凝胶锂离子电池化成方法和应用及凝胶锂离子电池技术

本发明专利技术涉及锂离子电池领域，公开了凝胶锂离子电池化成方法和应用及凝胶锂离子电池，该方法包括：将未化成的锂离子电池依次进行第一阶段化成和第二阶段化成；第一阶段化成包括阶梯充电化成；第二阶段化成包括，以电流C

【技术实现步骤摘要】
凝胶锂离子电池化成方法和应用及凝胶锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种凝胶锂离子电池化成方法和应用及凝胶锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为一种高电压、高能量密度且对环境友好的电池，广泛应用于3C、动力汽车等人们日常生活的各个领域。但是近年来，对于动力电池着火爆炸事件也屡有发生，因此在追求越来越高的能量密度的同时，锂离子电池的安全问题也不容忽视。作为一种安全性能的优化方案，凝胶锂离子电池受到了广泛的关注，凝胶电池通过固化电解液，降低电解液的流动性，可以显著提升电池的安全性能。
[0003]现有技术中在电池装配注液完成后，通过化成和老化工艺对电池进行激活，使形成的SEI膜性质和组成更加稳定，保证电池电化学性能的稳定性。但是为了保证电池的性能，通常电池在高温条件下均放置较长的时间。
[0004]现有的凝胶电解液普遍采用热聚合方式，即在电解液中加入聚合单体和引发剂，再通过加热聚合实现电解液凝胶化。但是现有技术中，通过引发剂聚合的凝胶化不均匀，同时由于电解液中引发剂的引入，包括单体的残留，对正负极的兼容性不佳，电池的性能影响较大。容易导致凝胶电池内阻过大而导致电池倍率、低温、循环等性能不佳的问题，及电芯胀气，如何保证凝胶电池安全性能的同时提高电池的电性能是当前行业中面临的重要问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有化成工艺下凝胶锂离子电池内阻过大而导致电池倍率、低温、循环等性能不佳问题，提供一种凝胶锂离子电池化成方法和凝胶锂离子电池。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种凝胶锂离子电池化成方法，其中，将未化成的锂离子电池依次进行第一阶段化成和第二阶段化成；其中，
[0007]第一阶段化成包括阶梯充电化成；
[0008]第二阶段化成包括，在第二阶段化成的条件下进行静置；
[0009]其中，所述第二阶段化成的条件包括：采用渐进式充电至电池电压为V
s
，然后在第二阶段化成的条件下进行静置；
[0010]其中，所述渐进式充电包括：以电流C
s1
充电至电池电压为V
s1
，然后在V
s1
下恒压充电至截止电流为C
s2
，再以电流C
s2
充电至电池电压为V
s
；
[0011]其中，V
s
为4
‑
4.2V，V
s1
＜V
s
，C
s2
＜C
s1
；
[0012]其中，所述第二阶段化成的条件包括：静置温度T
s
为60
‑
90℃，静置时间t
s
为1
‑
10h。
[0013]本专利技术第二方面提供上述第一方面所述的化成方法在凝胶锂离子电池制备过程中的应用。
[0014]本专利技术第三方面提供一种凝胶锂离子电池，其中，所述凝胶锂离子电池是未化成
的锂离子电池通过上述第一方面所述的化成方法处理得到的。
[0015]本专利技术获得的有益效果如下：
[0016](1)本专利技术提供的凝胶锂离子电池化成方法，针对采用电化学聚合的凝胶电池可以有效提升凝胶单体的凝胶效率和效果，通过第一阶段化成和第二阶段化成即可完成化成工艺步骤，再进行二封后即可进行正常的分容，大幅缩短现有技术中化成
‑
老化工艺的时间，提高生产效率，配合引入可电化学原位聚合的单体，能够实现聚合单体在电极表面原位固化。
[0017](2)通过本专利技术提供的凝胶锂离子电池化成方法获得的凝胶锂离子电池，可以在保证电池安全性能的同时，有效降低电池内阻，提高电池的倍率、低温和循环性能。
附图说明
