【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池化成，尤其涉及一种软包钠离子电池化成方法。
技术介绍
1、随着人们对能源和环境的关注日益加深，绿色、可持续的能源储存技术成为了迫切的需求。钠离子电池(nibs)作为一种新型的储能技术，具有潜在的高能量密度、长寿命、低成本等优势，引起了科研人员和产业界的广泛关注。然而，钠离子电池在商业化应用方面仍面临着一些挑战，其中最引人关注的工序之一就是化成。化成的优劣直接决定负极形成固体电解质界面膜(sei)的结构和性能，并进一步影响钠离子电池的首次容量、充放电效率及循环寿命等性能。
2、为了获得性能稳定的sei膜，现有技术一般都是通过对化成温度、化成压力、充放电制度，及电压等进行调整优化，如中国专利cn113097557a提供了一种钠离子电池及其制备方法，该制备方法包括提供待化成的钠离子电池和对待化成的钠离子电池进行梯度化成制得钠离子电池。其梯度化成包括多个充放电步骤，在不同温度下对待化成的钠离子电池进行充放电，有利于形成稳定致密的sei膜，但该制备方法也存在化成电流小、耗时长、效率低等不足。
3、在中国专利文献上公开的“一种基于大电流的钠离子电池化成方法”，其公开号为cn 117080591a，提供了一种基于大电流的钠离子电池化成方法，包括：获得钠离子电池所用硬碳负极材料的扣电首次放电克容量q1、首次库伦效率k、钠离子电池在电压≥0.1v时的放电克容量q2，以及在0.05v≤电压时的放电克容量q3；获得钠离子电池中硬碳负极的敷料量m；在预设的第一化成温度和第一化成压力的环境下，以预设的第一充电电流
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决目前软包钠离子电池化成方法化成电流小、耗时长、效率低以及存在sei膜不稳定等问题。
2、以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种软包钠离子电池化成方法，包括：
3、s1、在三电极体系下，对所制作的钠离子电池进行恒电流充电至预定截止电压，得到负极电位曲线，获得特定配方体系下负极的首次放电克容量，电芯的首次库伦效率以及负极电位不小于0.1v时的放电克容量；
4、s2、计算负极斜坡克容量占总放电克容量的比例；
5、s3、获取同体系下钠离子电池的理论放电容量；
6、s4、在一定的化成温度和化成压力下，以各阶段预设的化成电流对钠离子电池进行分阶段恒流充电，钠离子电池经三个阶段充电先达到对应的充电截止容量，并最终达到充电截止电压。
7、在三电极体系下对钠离子电池进行恒电流充电至预定截止电压，并记录负极电位数据。通过分析这些数据，可以获得负极的首次放电克容量、电芯的首次库伦效率以及负极电位不小于0.1v时的放电克容量。根据负极斜坡克容量和总放电克容量的定义，计算负极斜坡克容量占总放电克容量的比例。这一步有助于了解电池在不同放电阶段的性能表现。最后，在确定的化成温度和化成压力下，使用预设的化成电流对钠离子电池进行分阶段恒流充电至各阶段的充电截止容量。这一步骤确保电池在各阶段的充电过程中能达到预期的充电状态，从而提高电池的充放电效率和性能，解决软包钠离子电池化成方法化成电流小、耗时长、效率低等问题。
8、作为优选，在步骤s4中，以各阶段预设的化成电流对钠离子电池进行分阶段恒流充电至各阶段的充电截止容量包括：以第一预设化成电流对钠离子电池进行恒流充电，直至达到第一充电截止容量；以第二预设化成电流，继续对钠离子电池进行恒流充电，直至达到第二充电截止容量；以预设的第三充电电流，继续对钠离子电池进行恒流充电，直至达到充电截止电压。各阶段对钠离子电池进行恒流充电应当要确保控制充电过程中的温度、电流的稳定供应，以避免对电池造成过充或欠充。同时，要密切监测电池的电压变化，以确保充电过程的安全和有效性。
9、作为优选，第一预设化成电流满足条件0.02c＜i1≤0.1c，第一充电截止容量q4满足条件q4＝q3*(1-k)，q3为理论放电容量，k为电芯的首次库伦效率。钠离子在硬碳表面发生吸附反应，吸附的速率快，不存在析钠的风险，同时，提高化成电流，有利于形成富含无机物的sei膜。
10、作为优选，第二预设化成电流满足条件0.5c≤i2≤3c，第二充电截止容量q5满足条件q3*(1-k)＜q4+q5≤q3*l1，l1为负极斜坡克容量占总放电克容量的比例。第二次充电时，钠离子会嵌入硬碳负极中，此时适当降低充电电流，避免负极表面析钠，并限制容量，避免钠离子在微孔中析钠，防止化成产生气体以及电解液与活性钠反应，从而减少不可逆损失。
11、作为优选，第三预设化成电流满足条件0.1c≤i3≤0.5c，恒流充电充电截止电压值与预定截止电压值相等。多阶段恒流充电可以明显缩短化成时间，极大提高化成效率。
