一种锂离子二次电池的容量恢复方法技术

本申请提供了一种锂离子二次电池的容量恢复的方法，其包含如下步骤：(1)提供容量衰减的锂离子二次电池；(2)提供容量恢复剂，所述容量恢复剂包含对苯二胺类化合物、锂盐和有机溶剂，所述有机溶剂用于溶解所述对苯二胺类化合物和所述锂盐；(3)将所述容量恢复剂注入所述锂离子二次电池中；(4)使容量恢复剂在锂离子二次电池内部反应；(5)倒出反应后锂离子二次电池内部的液体混合物，向锂离子二次电池内注入电解液。入电解液。入电解液。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子二次电池的容量恢复方法


[0001]本专利技术涉及锂离子二次电池领域，具体涉及一种锂离子二次电池的容量恢复方法，以及由此方法获得的锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着锂离子二次电池的应用范围越来越广泛，锂离子电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。但是锂离子二次电池由于反复使用，其容量逐渐减少，影响其使用寿命和安全性。目前，尚缺乏对于容量衰减的锂离子二次电池的容量恢复的深入研究。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种使用容量恢复剂高效、精确地恢复锂离子二次电池容量的方法，并且容量恢复剂不在二次电池内部大量残留，保证二次电池后续使用的循环稳定性。
[0004]为了达到上述目的，本申请提供了一种锂离子二次电池的容量恢复的方法，其包含如下步骤：
[0005](1)提供容量衰减的锂离子二次电池；
[0006](2)提供容量恢复剂，所述容量恢复剂包含对苯二胺类化合物、锂盐和有机溶剂，所述有机溶剂用于溶解所述对苯二胺类化合物和所述锂盐；
[0007](3)将所述容量恢复剂注入所述锂离子二次电池中；
[0008](4)使容量恢复剂在锂离子二次电池内部反应；
[0009](5)倒出反应后锂离子二次电池内部的液体混合物，向锂离子二次电池内注入电解液。
[0010]由此，本申请通过使用特定种类的容量恢复剂并在容量恢复剂反应后更换新的电解液有效地恢复了锂离子二次电池的容量，同时保证二次电池后续使用的循环稳定性。
[0011]在任意实施方式中，在所述步骤(1)中，所述容量衰减的锂离子二次电池为活性锂衰减电池，所述容量衰减的锂离子二次电池所需恢复的容量为C，所述C的计算方法为：
[0012]C＝C2+C3
‑
C1，
[0013]其中C2＝C1/(1
‑
P1)，
[0014]其中，
[0015]P1为所述容量衰减的锂离子二次电池的活性锂损失率；
[0016]C1为所述容量衰减的锂离子二次电池当前状态的放电容量；
[0017]C2为所述锂离子二次电池在正极材料最大限度容纳活性锂时对应的放电容量；
[0018]C3为所述容量衰减的锂离子二次电池在容量恢复前需要靠充电充入的容量；
[0019]上述各容量均以Ah计。
[0020]由此，可以精确地计算出锂离子二次电池所需恢复的容量，从而对锂离子二次电池的容量恢复进行有针对性的精准调控。
[0021]在任意实施方式中，所述容量衰减的锂离子二次电池的活性锂损失率P1大于等于5％。由此，即可使用本专利技术的方法对锂离子二次电池进行容量恢复。
[0022]在任意实施方式中，在所述步骤(2)中，所述容量恢复剂中对苯二胺类化合物的加入质量m1与所述容量衰减的锂离子二次电池所需恢复的容量C满足：
[0023]m1＝C*M1*1000/(M
li
*3860)，其中，
[0024]M1代表对苯二胺类化合物的相对分子质量，g/mol，
[0025]M
li
代表锂原子的相对原子质量，g/mol，
[0026]3860代表锂金属的克容量，mAh/g。
[0027]在任意实施方式中，在所述步骤(2)中，所述容量恢复剂中锂盐的加入质量m2与所述容量衰减的锂离子二次电池所需恢复的容量C满足：
[0028]m2＝C*M2*1000/(n*M
li
*3860)，其中，
[0029]M2代表锂盐的相对分子质量，g/mol，
[0030]n代表锂盐中锂原子的个数，
[0031]M
li
代表Li原子的相对原子质量，g/mol，
[0032]3860代表锂金属的克容量，mAh/g。
[0033]由此，可以精确地计算出所需的对苯二胺类化合物和锂盐的质量，从而精确地控制锂离子二次电池恢复的容量。
[0034]在任意实施方式中，所述对苯二胺类化合物选自式1和/或式2的化合物：
[0035][0036]其中，R1、R2、R3和R4各自独立地为碳原子数为1
‑
3的直链或支链烷基或者氢；R5和R6各自独立地为氢、碳原子数为1
‑
3的直链或支链烷基。由此，所述对苯二胺类化合物连同锂盐一起与脱锂态正极反应，发生正极补锂反应，使锂离子二次电池容量得以恢复。
[0037]在任意实施方式中，所述锂盐选自高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双二氟磺酰亚胺锂、LiCl、LiBr中的一种或者多种。由此，所述锂盐连同对苯二胺类化合物一起与脱锂态正极反应，发生正极补锂反应，使锂离子二次电池容量得以恢复。
