一种硅基软包锂离子电池的制备方法技术

本申请涉及电池制备领域，尤其涉及一种硅基软包锂离子电池的制备方法；所述方法包括：得到低温电芯；向低温电芯中注入第一电解液，后进行化成和老化，得到第一电池；将第一电池进行抽液，后进行充电和放电，得到初级电池；向初级电池中注入第二电解液，后进行化成和老化，得到第二电池；将第二电池进行抽液，后进行充电和放电，得到次级电池；向次级电池中注入第三电解液，后进行分容测试、抽液和终封，得到高循环性能的硅基软包锂离子电池；其中，第一电解液包括负极成膜添加剂，第二电解液包括正极成膜添加剂，第三电解液包括负极成膜添加剂；通过采用在对电池进行化成和老化的前后分批次的加入电解液，再通抽液，提高电池的循环性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基软包锂离子电池的制备方法


[0001]本申请涉及电池制备领域，尤其涉及一种硅基软包锂离子电池的制备方法。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池电芯技术的不断进步，以及对电性能及能量密度需求的不断提升，致使目前市场主要应用的石墨类电池已经达到其能量密度的极限，因此很难再有提升的空间；而硅基类电池的能量密度优势明显，并且随着新能源汽车在实际应用中对续航里程要求的不断提高，硅基类电池由于硅负极材料的丰富储量和超高理论比容量的优势，将逐渐成为电池企业的最优选择，是最具有潜力的下一代锂离子电池。
[0003]而由于硅基负极材料比表面积比碳负极材料大，用于形成固体电解质界面膜(SEI膜，Solid Electrolyte Interphase)所消耗的Li+比较多，并且电解液在Si表面会发生强烈的分解，将产生不可逆容量，同时还存在硅材料与电解液中HF组分发生反应而引起的电性能恶化和极片膨胀的问题；而在锂离子电池的“放电
‑
充电”的循环过程中，由于脱嵌锂带来的应力使得负极的SEI膜被不断破坏和不断生成，而在上述的破坏和生成的过程中，成膜添加剂会不断被消耗导致循环容量迅速衰减，进而影响电池寿命。因此如何改善电池的循环性能，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种硅基软包锂离子电池的制备方法，以解决现有技术中难以改善电池的循环性能的技术问题。
[0005]第一方面，本申请提供了一种硅基软包锂离子电池的制备方法，所述方法包括：
[0006]得到低温电芯；
[0007]向所述低温电芯中注入第一电解液，后进行化成和老化，得到第一电池；
[0008]将所述第一电池进行抽液，后进行充电和放电，得到初级电池；
[0009]向所述初级电池中注入第二电解液，后进行化成和老化，得到第二电池；
[0010]将所述第二电池进行抽液，后进行充电和放电，得到次级电池；
[0011]向所述次级电池中注入第三电解液，后进行分容测试、抽液和终封，得到高循环性能的硅基软包锂离子电池；其中，所述第一电解液包括负极成膜添加剂，所述第二电解液包括正极成膜添加剂，所述第三电解液包括负极成膜添加剂。
[0012]可选的，所述负极成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、三(2,2,2
‑
三氟乙基)硼酸和二氟二草酸磷酸锂中一种或两种；
[0013]所述正极成膜添加剂包括三(三甲基硅基)磷酸酯、二甲基二甲氧基硅烷、三(2,2,2
‑
三氟乙基)亚磷酸酯、磷酸三甲酯、三(五氟苯基)膦和1，2
‑
二甲氧基
‑4‑
硝基苯中的一种或两种。
[0014]可选的，所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液都包括锂盐，所述锂盐的锂离子的摩尔浓度为1.0mol/L～1.5mol/L。
[0015]可选的，以质量分数计，所述第一电解液包括3％～8％的负极成膜添加剂，所述第二电解液包括0.2％～3％的正极成膜添加剂，所述第三电解液包括10％～15％的负极成膜添加剂。
[0016]可选的，所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液的溶剂都为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合液；
[0017]或，所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液的溶剂都为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸二甲酯的混合液；
[0018]或，所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液的溶剂都为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合液。
