一种锂离子电池化成方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池化成方法，涉及电池制备技术领域。具体包括以下步骤：对电芯依次采用第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率进行充电；其中，所述第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率依次增大；当对电芯采用第二充电倍率充电时，对电芯先进行常压环境充电，待常压环境充电达到第一预定时间后；将常压环境充电转换成负压环境充电，待负压环境充电达到第二预定时间后；将负压环境充电转换成常压环境充电，并持续第三预定时间，以方便充电时产生的气体排出。旨在在较短的化成时间内，保证气体的安全排出，同时避免电解液被带出。电解液被带出。电解液被带出。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池化成方法


[0001]本专利技术涉及电池制备
，特别涉及一种锂离子电池化成方法。

技术介绍

[0002]为了响应“碳中和”的伟大目标，同时保证电芯的质量满足客户的苛刻要求，实现电池生产的高效率和低成本，锂电企业致力于全工序设计端和工艺端的不断优化。化成作为锂离子电池在完成组装注液后第一个涉及锂离子向负极嵌入的工序，其工艺的优化尤为重要。锂离子电池化成工艺是锂离子电池在交付使用前的一个小电流充电活化的过程。化成过程涉及到锂离子从正极脱出，在负极与电解液的固液相界面之间发生反应，最终在负极结构表面生成一层SEI膜(Solid Electrolyte Interface固体电解质界面膜)。SEI膜的性质对后期锂离子电池的电性能具有决定性的影响，需要做到厚度薄、致密均一，并且对电子绝缘对锂离子具有良好的导通性能。
[0003]目前，在锂离子电池的生产制造中，为了保证电池能够形成性能优良的SEI膜，传统的化成工艺往往利用小倍率的电流进行化成，但采用小倍率的电流进行化成会造成化成流程耗时较长。
[0004]为了解决上述技术问题，中国专利CN114284562A于2022年04月05日公开了一种锂离子电池开口化成的方法和锂离子电池，主要包括真空条件下将电解液注入电芯中，经预充电后得到已激活电芯；所述电解液包括锂盐和有机溶剂，所述预充电的过程在开口状态下进行；在开口状态下将所述已激活电芯进行搁置，得到搁置后的电芯；在开口状态下对所述搁置后的电芯进行化成，得到化成后的电芯；所述化成的过程中依次采用第一充电倍率、第二充电倍率和第三充电倍率对所述搁置后的电芯进行充电至设计额定容量的100％，所述第一充电倍率和所述第三充电倍率分别大于所述第二充电倍率；将所述化成后的电芯封口，得到所述锂离子电池。其虽然解决了采用小倍率的电流进行化成会造成化成流程耗时较长的问题，但是在SEI膜形成的过程中会因为副反应的发生而产气，传统的化成流程保持常压环境或者恒定不变的负压环境，这样会造成界面处气体排出不畅或者因负压环境排气造成电解液被部分带出，导致锂离子无法正常迁移，从而导致形成的SEI膜不均一致密。因此如何在较短的化成时间内，保证气体的安全排出，同时避免电解液被带出，成为了亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是提供一种锂离子电池化成方法，旨在在较短的化成时间内，保证气体的安全排出，同时避免电解液被带出。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提出一种锂离子电池化成方法，包括以下步骤：
[0007]对电芯依次采用第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率进行充电；其中，所述第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率依次增大；
[0008]当对电芯采用第二充电倍率充电时，对电芯先进行常压环境充电，待常压环境充
电达到第一预定时间后；将常压环境充电转换成负压环境充电，待负压环境充电达到第二预定时间后；将负压环境充电转换成常压环境充电，并持续第三预定时间，以方便充电时产生的气体排出。
[0009]在本申请的一实施例中，在对电芯进行充电之前还包括：
[0010]将完成注液的电芯放置于第一预设温度的烘箱中，浸润t1小时，48h≥t1≥12h。
[0011]在本申请的一实施例中，所述第一预设温度为w，80℃≥w≥40℃。
[0012]在本申请的一实施例中，当完成第三倍率充电之后，还包括对充电完成的电芯进行负压环境处理，以使管路系统中的电解液完全回流至电芯中。
[0013]在本申请的一实施例中，当采用第一倍率充电时，对所述电芯采用常压环境充电；和/或
[0014]当采用第三倍率充电时，对所述电芯采用负压环境充电。
[0015]在本申请的一实施例中，充电倍率的获取步骤为：
[0016]对多个相同型号的未化成电芯依次进行恒流充电并使各个电芯的充电倍率均不相同；
[0017]对各个电芯进行拆解，获取对应电芯负极片界面出现气泡状析锂的比例；
