二次电池首次充放电方法技术

本公开实施例提供二次电池首次充放电方法，通过对二次电池进行首次充电，对首次充电的二次电池进行第一步放电，以消耗活性金属补充层的残留金属，对第一步放电后的第二电池进行至少两步放电。本公开实施例通过对具有活性金属补充层的首次放电流程设计，利用第一步放电消耗活性金属层的残留金属，使得电池在首次充电后残余金属参与放电消耗，进一步降低了残余金属的含量，间接提高了负极活性金属的利用率，改善了二次电池的性能。本方法在相关技术的基础上，未对原材料做改善，通过对首次放电流程的设计，提高了活性金属补充效率、改善了电芯的性能、操作简单、成本低、效果显著。效果显著。效果显著。

【技术实现步骤摘要】
二次电池首次充放电方法


[0001]本公开涉及二次电池
，尤其涉及二次电池首次充放电方法。

技术介绍

[0002]二次电池(Rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。
[0003]目前二次电池包括由正极片、负极片及位于正极片与负极片之间的隔膜组成的电池芯，电池芯置于电解液中，二次电池依靠金属离子在正极和负极之间移动来工作。
[0004]因此，如何提升金属二次电池的电池性能，是业界普遍考虑的课题。

技术实现思路

[0005]鉴于以上相关技术的缺点，本公开的目的在于提供二次电池首次充放电方法，以解决相关技术中二次电池性能低的技术问题。
[0006]本公开第一方面提供一种二次电池首次充放电方法，二次电池包括具有活性金属补充层的负极片，二次电池充放电方法包括：
[0007]对二次电池进行首次充电；
[0008]对首次充电的二次电池进行第一步放电，以消耗活性金属补充层的残留金属；
[0009]对第一步放电后的第二电池进行至少两步放电。
[0010]可选地，第一步电流的电流小于预设值。
[0011]可选地，第一步放电的电流小于第一步放电后的至少两步放电的电流。
[0012]可选地，第一步放电采用0.01
‑
0.2C的电流进行恒流放电。
[0013]可选地，第一步放电后的至少两步放电的电流范围是0.01
‑
20C。
[0014]可选地，第一步放电的放电量范围是3
‑
10％。
[0015]可选地，对第一步放电后的二次电池进行至少两步放电，包括：
[0016]对第一步放电后的二次电池进行第二步放电；
[0017]对第二步放电后的第二次电池进行充电并在充电后进行第三步放电。
[0018]可选地，二次电池为锂离子电池，活性金属补充层为补锂层。
[0019]可选地，补锂层为锂箔或锂粉中的至少一种。
[0020]可选地，锂箔为压延间歇斑马纹补锂、条纹补锂、全膜补锂至少一种。
[0021]如上，本公开实施例中提供二次电池首次充放电方法，通过对二次电池进行首次充电，对首次充电的二次电池进行第一步放电，以消耗活性金属补充层的残留金属，对第一步放电后的第二电池进行至少两步放电。本公开实施例通过对具有活性金属补充层的首次放电流程设计，利用第一步放电消耗活性金属层的残留金属，使得电池在首次充电后残余金属参与放电消耗，进一步降低了残余金属的含量，间接提高了负极活性金属的利用率，改善了二次电池的性能。本方法在相关技术的基础上，未对原材料做改善，通过对首次放电流程的设计，提高了活性金属补充效率、改善了电芯的性能、操作简单、成本低、效果显著。
附图说明
[0022]图1展示对相关技术的二次电池进行首次充放电之后的放电曲线示意图。
[0023]图2展示本公开一种实施例的二次电池首次充放电方法的流程图。
[0024]图3展示首次充放电方法之后第二次充电后的放电曲线对比图。
[0025]图4展示图3所示第二次充电后的初始阶段的放电曲线局部放大图。
具体实施方式
[0026]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本公开所揭露的消息轻易地了解本公开的其他优点与功效。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用系统，本公开中的各项细节也可以根据不同观点与应用系统，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]下面以附图为参考，针对本公开的实施例进行详细说明，以便本公开所属
