Li
【专利技术属性】
技术研发人员：董彬彬，张振宇，张斌，陈一帆，张博怀，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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