12、作为优选，在步骤s4中，化成温度范围是20℃～80℃，化成压力范围是0.1mpa～4.0mpa。适当的化成温度和化成压力可以提高化成效率。
13、作为优选，在步骤s4中，钠离子电池的正极活性材料为钠离子可逆脱嵌材料，钠离子电池的负极活性材料为软硬碳材料。钠离子在负极发生吸附反应且吸附的速率快，不存在析钠的风险。
14、作为优选，钠离子电池的正极材料包括含有钠元素的钒基，铁基聚阴离子正极材料，普鲁士白类正极材料和普鲁士蓝类正极材料以及层状氧化物正极材料。
15、本专利技术的有益效果是：本专利技术先对具体的材料体系进行分析，确定正极、负极、电解液材料，制备的电芯在小电流下的一些信息，包括负极电位变化，负极斜坡克容量，负极平台克容量，首次充放电效率等。然后对相同体系下未化成的钠离子电池进行分段式充电化成，先使用小电流对软包钠离子电池进行充电，形成致密的sei膜，然后使用大电流对软包钠离子电池进行充电，缩短化成时间，最后再使用小电流对软包钠离子电池进行充电，控制钠离子电池的析钠风险。同时，本专利技术考虑到电芯化成的成膜性、效率性、安全性及可操作性，便于应用推广。
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1.一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，在步骤S4中，所述以各阶段预设的化成电流对钠离子电池进行分阶段恒流充电至各阶段的充电截止容量包括：以第一预设化成电流对钠离子电池进行恒流充电，直至达到第一充电截止容量；以第二预设充电电流，继续对钠离子电池进行恒流充电，直至达到第二充电截止容量；以预设的第三充电电流，继续对钠离子电池进行恒流充电，直至达到充电截止电压。
3.根据权利要求2所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，所述第一预设化成电流应满足条件0.02C＜I1≤0.1C，第一充电截止容量Q4满足条件Q4＝Q3*(1-K)，Q3为理论放电容量，K为电芯的首次库伦效率。
4.根据权利要求2所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，所述第二预设化成电流应满足条件0.5C≤I2≤3C，第二充电截止容量Q5满足条件Q3*(1-K)＜Q4+Q5≤Q3*L1，L1为负极斜坡克容量占总放电克容量的比例。
5.根据权利要求2所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在
6.根据权利要求1或2所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，在步骤S4中，所述化成温度范围是20℃～80℃，化成压力范围是0.1MPa～4.0MPa。
7.根据权利要求1或2所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，在步骤S4中，所述钠离子电池的正极活性材料为钠离子可逆脱嵌材料，钠离子电池的负极活性材料为软硬碳材料。
8.根据权利要求7所述的软包钠离子电池化成方法，其特征在于，所述钠离子电池的正极材料包括含有钠元素的钒基，铁基聚阴离子正极材料，普鲁士白类正极材料和普鲁士蓝类正极材料以及层状氧化物正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，在步骤s4中，所述以各阶段预设的化成电流对钠离子电池进行分阶段恒流充电至各阶段的充电截止容量包括：以第一预设化成电流对钠离子电池进行恒流充电，直至达到第一充电截止容量；以第二预设充电电流，继续对钠离子电池进行恒流充电，直至达到第二充电截止容量；以预设的第三充电电流，继续对钠离子电池进行恒流充电，直至达到充电截止电压。
3.根据权利要求2所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，所述第一预设化成电流应满足条件0.02c＜i1≤0.1c，第一充电截止容量q4满足条件q4＝q3*(1-k)，q3为理论放电容量，k为电芯的首次库伦效率。
4.根据权利要求2所述的一种软包钠离子电池化成方法，其特征在于，所述第二预设化成电流应满足条件0.5c≤i2≤3c，第二充电截止容量q5满...
【专利技术属性】
技术研发人员：何福俭，常林荣，苏锋，
申请(专利权)人：浙江超恒动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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