锂离子电池化成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锂离子电池化成方法，包括如下步骤：注液并陈化；控制电池内压在0.15-2.00Mpa，对锂离子电池进行充电，先采用0.03-0.1C电流充电，充入电量为设计容量的30-40%；静置0.5-1h；控制电池内压在-0.01—-0.1Mpa，采用0.1-0.5C电流充电，充入电量为设计容量的20-30%；充入纯度为99.99%以上的氮气，压力为0.100MPa-0.105Mpa。本发明专利技术的化成方法可以通过控制电池内压，在化成初期采用正压化成，在化成后期采用负压化成，使锂离子电池负极形成均匀稳定的SEI膜，提高电池性能；且操作简单易行。采用该方法的化成装置，对化成生成的有毒及腐蚀性气体进行收集，集中处理，不让其排放到车间及自然环境中，改善了操作人员的工作环境，不会污染环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种本专利技术涉及硬壳(不锈钢壳、铝壳、塑料外壳等)锂离子电池化成方法及装置。
技术介绍
近年来，由于不可再生能源危机和环境污染严重，加速了绿色环保高性能锂离子电池的发展，应用领域由数码产品领域延伸到交通动力，储能、航天、通信备用电源等领域；对锂离子电池的需求也由原先的几百毫安时发展到上百甚至上千按时。出于安全性、加工性，现在高容量锂离子电池多以硬壳为主。目前硬壳锂离子电池生产中，处硬壳圆柱电池外，多使用注液孔开口化成方法，这样可以让电池内外气压保持平衡，以便于换成气体的排除。但是该方法实施过程中存在很多缺陷:锂离子电池的首次化成生成固体电解质中间相膜(SEI)的充电过程产生负极极化现象，进而引起溶剂发生电化学还原而产生气体。气体的存在必然会导致电池的膨胀、电解液的外溢、电池外观的腐蚀、容量偏低。外溢的电解液又会与空气中的水分反应产生有毒、强腐蚀性气体,对化成设备及化成辅助设备有腐蚀性；且化成过程中也会产生有毒性气体，如对这些气体不收集，集中处理，而直接排放到车间或外界环境中，这些气体会污染环境，严重影响职工身体健康；开口化成，免不了空气向电池内的扩散，这样会减小了电池容量，为了防止或减少空气的倒吸、电解液的外溢传统的解决办法是:1)控制化成车间湿度，一般要求车间相对湿度在30%以下；2)在注液后或化成前，用胶带和胶套把注液孔封上，但是这样就会造成化成过程中生成的气体无法排除化，使电池内部一直存在一定的正压，致使电池膨胀，且这些气体在电芯内部形成许多绝缘区域，致使极群各区域化成不均匀，负极无法形成均匀稳定的SEI膜，在大电流充电时，可能会造成析锂，鼓壳等，影响电池的安全，且也会影响电池内阻，影响电池的大电流放电性能。除开口化成外，也有不少专家提出了真空化成或负压化成，这样虽有利于电池化成生成气体的排除，但是这样只会加重电解液的外溢，外溢的电解液腐蚀真空箱或者真空管道；且负压化成通常是把整个电池放在一个负压容器器进行化成，很难实现批量化生产，且操作不便；还有就是锂离子电池在整个的化成过程中，并不是一直保持负压就有利于对化成，就能提高电池的性能，相反在化成初期一定的正压是对电池有利的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池化成方法及装置，可提高电池性能，防止电解液外溢而造成对电芯性能及外壳的影响。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:锂离子电池化成方法，包括如下步骤:注液并陈化；控制电池内压在0.15-2.0OMpa，对锂离子电池进行充电，先采用0.03-0.1C电流充电，充入电量为设计容量的30-40% ;静置0.5-lh ;控制电池内压在-0.01一-0.1Mpa，采用0.1-0.5C电流充电，充入电量为设计容量的20-30% ;充入纯度为99.99% 以上的氮气，压力为 0.1OOMPa-0.105Mpa。