本发明专利技术属于电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池SEI膜化成方法。所述方法包括：组装钠离子电池的预制电芯，将预制电芯置于磁场中以脉冲电进行充电化成；所述磁场为交变电磁场，磁场方向垂直于预制电芯中电极；所述脉冲电为方波脉冲电，占空比为55～60％，脉冲电处于谷值电流空扫时区时交变电磁场磁场方向改变。本发明专利技术通过脉冲电配合磁场动态形成SEI膜，确保了SEI膜的致密性和稳定性，以及使得SEI膜与电极形成强有效的结合，确保了电池的循环性能，同时由于动态成膜的特点，其更有效地形成了钠离子传输通道，能够减小电池在化成过程中的不可逆容量损失。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，尤其涉及一种钠离子电池sei膜化成方法。
技术介绍
1、钠离子电池是一种新型的碱金属离子电池，其相较于锂电池而言具有更高的安全性和可靠性，有望取代锂离子电池实现大规模储能应用。
2、但目前，钠离子电池的性能始终存在一定的缺陷，与锂电池具有较大的差距。而其中导致该性能差距的一个重要原因即在于钠离子电池的化成效果极不稳定，导致其所形成的sei膜品质较差。且由于储钠负极材料的初始库伦效率普遍较低，常规的锂离子电池化成技术用于钠离子电池时实际效果极为有限。如常规的电化学化成法，需要将待负极材料与金属钠正极组装成预制电芯，通过外加电压或电流驱动钠离子移动至电极材料中形成钝化sei膜。此法所形成的sei膜能够将电解液和负极有效分隔开，但是其稳定性相对较差，尤其在高倍率条件下，其循环性能保持率极低。
3、还如其余的如短接法化成，作为一种新型的化成方法其具有高效、高首效等优点，但是其所形成的sei膜稳定性相对较差，厚度较小，导致实际循环寿命差。
4、而上述的电化学法和短接法除了上述的缺陷以外，其还存在一个最为显著的缺陷，即其均存在较大的不可逆容量损失，通常不可能容量损失会达到50mah/g以上，使得钠离子电池的实际性能进一步受到了限制。
技术实现思路
1、为解决现有的钠离子电池化成方法无法有效保障sei膜稳定性，导致钠离子电池普遍存在循环寿命差，以及化成过程容易产生较大的不可逆容量损失等问题，本专利技术提供了一种钠离子电池sei膜化成方法。</p>2、本专利技术的目的在于：
3、一、确保化成效果，能够有效形成具备高稳定性的sei膜；
4、二、能够减少化成过程产生的不可逆容量损失；
5、三、提高化成效率。
6、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
7、一种钠离子电池sei膜化成方法，
8、所述方法包括：
9、组装钠离子电池的预制电芯，将预制电芯置于磁场中以脉冲电进行充电化成；
10、所述磁场为交变电磁场，磁场方向垂直于预制电芯中电极；
11、所述脉冲电为方波脉冲电，占空比为55～60％，脉冲电处于谷值电流空扫时区时交变电磁场磁场方向改变。
12、作为优选，
13、所述预制电芯中正极片、隔膜和负极片依次采用叠放式进行组装。
14、作为优选，
15、所述交变电磁场和方波脉冲电频率均为3～5hz，两者同频且脉冲电的峰值电流时区对准交变电磁场磁场方向不变的时区。
16、作为优选，
17、所述脉冲电的峰值电流时区对准交变电磁场磁场方向由负极指向正极。
18、作为优选，
19、所述交变电磁场的峰值磁场强度为0.8～1.0t。
20、作为优选，
21、所述充电化成过程控制电流倍率为0.10～0.20c。
22、作为优选，
23、所述充电化成过程截止电位为3.0～3.6v。
24、本专利技术采用磁场配合脉冲电进行电池的化成。
25、在脉冲电的作用下，高频电流实际会使得钠离子和氧在电极表面产生周期性的扩散，提高扩散频率，促进电极表面的均匀传质，同时在传统锂电行业中，技术人员认知到有双扩散层理论的存在，在锂电行业通过高频电能够实现以高频短循环周期的脉冲电流控制扩散层扩展，在电极表面形成脉冲扩散层和浓差扩散层。脉冲扩散层是由脉冲电引起的，在电极表面形成的初始扩散层，而初始扩散层与电解液的界面处由于脉冲电的作用导致了反应物粒子浓度的下降，即粒子空白区间，而与电解液主体产生了浓差，该浓差的产生使得电解液自主产生了反应粒子对流驱动力，该驱动力促进远离电极的深层电解液中反应粒子向电极表面扩散层输送，进而形成了浓差扩散层，由电解液主体向粒子空白区间产生扩散。