[0019]可选的，所述第一电解液的注入量占所述锂离子电池的注入总量的40％～60％，所述第二电解液的注入量占所述锂离子电池的注入总量的40％～60％，所述第三电解液的注入量占所述锂离子电池的注入总量的40％～60％。
[0020]可选的，所述化成包括以三级充电制式进行化成，其中，第一级化成包括：在第一预设温度和第一预设压力条件下，以第一预设倍率的电流恒流充电第一预设时间；
[0021]第二化成包括：在第二预设温度和第二预设压力条件下，以第二预设倍率的电流恒流充电第二预设时间；
[0022]第三化成包括：在第三预设温度和第三预设压力条件下，以第三预设倍率的电流恒流充电第三预设时间。
[0023]可选的，所述第一预设温度为35℃～40℃，所述第二预设温度为45℃～55℃，所述第三预设温度为60℃～65℃；
[0024]所述第一预设压力为0.3MPa～0.6MPa，所述第二预设压力为0.6MPa～0.8MPa，所述第三预设压力为0.8MPa～1.0MPa；
[0025]所述第一预设倍率为0.05C～0.1C，所述第二预设倍率为0.1C～0.2C，所述第三预设倍率为0.2C～0.5C；
[0026]所述第一预设时间为30min～60min，所述第二预设时间为15min～45min，所述第三预设时间为60min～120min。
[0027]可选的，所述老化的温度为35℃～45℃，所述老化的压力为0.8MPa～1.0MPa，所述老化的时间为18h～26h。
[0028]可选的，所述充电包括以0.5C倍率电流恒流恒压充电至4.2V；
[0029]所述放电包括以0.5C倍率恒流放电至3V。
[0030]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0031]本申请实施例提供的一种硅基软包锂离子电池的制备方法，通过采用在对电池进行化成和老化的前后分批次的加入电解液，从而通过多次加入电解液的方式，促使电池在不受过多添加剂成分的干扰下分别在电池的正极和负极形成稳定致密的SEI膜，再通过对电池进行抽液，能保证或控制每次加入的电解液中没有副反应发生，进而可稀释或去除部分副反应产生的杂质，进一步维持SEI膜的稳定性，进而能有效的提高电池循环的稳定性，提高电池的循环性能。
附图说明
[0032]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本申请实施例提供的方法的流程示意图；
[0035]图2为本申请实施例提供的电池平均循环效率的对比图。
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基软包锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括：得到低温电芯；向所述低温电芯中注入第一电解液，后进行化成和老化，得到第一电池；将所述第一电池进行抽液，后进行充电和放电，得到初级电池；向所述初级电池中注入第二电解液，后进行化成和老化，得到第二电池；将所述第二电池进行抽液，后进行充电和放电，得到次级电池；向所述次级电池中注入第三电解液，后进行分容测试、抽液和终封，得到高循环性能的硅基软包锂离子电池；其中，所述第一电解液包括负极成膜添加剂，所述第二电解液包括正极成膜添加剂，所述第三电解液包括负极成膜添加剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负极成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、三(2,2,2
‑
三氟乙基)硼酸和二氟二草酸磷酸锂中一种或两种；所述正极成膜添加剂包括三(三甲基硅基)磷酸酯、二甲基二甲氧基硅烷、三(2,2,2
‑
三氟乙基)亚磷酸酯、磷酸三甲酯、三(五氟苯基)膦和1，2
‑
二甲氧基
‑4‑
硝基苯中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液都包括锂盐，所述锂盐的锂离子的摩尔浓度为1.0mol/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以质量分数计，所述第一电解液包括3％～8％的负极成膜添加剂，所述第二电解液包括0.2％～3％的正极成膜添加剂，所述第三电解液包括10％～15％的负极成膜添加剂。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液的溶剂都为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合液；或，所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液的溶剂都为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和...

【专利技术属性】
技术研发人员：施利毅，张宁，袁帅，
申请(专利权)人：上海大学浙江，
类型：发明
国别省市：