[0038]在任意实施方式中，在容量恢复剂中，对苯二胺类化合物的含量为0.5
‑
15重量％，锂盐的含量为0.5
‑
15重量％，优选为0.5
‑
6重量％；上述含量均基于容量恢复剂的总质量计。由此，容量恢复剂中特定含量的锂盐和对苯二胺类化合物使得容量恢复剂的粘度适中，更好地与电池内部极片发生反应，从而恢复锂离子二次电池的容量。
[0039]在任意实施方式中，在步骤(2)中，所述有机溶剂包含环状碳酸酯和低粘度溶剂。
由此，特定组成的所述有机溶剂更好地溶解锂盐和对苯二胺类化合物，从而恢复锂离子二次电池的容量。
[0040]在任意实施方式中，所述环状碳酸酯为碳酸亚乙酯(EC)或者碳酸亚丙酯(PC)或者其组合；所述环状碳酸酯的含量为10
‑
30重量％，以所述有机溶剂的总质量计。由此，环状碳酸酯具有高的介电常数，可以保证锂盐和对苯二胺类化合物在有机溶剂中具有较大的溶解度。
[0041]在任意实施方式中，所述低粘度溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸丙酯、四氢呋喃、1,3
‑
二氧环戊烷中的一种或几种；所述低粘度溶剂的含量为70
‑
90重量％，以所述有机溶剂的质量计。由此，特定种类和含量的低粘度溶剂可以缓解环状碳酸酯粘度过高，使得电池内部被充分浸润，从而保证了锂离子二次电池的容量恢复。
[0042]在任意实施方式中，在步骤(4)中，通过在20
‑
60℃下静置使容量恢复剂在锂离子二次电池内部进行反应。在所述反应条件下，容量恢复剂对锂离子二次电池内部充分浸润，保证锂离子二次电池的容量恢复。
[0043]在任意实施方式中，在步骤(4)中，可通过超声或加热使容量恢复剂在锂离子二次电池内部进行反应。由此，可加快容量恢复剂对锂离子二次电池内部极片的浸润，加快反应速度，提高二次电池容量恢复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池的容量恢复的方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)提供容量衰减的锂离子二次电池；(2)提供容量恢复剂，所述容量恢复剂包含对苯二胺类化合物、锂盐和有机溶剂，所述有机溶剂用于溶解所述对苯二胺类化合物和所述锂盐；(3)将所述容量恢复剂注入所述锂离子二次电池中；(4)使容量恢复剂在锂离子二次电池内部反应；(5)倒出反应后锂离子二次电池内部的液体混合物，向锂离子二次电池内注入电解液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述容量衰减的锂离子二次电池为活性锂衰减电池，所述容量衰减的锂离子二次电池所需恢复的容量为C，所述C的计算方法为：C＝C2+C3
‑
C1，其中C2＝C1/(1
‑
P1)，其中，P1为所述容量衰减的锂离子二次电池的活性锂损失率；C1为所述容量衰减的锂离子二次电池当前状态的放电容量；C2为所述锂离子二次电池在正极材料最大限度容纳活性锂时对应的放电容量；C3为所述容量衰减的锂离子二次电池在容量恢复前需要靠充电充入的容量；上述各容量均以Ah计。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述容量衰减的锂离子二次电池的活性锂损失率P1大于等于5％。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述容量恢复剂中对苯二胺类化合物的加入质量m1与所述容量衰减的锂离子二次电池所需恢复的容量C满足：m1＝C*M1*1000/(M
li
*3860)，其中，M1代表对苯二胺类化合物的相对分子质量，g/mol，M
li
代表锂原子的相对原子质量，g/mol，3860代表锂金属的克容量，mAh/g。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述容量恢复剂中锂盐的加入质量m2与所述容量衰减的锂离子二次电池所需恢复的容量C满足：m2＝C*M2*1000/(n*M
li
*3860)，其中，M2代表锂盐的相对分子质量，g/mol，n代表锂盐中锂原子的个数，M
li
代表Li原子的相对原子质量，g/mol，3860代表锂金属的克容量，mAh/g。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其特征在于，所述对苯二胺类化合物选自式1和/或式2的化合物：
其中，R1、R2、R3和R4各自独立地为碳原子数为1
‑
3的直链或支链烷基或者氢；R5和R6各自独立地为氢、碳原子数为1
‑
3的直链或支链烷基。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，其特征在于，所述锂盐选自高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙飞，杨丽美，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：