26、通过上述理论，技术人员能够在锂电池中构建双扩散层体系以优化锂电池的sei膜体系，提高sei膜的致密性并且更加快速有效地形成sei膜。但在钠离子电池体系中，以上的双扩散层体系则发生了一定的变化，一来是钠离子电池本身由于其电极的理论储钠容量和效率均低于锂离子电池，因而实际简单采用脉冲电实际并无法有效如预期般形成类似于锂电池的双扩散体系。但是在该过程中，研发人员却发现脉冲条件下在电极表面形成了一层高度致密却非常容易剥落的钝化膜层，而基于钠离子电池自身的体系特点，研发人员认为在脉冲电条件下，由于钠离子电池的储钠效率低、化成进程较慢，因而无法有效形成脉冲扩散层，但在电极表面却形成了三级浓差，即距电极表面由近至远依次存在高浓度反应粒子、低浓度反应粒子和高浓度反应粒子三种浓度。
27、其中距离电极表面最近的高浓度反应粒子是由于脉冲电流产生的，脉冲电流驱动电解液中近电极表面的反应粒子运动，快速移动至电极表面，但这些电子由于反应效率较低无法如锂电池般在电极的表层直接嵌入反应形成扩散层，而大多仅仅是形成脉冲粒子富集层，而由于脉冲电的作用“抽离”了电极表面一定距离内的反应粒子，使得脉冲粒子富集层背向电极的外表面产生短暂的“粒子真空”，即低浓度反应粒子区，在脉冲电流空扫期间，脉冲粒子富集层的高浓度反应粒子会产生浓差扩散，反应粒子形成较强的扩散驱动力，而最外层的高浓度反应粒子则是电解液本身的反应粒子浓度，相对要低于脉冲粒子富集层的反应离子浓度，因而虽然同样的高浓度反应粒子，但实际低浓度反应粒子的两侧反应粒子的扩散驱动力存在差异，在该过程中反应粒子将会扩散至低浓度反应粒子区间，形成扩散粒子富集层，并且脉冲粒子富集层会向远离电极表面的方向推移，而脉冲粒子富集层本身反应粒子处于受活化态，并且由于低浓度反应粒子区间存在双面粒子扩散，导致由于浓差扩散作用产生的浓差粒子富集层中反应粒子浓度会高于经过扩散后反应粒子浓度下降的原脉冲粒子富集层，进而在此处形成sei钝化膜，且由于成膜效应会持续吸引原脉冲粒子富集层表面的反应粒子，而又在脉冲电作用下，所形成的sei钝化膜会被推向电极表面，进而形成的附着在前述附着在电极表面的高度致密的sei钝化膜，但由于其并非是在电极表面直接生长的，因而稳定性极差、非常容易剥落，并且在剥落后在电极表面还能够发现其存在一层极薄的sei膜，这是由于不断的脉冲作用在电极表面缓慢生长而成的，但两者并未产生有效的结合，导致化成效果极差。而常规的恒电流化成一来无法确保传质均匀性，二来由于电场的持续存在，实际减小了电解液中反应粒子向电极表面运动的浓差驱动力，进而使得所形成的sei膜较为松散、致密度较低。甚至由于电极表面的反应粒子富集，会产生反向的浓差驱动力，导致电极表面富集的反应粒子反而产生背向电极的浓差驱动力，因而导致恒电流条件相较于脉冲电条件，电极表面反而更难以形成高浓度反应粒子，导致了钠离子电池化成效果差。
28、而对此，研发人员进一步对脉冲化成进行了研究，在脉冲过程中施加了相适配的交变电磁场，通过交变电磁场的作用，使得脉冲粒子富集层形成过程中能够通过增大反应粒子本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种钠离子电池SEI膜化成方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池SEI膜化成方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池SEI膜化成方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种钠离子电池SEI膜化成方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池SEI膜化成方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池SEI膜化成方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池SEI膜化成方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池sei膜化成方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池sei膜化成方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池sei膜化成方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔孟伟，钟国兵，丁晨，彭帅，孟亚斌，王继生，
申请(专利权)人：吉安市优特利科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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