锂离子电池化成处理方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池化成处理方法，包括以下步骤：（１）先对锂离子电池进行阶梯电压式充电；（２）再对锂离子电池进行大电流恒流充电；（３）然后对锂离子电池进行阶梯电压式充电；（４）最后再对锂离子电池进行分阶段、阶梯式放电或常规恒流放电。上述步骤在－２０～４５℃环境下进行。本发明专利技术操作方便、工艺过程简单、能够有效提高电池安全性，是一种高效的锂离子电池充放电化成处理方法。能够达到与小电流化成的同样效果，而化成时间却可以大幅缩小，可以大幅度提高产能，节省设备投入及维护成本，具有较大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种磷酸亚铁锂锂离 子电池的充放电化成处理方法。
技术介绍
锂离子电池具有髙能量密度、髙输出电压、髙输出功率、快速充电以及低 公害等优点，随着绿色能源的普及，锂离子电池的应用范围越来越广泛，伹其 安全性问题一直阻碍着它的发展。目前，锂离子电池充放电化成的处理方法是 将注液浸润后的电池用0.01-0.2倍率之间的小电流恒流充电，充电时间为 0.2~5小时，再以0.2~3倍率之间的大电流恒流充电，充电电压为3.65~4.5伏 后，再让电池进入恒压充电阶段，电压保持在3.65~4.5伏之间，待充电电流 减小到0.001~0.02倍率时，即停止充电。随后对电池进行恒流放电，电流为 0.01~0.5倍率，放电截止电压为2.0-2.75伏，然后再用上述的充电方法再对电 池进行充电。让电池以满电状态搁置，搁置时间为1 14天，随后用恒定电流 对电池进行放电，电流为0.1~1倍率，放电截止电压为2.0-2.75伏。最后用恒 定电流对电池进行充电电流为0.1~1倍率，充电容量为25~50%的额定容量。 整个工艺处理过程完成。上述化成处理方法存在化成时间长，设备投入大的问 题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种操作方便、工艺过程简单、能够有效提髙电池安 全性的锂离子电池的充放电化成处理方法。能够达到与小电流化成的同样效 果，而化成时间却可以大幅縮小，可以大幅度提髙产能，节省设备投入及维护 成本，具有较大的经济效益。本专利技术的技术方案是一种，在-20~45*0环境下进行以下步骤(1) 先对锂离子电池进行阶梯电压式充电；(2) 再对锂离子电池进行大电流恒流充电；(3) 然后对锂离子电池进行阶梯电压式充电；(4) 最后再对锂离子电池进行分阶段、阶梯式放电或常规恒流放电； 本专利技术进一步的技术方案是—种，在-20 45'C环境下进行以下步骤(1) 先对锂离子电池进行阶梯电压式充电；(2) 再对锂离子电池进行大电流恒流充电，即以l-30倍率恒流充电，直 至电压到指定值，所述指定值范围在3.0-4.0V内。(3) 然后对锂离子电池进行阶梯电压式充电；(4) 最后再对锂离子电池进行分阶段、阶梯式放电或常规恒流放电。 其中分阶段、阶梯式放电的具体操作为对电池进行大电流(I)放电，放电至指定电压(V)时，对电池静置，然后对电池以较小的电流(I-AI)进 行恒流放电，放电至新的指定电压(V-AV)时，再对电池静置；重复操作直 至放电完毕。其中电压(V)范围为4.5-2.0V，放电电流(I)范围为10-0.01 倍率；常规恒流放电对电池进行指定恒定电流放电，其中电压范围为4.5-2.0V, 放电电流范围为10-0.01倍率。所述充、放电过程在相同条件下循环1~3次。可以根据设备不同等需要，步骤(1)和/或步骤(3)中的阶梯电压式可 为直接恒压充电或恒流再恒压充电。步骤(1)和/或步骤(3)进行直接恒压充电对给定电池进行恒压(V) 充电，直至电流降至设定值(i);然后在新的电压平台上(V+AV)进行恒压 充电，直至电流降至设定值(i)，如此重复直至充电达到所需程度；所述电流 设定值(i)在0.001~0.1倍率范围内。步骤(1)进行恒流再恒压充电对给定电池进行恒流(I)充电；电压上 升到指定电压值(V)时，进行恒压充电直至电流降至设定值(i)，然后再 次对电池进行更大电流(I+AI)的恒流充电；电压上升到新的指定电压(V+△ V)时，进行恒压充电，直至电流降至设定值(O，如此重复直至充电达到 所需程度；所述电流设定值(i)在0.001-0.1倍率范围内，所述恒流充电电流(I)为0.1~10倍率。