钛酸锂电池的化成方法及钛酸锂电池技术

本发明专利技术提供了一种钛酸锂电池的化成方法及钛酸锂电池，该化成方法包括：对注液预封后的钛酸锂电芯依次进行第一静置、充放电处理、第二静置、除气及封口；其中，在40～90℃的温度条件下、0.3～0.8MPa的压力条件下，采用0.2～1C的充电电流和0.2～1C的放电电流对第一静置后的钛酸锂电芯进行充放电处理。应用本发明专利技术提供的钛酸锂电池的化成方法和钛酸锂电池，其化成过程时间更短、操作工序更便捷，化成过程更充分且由其处理得到的电池产气量小并具有更出色的高温循环性能。出色的高温循环性能。出色的高温循环性能。

【技术实现步骤摘要】
钛酸锂电池的化成方法及钛酸锂电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及一种钛酸锂电池的化成方法及钛酸锂电池。

技术介绍

[0002]随着市场上二次电池种类的不断增多，锂离子电池以能量密度高、自放电效应低、环境友好等优势，在电动汽车和储能等领域迅速占领了大部分市场。同时，作为锂离子电池负极材料的钛酸锂，相比于传统的石墨材料，其具有结构稳定、倍率性能优异、安全性能好、循环寿命长等特点。故而，在一些如快充及高功率需求的应用场所具有很大的市场前景。
[0003]化成工艺是锂离子电池制备过程中极为重要的一道工序，对于锂离子电池的循环寿命和电化学性能具有较大影响。目前，常规的锂离子化成工艺包括，首先将裸电芯进行封装并注入定量的电解液，然后静置一段时间后，先以小倍率电流阶梯式充电至截止电压，再以较低倍率电流进行充放电循环，从而完成化成工序。对于以石墨为负极的锂离子电池而言，采用上述小电流化成工艺，最大的优势在于电池内部形成SEI膜，且成膜质量好、膜致密度优异。然而，对于钛酸锂负极材料，由于其具有较高的嵌锂电位(1.55V，vs.Li
+
/Li)，采用常规的化成工艺通常不会形成SEI膜。因此，上述石墨材料作为锂离子电池负极的化成工艺并不适用于钛酸锂材料。由于钛酸锂材料吸水性强，在钛酸锂电池内部，所吸附的水分容易与电解液发生副反应，而产生胀气。基于此，钛酸锂电池进行化成工艺的主要目的是通过副反应尽可能去除电池内部残留的水分杂质，从而减少电池在后续使用过程中产生胀气。
[0004]目前，现有专利CN201710555546.7公开了一种钛酸锂电池的化成方法，具体包括预化成老化和小电流高温化成老化两步操作。该化成方法的主要问题是流程工艺繁杂、采用小倍率化成电流对钛酸锂电池起到的作用很小，且小电流延长了化成工序所需时间，与钛酸锂的实际生产状况不匹配。专利CN202010126094.2公开了一种钛酸锂电池的化成方法，其突出特点是在化成方法中使用了5～15C的大倍率电流进行恒流恒压充电，但是采用过短的化成时间必然会导致水分消耗不充分，对成品电池的高温循环性能产生较大的负面影响。
[0005]综上，基于目前钛酸锂电池的化成方法存在各种缺陷，故而迫切需要提供一种钛酸锂电池的化成方法及钛酸锂电池，以解决现有的钛酸锂电池化成方法存在或过程繁杂、或生产周期长、或成品电池产气量大及或高温循环性能差的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种钛酸锂电池的化成方法及钛酸锂电池，以解决现有的钛酸锂电池化成方法存在或过程繁杂、或生产周期长、或成品电池产气量大及或高温循环性能差的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种钛酸锂电池的化成方法，该化成方法包括：对注液预封后的钛酸锂电芯依次进行第一静置、充放电处理、第二静置、
除气及封口；其中，在40～90℃的温度条件下、0.3～0.8MPa的压力条件下，采用0.2～1C的充电电流和0.2～1C的放电电流对第一静置后的钛酸锂电芯进行充放电处理。
[0008]进一步地，充放电处理过程中的充电截止电压为2.6～2.9V，放电截止电压为1.5～1.7V。
[0009]进一步地，充放电处理过程中的充放电循环次数为1～3次。
[0010]进一步地，每次充放电之间的时间间隔为1～10min。
[0011]进一步地，上述的钛酸锂电池的化成方法，在65～85℃的温度条件下、0.4～0.6MPa的压力条件下，采用0.5～0.8C的充电电流和0.5～0.8C的放电电流对第一静置后的钛酸锂电芯进行充放电处理。
[0012]进一步地，第一静置过程中的处理温度为40～60℃，处理时间为12～72h。
[0013]进一步地，第二静置过程中的处理温度为40～80℃，处理时间为12～48h。