采用上述锂离子电池化成方法的装置，包括固定架、主管道、支管道，所述主管道通过一个通气开关后连接若干支管道，每根支管道的末端连接有一个气体处理装置，所述气体处理装置的末端设有电解液储存装置，所述电解液储存装置的中部为一个储液腔，所述储液腔的上下两端分别设有上接口和下接口。作为优选，每根支管道上设有单向气压阀。本专利技术的化成方法可以通过控制电池内压，在化成初期采用正压化成，在化成后期采用负压化成，使锂离子电池负极形成均匀稳定的SEI膜，提高电池性能；且操作简单易行。采用该方法的化成装置，对化成生成的有毒及腐蚀性气体进行收集，集中处理，不让其排放到车间及自然环境中，改善了操作人员的工作环境，不会污染环境；该化成装置还带有储液装置，化成时溢出的电解液储存在储液装置中，化成结束后，储存装置中的电解液又流回了电芯内部，不会有电解液损失，不会影响电池性能。附图说明图1为化成装置的结构示意图具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以化成50Ah塑壳磷酸铁锂电池为例。锂离子电池化成方法，包括如下步骤:注液并陈化；控制电池内压在0.15Mpa，对锂离子电池进行充电，先采用0.1c电流充电，充入电量为设计容量的35% ；静置0.5h;通过真空系统，控制电池内压在-0.05Mpa ；在-0.05Mpa，先采用0.5C电流充电充入电量为设计容量的20-30% ；充入纯度为99.99%以上的氮气，压力为0.105Mpa ；从化成柜上取下电池，封口，转下一工序。硬壳锂离子电池化成方法，在电池化成过程中，通过控制不同化成阶段的电池内压，使化成后的电芯达到优异的电化学性能。如图1所示为采用上述锂离子电池化成方法的装置，包括固定架1、主管道2、支管道3，所述主管道2通过一个通气开关4后连接若干支管道，每根支管道3的末端连接有一个气体处理装置5，所述气体处理装置的末端设有电解液储存装置，所述电解液储存装置的中部为一个储液腔61，所述储液腔61的上下两端分别设有上接口 62和下接口 63。每根支管道上设有单向气压阀7。将储液腔61的下接口 63插入待化成硬壳锂离子电池8的注液孔，而后把锂离子电池电池安装在固定架I上，使化成触点9与电池正负极良好接触即可使用。该化成装置可收集化成过程中生成的有毒气体，集中处理，防止其排放到车间及自然界中污染环境。该化成装置可防止电解液外溢，减少电解液的损耗。在电池注液孔处接通一个电解液储存，该装置可以为不锈钢、PE或PP材质，该装置可以储存外溢的电解液，当化成结束后，储存的电解液又流回了电芯。本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂离子电池化成方法，其特征在于：包括如下步骤：注液并陈化；控制电池内压在0.15?2.00Mpa，对锂离子电池进行充电，先采用0.03?0.1C电流充电，充入电量为设计容量的30?40%；静置0.5?1h；控制电池内压在?0.01—?0.1Mpa，采用0.1?0.5C电流充电，充入电量为设计容量的20?30%；充入纯度为99.99%以上的氮气，压力为0.100MPa?0.105Mpa。

【技术特征摘要】
1.离子电池化成方法，其特征在于:包括如下步骤:注液并陈化；控制电池内压在0.15-2.0OMpa，对锂离子电池进行充电，先采用0.03-0.1C电流充电，充入电量为设计容量的30-40% ;静置0.5-lh ;控制电池内压在-0.01一-0.1Mpa，采用0.1-0.5C电流充电，充入电量为设计容量的20-30% ;充入纯度为99.99%以上的氮气，压力为0.1OOMPa-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明明，王化胜，宋泽斌，潘健健，吴豪，
申请(专利权)人：浙江超威创元实业有限公司，
类型：发明
国别省市：