步骤(3)进行恒流再恒压充电对给定电池进行恒流(I)充电，电压上 升到指定电压值(V)时，进行恒压充电；直至电流降至设定值(i);然后再 次对电池进行较小电流(I-AI)的恒流充电；电压上升到新的指定电压(V+△ V)时，进行恒压充电，直至电流降至设定值(i),如此重复直至充电达到所需程度；所述电流设定值(i)在0.001~0.1倍率范围内，所述恒流充电电流 (I)为0.1~10倍率。其中，步骤(1)中电压的范围为2.0-3.5V;步骤(3)中电压的范围为 3.0~4.5V。本专利技术优点是1. 本专利技术通过采用对化成后处理的电池进行了常温循环和低温处理，有 效地增强了电极表面的稳定性能，使电极表面SEI膜更加致密、稳固，从而 提髙高能量锂离子电池的安全性能。2. 本专利技术能够达到与小电流化成的同样效果，而化成时间却可以大幅縮 小，可以大幅度提髙产能，具有较大的经济效益。3. 本专利技术过程简单、容易控制，所需设备的成本也比较低，节省设备投 入及维护成本。附图说明图1为具体实施例分别采用本专利技术的化成充放电方法和标准化成充放电 方法的容量-时间对比图。 具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述 实施例1.锂离子电池的制作按质量百分比，80 98%的磷酸亚铁锂，0.5~2%的导电添加剂，1~4%的聚 四氟乙烯，以N-甲基吡咯烷酮或二甲基酰胺作溶剂，在2000~6000rpm的搅 拌下调成浆料，以20um厚的铝箔作集流体，将浆料涂布到铝箔上，并经干燥、 压实等操作制成正极片；按质量百分比计，85~92%的MCMB、 CMS作为负 极活性物质，与3 11。/。的KS、 SS乙焕作为导电剂，3~11%的聚四氟乙烯、聚 偏氟乙烯，聚合类树脂中的一种作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮或二甲基酰 胺，二甲基乙酰胺作溶剂，搅拌调成浆料，以10um厚的铜箔作集流体，将浆 料涂布到铜箔上，并经干燥、压实等操作制成负极片；选用厚度为30~50um 之间的聚丙烯树脂和聚乙烯树脂的复合膜作为隔膜溶剂体系以EC的基体的 三元混合物，电解质选用LiPF6。将正负极片裁成适当的尺寸，与隔膜一起巻 绕成电芯，放入壳内，将壳与盖板用氩弧焊接密封，然后注入电解液并将注液口封死，这样就制成了柱形电池。2. 锂离子电池的化成处理对上述电池用本法所述的充放电方法对其进行化成处理(1) 、充电阶段，分为三歩，具体如下第一步在温度为-20 45'C的环境下，用所述电池0.1~10倍率的电流对 电池进行恒流充电，充电至2.0-3.IV时采用恒压充电，恒压充电至0.001-0.1 倍率时；再采用0.2~10倍率电流进行恒流充电，充电至2.3-3.3V时转成恒压 充电，恒压充电至0.001-0.1倍率时，再以0.3-10倍率的电流进行恒流充电， 充电至2.5-3.5V时采用恒压充电。第二步在3.0-4.0V之间以1.0~30.0倍率电流进行恒流充电，至电压 3.0~4.0V。第三步当第二步恒流充电至3.0-4.0V时，转成恒压充电，充电至 0.001~0.1倍率时，转换成恒流充电，再以0.4~10倍率的电流对电池进行恒流 充电，充电至3.0-4.3伏之间后，转换成恒压充电，充电至用0.001-0.1倍率， 再转换成恒流充电，以0.3~10倍率的电流对电池进行充电，充电至3.1-4.4伏 后进行恒压充电，充电至0.001-0.1倍率；再转换成恒流充电，以0.2-10倍率 的电流对电池进行充电，充电电压范围在3.2~4.5伏之间，到达所述电压时， 再转换成恒压充电，B卩3.1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池化成处理方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）先对锂离子电池进行阶梯电压式充电；（２）再对锂离子电池进行大电流恒流充电；（３）然后对锂离子电池进行阶梯电压式充电；（４）最后再对锂离子电池进行分阶段、阶梯式放电或常规恒流放电；其中，上述步骤在－２０～４５℃环境下进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董明，尤志宏，
申请(专利权)人：恒正科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]