一种圆柱型锂离子电池的老化方法技术

本发明专利技术一种圆柱型锂离子电池的老化方法，该方法包括充电步骤，给电芯充电，使其电压高升至初始电芯；和放置步骤，将电芯放置预先设定的老化温度环境下放置。采用上述高温老化方法，更有效地促进化成SEI的再生过程，形成一个更均匀稳定SEI膜，并能够更好进挑选内部微路低电压的电芯，与现有的方法相比老化时间要短，温度要高，与正常电芯相比，内部微短路电芯的电压更明显，从而也更容易挑选低电压电芯，也大大缩短了周期，节约能源，增长经济利益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池的老化方法，更具体地说，本专利技术是关于一种圆柱型锂离子电池 的老化方法。技术背景随着科技和经济发展市场电子产品的功能越来越强大，而且形型尺寸要求越来越 小、重量要求越来越轻。锂离子电池由于具有高比容量、高工作电压、无环境污染、循环寿命 长、工作温度范围广等优点，广泛应用于移动手动电话、笔记本电脑、数码相机等电子产品 中，甚至有的锂离子电池已应用在汽车上。锂离子电池是以钴酸锂、锂镍氧化物、镍钴锰三元材料、锂锰氧化物、磷酸亚铁锂、 磷酸钒锂等为正极活性材料，以金属锂、锂合金、碳材料、钛酸锂等为负极活性材料，其电解 液以使用有机液态电解液或固态凝胶电解液，目前锂离子电池以液态有机非水溶液电解液 为主，如EC碳酸乙烯酯和DMC 二甲基碳酸酯混和物为溶剂，以LiPF6为溶质，并添加少量添 加剂组成，添加剂可以电解液导电能力，还具有过充保护能力。锂电池的生产工艺流程一般有如下步骤正负极配料一正负极涂布一正负极辊压 —正负极裁剪一卷芯一电芯组装一激光焊接一电芯烘烤一注液一预充电一老化一分容检 测一包装出货。其中的老化步骤的主要目的稳定电芯的电压，方便挑出低电压电芯。因为 经过化成之后，负极表面形成的SEI膜还不是很稳定，需要一个再生成的过程，在高温下进 一步的促进SEI的稳定生成，并形成一个稳定均勻的SEI。在老化此过程中，低电压电芯偶 尔内部出现微短路，具有爆炸的潜在危险，一旦流入市场后果不堪设想。在老化过程中，内 部有微短路的电芯电压下降会比较快，老化完成后检查，即可容易将这些内部有微短路的 电芯挑选出来。现在有老化方法通常是将电芯充电至3. 5V左右，然后在33°C环境下放置 7天。采用这种老化方法对电芯进行老化，存在着电芯的电压下降不明显，低电压的电芯不 容易挑选出来，不利于控制潜在一定的危险电芯流入市场。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法那个有效地使内 部微短路的电芯电压下降更明显，有利于更容易挑选出来低电压的电芯，从而避免内部微 短路的电池产生爆炸的危险。为达到上述目的，本专利技术是这样实现的，该方法包括如下步骤充电步骤，给电芯充电，使其电压高升至初始电芯的电压3. 60-3. 70V ；放置步骤，将电芯放置预先设定的老化温度环境下放置。之所以选择初始电压为3. 60-3. 70V，其中这种圆柱型锂离子的特性所在，当电 压> 3. 70V时，超过电芯的安全电位，出现过充现象，严重破坏电芯内部结构。当电压 < 3. 60V,电压过低时，电芯在短时间内下降不明显，需要较长的老化时间，不利于挑选低电压的电芯，对品质控制严重失控。如上所述中，初始电芯的电压优选为3. 65-3. 70V,最佳为 3. 65V。如上所述放置时间2-7天，优选为3-4天，最佳为3天。放置时间2_7天，放置时间 2天以内，电芯老化不完全，内部微短路电芯的电压下降不明显，不能挑选出来，存在一定的 安全隐患；放置时间7天时，电芯充分老化，对内部微短路的电芯有很明显的改善，但是老 化时间过长，生产周期将增加，增大储存空间，增加成本，导致经济效益明显下降。如上所述老化温度40_60°C，优选为45°C。老化温度设定40_60°C，温度过低时，老 化不完全，电芯电压下降不明显，同样也不能很好地挑选低电压的电芯；而当温度过高，电 池加快老化，容易损伤电芯内部的结构。采用上述高温老化方法，更有效地促进化成SEI的再生过程，形成一个更均勻稳 定SEI膜，并能够更好进挑选内部微路低电压的电芯，与惯用的老化方法相比老化时间要 短，温度要高，与正常电芯相比，内部微短路电芯的电压更明显，从而也更容易挑选低电压 电芯，也大大缩短了周期，节约能源，增长经济利益。