[0014]进一步地，钛酸锂电池中的正极活性材料选自磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂或镍钴锰酸锂中的一种或多种；优选镍钴锰酸锂选自111型号、523型号或811型号。
[0015]进一步地，当钛酸锂电池的正极活性材料为钴酸锂、锰酸锂、111型号镍钴锰酸锂或523型号镍钴锰酸锂时，充放电处理过程中的充电截止电压为2.8～2.9V；当钛酸锂电池的正极活性材料为811型号镍钴锰酸锂时，充放电处理过程中的充电截止电压为2.6～2.7V。
[0016]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种上述钛酸锂电池的化成方法处理得到的钛酸锂电池。
[0017]应用本专利技术提供的钛酸锂电池的化成方法和钛酸锂电池，其化成过程时间更短、操作工序更便捷，化成过程更充分且由其处理得到的钛酸锂电池具有更出色的高温循环性能。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了本专利技术实施例1至8和对比例1的充放电循环测试图。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0021]正如本专利技术
技术介绍
部分所描述的，现有的钛酸锂电池化成方法存在或过程繁杂、或生产周期长、或成品电池产气量大及或高温循环性能差的问题。为了解决这一问题，本专利技术提供了一种钛酸锂电池的化成方法，该化成方法包括：对注液预封后的钛酸锂电芯依次进行第一静置、充放电处理、第二静置、除气及封口；其中，在40～90℃的温度条件下、0.3～0.8MPa的压力条件下，采用0.2～1C的充电电流和0.2～1C的放电电流对第一静置后的钛酸锂电芯进行充放电处理。
[0022]本专利技术通过在40～90℃的温度条件下、0.3～0.8MPa的压力条件下采用较高倍率0.2～1C的充电电流和0.2～1C的放电电流对第一静置后的钛酸锂电芯进行充放电处理。从
而实现了在大幅度缩短化成工序时间的同时还使得钛酸锂电池内部化成更加充分，从而使成品电池的产气量大幅度降低，进而提高电池的高温循环性能，延长电池的高温循环寿命。而且，在上述特定的条件下，也不会对电池本身的电性能产生负面影响。另外，该化成方法过程简单，操作流程便捷，工业化应用前景更好。
[0023]在一些可选的实施方式中，本专利技术上述充放电处理过程中，温度条件可以为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃，压力条件可以为0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa或0.8MPa，充电电流可以为0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、0.6C、0.7C、0.8C、0.9C或1.0C，放电电流可以为0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、0.6C、0.7C、0.8C、0.9C或1.0C。额外补充的是，上述充放电处理过程可在高温压力化成柜中进行，且上述充放电过程为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛酸锂电池的化成方法，其特征在于，所述化成方法包括：对注液预封后的钛酸锂电芯依次进行第一静置、充放电处理、第二静置、除气及封口；其中，在40～90℃的温度条件下、0.3～0.8MPa的压力条件下，采用0.2～1C的充电电流和0.2～1C的放电电流对所述第一静置后的钛酸锂电芯进行所述充放电处理。2.根据权利要求1所述的钛酸锂电池的化成方法，其特征在于，所述充放电处理过程中的充电截止电压为2.6～2.9V，放电截止电压为1.5～1.7V。3.根据权利要求1或2中任一项所述的钛酸锂电池的化成方法，其特征在于，所述充放电处理过程中的充放电循环次数为1～3次。4.根据权利要求3所述的钛酸锂电池的化成方法，其特征在于，每次充放电之间的时间间隔为1～10min。5.根据权利要求1至4中任一项所述的钛酸锂电池的化成方法，其特征在于，在65～85℃的温度条件下、0.4～0.6MPa的压力条件下，采用0.5～0.8C的充电电流和0.5～0.8C的放电电流对所述第一静置后的钛酸锂电芯进行所述充放电处理。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪伟峰，黄超，陈柏桦，何海平，詹世英，李海军，蒋世用，
申请(专利权)人：格力钛新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：