[0018]其中，选取气泡状析锂的比例为零时所对应电芯的最大充电倍率为第一充电倍率；选取气泡状析锂的比例为0至5％的所对应电芯的最大充电倍率作为第二充电倍率；选取气泡状析锂的比例为5％至10％的所对应电芯的最大充电倍率作为第三充电倍率。
[0019]在本申请的一实施例中，锂离子电池化成方法还包括：所述第一充电倍率对电芯进行第一阶段的充电至第一截止电压，所述第二充电倍率对电芯进行第二阶段的充电至第二截止电压，以及所述第三充电倍率对电芯进行第三阶段的充电至第三截止电压；其中，第一截止电压为与第一充电倍率相对应的电芯开始产气时的电压；所述第二截止电压为与所述第二充电倍率相对应的电芯结束产气时的电压；所述第三截止电压为与第三充电倍率相对应的电芯充电至指定容量时所对应的平均最终电压。
[0020]在本申请的一实施例中，所述负压环境处理包括以下步骤：
[0021]S1：将完成第三倍率充电后的电芯静置第一预定时间；
[0022]S2：将静置第一预定时间后的电芯所处环境调整至负压环境并持续第二预定时间；
[0023]S3：在电芯在负压环境状态下持续第二预定时间后，恢复电芯所述环境至常压环境状态；
[0024]S4：判断负压环境管路系统中的电解液是否完全回流至电池中，若否，重复步骤S1、S2、以及S3。
[0025]在本申请的一实施例中，所述第一预定时间和所述第二预定时间均为t2，10min≥t2≥5min。
[0026]在本申请的一实施例中，所述负压环境为P，
‑
20kPa≥P≥
‑
60kPa。
[0027]采用上述技术方案，对电芯依次采用第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率进行充电，其中第一充电倍率、第二充电倍率、第三充电倍率依次增大，保证充电速度的同时，避免因充电电流过大而导致电芯过热的情况出现。在对电芯采用第二充电倍率充电时，通过将电芯所处的环境从常压环境转换成负压环境、然后再转换成常压环境，通过对
电芯所处环境的调节，能够有效地排出电芯内部产生的气体，保障充电过程的安全性和稳定性。流程简单，便于实施。
附图说明
[0028]下面结合具体实施例和附图对本专利技术进行详细的说明，其中：
[0029]图1为本专利技术第一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本专利技术，并不对本专利技术构成限制。
[0031]如图1所示，为了实现上述目的，本专利技术提出一种锂离子电池化成方法，包括以下步骤：
[0032]对电芯依次采用第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率进行充电；其中，所述第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率依次增大；
[0033]当对电芯采用第二充电倍率充电时，对电芯先进行常压环境充电，待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池化成方法，其特征在于，包括以下步骤：对电芯依次采用第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率进行充电；其中，所述第一充电倍率、第二充电倍率、以及第三充电倍率依次增大；当对电芯采用第二充电倍率充电时，对电芯先进行常压环境充电，待常压环境充电达到第一预定时间后；将常压环境充电转换成负压环境充电，待负压环境充电达到第二预定时间后；将负压环境充电转换成常压环境充电，并持续第三预定时间，以方便充电时产生的气体排出。2.如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，在对电芯进行充电之前还包括：将完成注液的电芯放置于第一预设温度的烘箱中，浸润t1小时，48h≥t1≥12h。3.如权利要求2所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，所述第一预设温度为w，80℃≥w≥40℃。4.如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，当完成第三倍率充电之后，还包括对充电完成的电芯进行负压环境处理，以使管路系统中的电解液完全回流至电芯中。5.如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，当采用第一倍率充电时，对所述电芯采用常压环境充电；和/或当采用第三倍率充电时，对所述电芯采用负压环境充电。6.如权利要求1所述的锂离子电池化成方法，其特征在于，充电倍率的获取步骤为：对多个相同型号的未化成电芯依次进行恒流充电并使各个电芯的充电倍率均不相同；对各个电芯进行拆解，获取对应电芯负极片界面出现气泡状析锂的比例；其中，选取气泡状析锂的比例为零时所对应电芯的最大充电倍率为第一充电倍率；选取气泡状析...

【专利技术属性】
技术研发人员：董骄，曹勇，苏峰，王海波，马仁良，宣健，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：