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术具体实施进行详细的描述。1、电池的制备(1)正极的制备将143千克正极活性成分LiFeP04、6. 4千克导电剂SP、9. 55千克粘结剂聚偏二氟 乙烯PVDF、262千克N-甲基吡咯烷酮混合，然后在真空搅拌机中搅拌形成均勻的正极浆料。将该浆料均勻涂在18um铝箔上，然后在120°C烘干、辊压、分条裁剪制得尺寸为 1540X55mmX0. 167mm的正极，其中含有26. 4克活性成分LiFeP04。(2)负极的制备将53. 2千克活性成分天然石墨、1. 48千克乙炔黑、1. 77千克导电剂SP、2. 65千克 粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF、64. 5千克N-甲基吡咯酮、0. 04克添加剂草酸混合，然后在真空 搅拌机中搅拌形成均勻的负极浆料。将该浆料均勻涂在IOum铜箔上，然后在110°C烘干、辊压、分条裁剪制得尺寸为 1576X57X0. 82mm的负极，其中含有9. 9克活性成分天然石墨。(3)电解液的制备将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/DMC =1:1的混合溶剂中形成非水电解液。(4)电池的装配将上述制得的正极、负极用20um聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔膜纸卷绕形成一 个圆柱型锂离子的电芯，将该电芯装入规格沈系列的钢壳中，经焊接、烘烤、冷却后，在手 套中在除湿氮气环境中手动注入上述电解液20. 5克电池钢壳中，在真空封口制得电池，在 室温下静置M小时，以达到电解液充分浸润电芯中的活性物质的目的，使化成过程中形成 的SEI膜均勻、稳定，随后准备化成。实施例1老化开始时初始电芯的电压3. 60V，老化温度50°C，老化时间为4天。任取以上方法制得电芯300个未化成的圆柱型钢壳锂离子电芯，将电芯预充电压 为3. 60V,再将电芯置于高温房，设置环境温度50°C，老化时间4天后检测电压，检测低电压 的电芯有9个，低电压率为3.0%。实施例2老化开始时初始电芯的电压3. 70V，老化温度40°C，老化时间为3天。任取以上方法制得电芯300个未化成的圆柱型钢壳锂离子电芯，将电芯预充电压 为3. 70V,再将电芯置于高温房，设置环境温度40°C，老化时间3天后检测电压，检测低电压 的电芯有9个，低电压率为3.0%。实施例3老化开始时初始电芯的电压3. 65V，老化温度45°C，老化时间为3天。任取以上方法制得电芯300个未化成的圆柱型钢壳锂离子电芯，将电芯预充电压 为3. 65V，再将电芯置于高温房，设置环境温度45°C，老化时间3天后检测电压，检测低电压 的电芯有9个，低电压率为3.0%。对比实例1任取以上方法制得电芯300个未化成的圆柱型钢壳锂离子电芯，将电芯预充电压 为3. 35V，再将电芯置于高温房，设置环境温度33°C，老化时间7天后检测电压，检测低电压 的电芯有5个，低电压率为1.6%。对比实例2任取以上方法制得电芯300个未化成的圆柱型钢壳锂离子电芯，将电芯预充电压 为3. 30V,再将电芯置于高温房，设置环境温度33°C，老化时间7天后检测电压，检测低电芯 的电芯有4个，低电压率为1.3%。对比实例3任取以上方法制得电芯300个未化成的圆柱型钢壳锂离子电芯，将电芯预充电压 为3. 50V,再将电芯置于高温房，设置环境温度33°C，老化时间7天后检测电压，检测低电压 的电芯有6个，低电压率为2.0%。通过以上实例不难看出，通过本专利技术对圆柱型锂离子电池进行老化处理后，低电 压率一般在3.0%左右，而采用对比例(即惯用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆柱型锂离子电池的老化方法，其特征在于该方法主要包括如下步骤：充电步骤，给电芯充电，使其电压高升至初始电芯的电压，初始电芯电压为３．６０－３．７０Ｖ；放置步骤，将电芯放置预先设定的老化温度环境下放置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志光，
申请(专利权)人：八叶厦门新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：92