的技术人员能够容易地实施。本公开可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。
[0028]在本公开的表示中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的表示意指结合该实施例或示例表示的具体特征、结构、材料或者特点包括于本公开的至少一个实施例或示例中。而且，表示的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本公开中表示的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0029]虽然未不同地定义，但包括此处使用的技术术语及科学术语，所有术语均具有与本公开所属
的技术人员一般理解的意义相同的意义。普通使用的字典中定义的术语追加解释为具有与相关技术文献和当前提示的消息相符的意义，只要未进行定义，不得过度解释为理想的或非常公式性的意义。
[0030]在相关技术中，对二次电池的工作原理进行研究发现，其在首次充放电时，电解液在负极表面发生还原反应，产生大量的有机或无机产物，沉积在负极表面，形成一层致密的钝化膜，即固体电解质界面(solid electrolyte interface，简称SEI)膜。
[0031]在首次充放电过程中，存在SEI膜形成和修复、负极活性位点失活及提供活性金属的不可逆沉积等活性金属快速消耗现象，导致首次效率低，循环过程可逆，容量衰减快。
[0032]因此，在相关技术中，通过减缓或补充SEI成膜过程的活性金属消耗，实现首效提升，可以显著提高电芯能量密度及循环寿命。
[0033]以锂离子电池为例，相关技术的补锂手段包括预锂化，其中负极补锂是一种常见的预锂化技术。所谓负极补锂是指在负极片设置补锂层，利用外部锂源，补充SEI膜的成膜消耗，大幅提升电芯首效。
[0034]在对负极补锂后的二次电池进行首次充放电测试时发现，如图1所示，在首次充电之后，补锂组的放电过程初期多了一个放电平台，该平台为放电过程中负极锂金属对正极LFP(Lithium iron phosphate，即磷酸铁锂，又称磷酸锂铁、锂铁磷)电压平台。该平台的产生说明预锂化后负极仍存在残留锂，这部分锂在后期会和电解液反应，影响电池的性能。同
时，该平台的存在说明在预锂化完成后，在充放电初期剩余的锂并未完全钝化，仍可以参与充放电反应，随着充放电循环的进行，这部分锂逐步钝化形成死锂，进而恶化电池性能。
[0035]目前，在相关技术中，提高补锂效率方法主要有：包覆改性锂粉、核壳结构锂粉、高膨胀负极材料、锂带斑马间歇条纹补锂、微米级微孔锂膜等。其中，在核壳结构锂粉中，核为导电材料，壳为锂金属，预锂化后稳定极片结构，改善电子及离子传输。对高膨胀负极材料，利用补锂后期材料的膨胀，在膨胀锂的作用下、死锂结构破裂能继续进行预锂化反应提供活性锂。延间歇斑马纹补锂相对于全锂膜覆盖极片，减小了死锂对极片影响面积。微米级微孔锂膜，利用锂膜自带微孔，提高预锂化效率，改善预锂化死锂影响。
[0036]但是，对于锂粉改性，锂粉自身成本极高，进一步改性再次增加成本且改善效果有限。而高膨胀负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池首次充放电方法，其特征在于，所述二次电池包括具有活性金属补充层的负极片，所述二次电池充放电方法包括：对所述二次电池进行首次充电；对首次充电的二次电池进行第一步放电，以消耗所述活性金属补充层的残留金属；对第一步放电后的第二电池进行至少两步放电。2.根据权利要求1所述的二次电池首次充放电方法，其特征在于，所述第一步电流的电流小于预设值。3.根据权利要求1所述的二次电池首次充放电方法，其特征在于，所述第一步放电的电流小于所述第一步放电后的至少两步放电的电流。4.根据权利要求3所述的二次电池首次充放电方法，其特征在于，所述第一步放电采用0.01
‑
0.2C的电流进行恒流放电。5.根据权利要求3所述的二次电池首次充放电方法，其特征在于，所述第一步放电后的至少两步放电的电流范围是0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌茂，杨琪，张热喝，霍涛涛，占莎，蒋治亿，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：