[0018]图1是实施例1中化成工艺流程示意图。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]在本专利技术中，术语“SEI”为“solid electrolyte interphase”的缩写，是指在液态锂离子电池首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应形成的一层覆盖于电极材料表面的钝化层。
[0021]本专利技术第一方面提供一种凝胶锂离子电池化成方法，其中，将未化成的的锂离子电池依次进行第一阶段化成和第二阶段化成；其中，
[0022]第一阶段化成包括阶梯充电化成；
[0023]第二阶段化成包括：采用渐进式充电至电池电压为V
s
，然后在第二阶段化成的条件下进行静置；
[0024]其中，所述渐进式充电包括：以电流C
s1
充电至电池电压为V
s1
，然后在V
s1
下恒压充电至截止电流为C
s2
，再以电流C
s2
充电至电池电压为V
s
；
[0025]其中，V
s
为4
‑
4.2V，V
s1
＜V
s
，C
s2
＜C
s1
；
[0026]其中，所述第二阶段化成的条件包括：静置温度T
s
为60
‑
90℃，静置时间t
s
为1
‑
10h。
[0027]在本专利技术中，本领域技术人员可以理解的是，所述未化成的锂离子电池指已经完成装配并进行电解液注液封装(也称为“注液一封”)后的电池，所述未化成的锂离子电池在完成化成工艺步骤，再进行二封后即可进行正常的分容。
[0028]在本专利技术中，本领域技术人员可以理解的是，所述渐进式充电指的是，先通过较大电流下的恒流充电，再通过恒压充电至较小的截止电流，再在该截止电流下进行恒流充电至目标电压。对于未化成的锂离子电池，先通过第一阶段化成对电池进行充电活化，再通过第二阶段化成，一方面通过渐进式充电能够有效降低电压极化，减少电压降，保证预聚合反应的充分进行，从而有助于提高化成后电池的电化学性能，另一方面达到充分在特定的电压下进行高温静置在保证凝胶电池安全性能的同时可以改善凝胶电池的电性能。
[0029]在本专利技术中，根据不同的电池体系，所述V
s1
可以相对应的进行调整，优选地，以渐进式充电末端V
s
下对应的充电容量为电池理论容量计，以电流C
s1
充电至电池电压为V
s1
时对应的充电容量可以为电池理论容量的65
‑
75％。优选地，所述渐进式充电中，V
s1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凝胶锂离子电池化成方法，其特征在于，将未化成的锂离子电池依次进行第一阶段化成和第二阶段化成；其中，第一阶段化成包括阶梯充电化成；第二阶段化成包括：采用渐进式充电至电池电压为V
s
，然后在第二阶段化成的条件下进行静置；其中，所述渐进式充电包括：以电流C
s1
充电至电池电压为V
s1
，然后在V
s1
下恒压充电至截止电流为C
s2
，再以电流C
s2
充电至电池电压为V
s
；其中，V
s
为4
‑
4.2V，V
s1
＜V
s
，C
s2
＜C
s1
；其中，所述第二阶段化成的条件包括：静置温度T
s
为60
‑
90℃，静置时间t
s
为1
‑
10h。2.根据权利要求1所述的方法，其中，V
s1
为3.95
‑
4.05V，V
s
为4
‑
4.15V；优选地，C
s1
为0.1
‑
0.3C，进一步优选为0.1
‑
0.25C；优选地，C
s2
为0.05
‑
0.1C，进一步优选为0.05
‑
0.08C；优选地，所述第二阶段化成的条件包括：静置温度T
s
为75
‑
85℃，静置时间t
s
为3
‑
7h；优选地，所述第二阶段化成的条件还包括：对电池施加外加压力；进一步优选地，所述电池的外加压力p
s
为0
‑
0.5MPa，更优选为0.1
‑
0.2MPa。3.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟海敏，胡家玲，赵文文，
申请(专利权)人：恒大新能源技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：