CN108306062A - 提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池，涉及软包动力电池技术领域。该化成方法包括将注液完成的电池采用多梯次真空静置、真空封口处理后，再将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化、预充电处理、静置等步骤，其中，注液后采用梯次真空静置的浸液方法，可缩短电解液吸收速率，缩短渗液时间；陈化过程采用压力静置，在一定压力下可使电解液浸润得更充分；预充电处理采用电池化成夹具，可使电池正负极板接触紧密，形成的SEI膜成分一致，面厚度均匀、稳定。本发明还提供了电池化成夹具，该夹具结构简单、使用方便，适合于工业生产使用。
Description
技术领域
本发明涉及电池化成技术领域，具体而言，涉及一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池。
背景技术
由于软包动力电池采用铝塑复合膜进行包装，在采用相同原材料的情况下，相对于硬壳电池具有重量更轻、容量更大、内阻更小、设计灵活、安全性更高的特点，被越来越多的新能源车企和动力电池厂商所青睐。
软包动力电池尤其是大容量软包动力电池(50Ah以上)的化成工艺是生产过程中的重要工序，具有特殊的工艺要求和技术难点。化成即是对注液搁置后的电池进行首次充电，形成固体电解质截面膜(SEI膜)的过程，不同的化成工艺，形成的SEI膜则有所不同，而不同的SEI膜对电池性能的影响较大，特别是对电池的循环性能。目前大多数软包动力电池通过高温静置或常温静置来实现电解液的浸润和吸收，且通过压小倍率的电流对电池进行预充电，达到活化电池的目的。
但是，目前的软包动力电池的化成方法存在以下缺陷：(1)渗液时间长，高温静置能耗大，静置效果差，电解液吸收程度不一致；(2)化成电流小，耗时太长，SEI膜不均匀，稳定性差；(3)由于化成时电极表面SEI 膜的不均匀和不稳定，导致循环过程中SEI膜的重复破坏和修补，导致不可逆容量的增加，电池的使用寿命变短。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，可使得电解液浸润得更充分，缩短陈化时间，且电池正负极板接触紧密，形成的SEI膜成分一致，面厚度均匀、稳定，进而提高了软包动力电池的循环使用寿命。
本发明的第二个目的在于提供一种电池化成夹具结构简单、操作方便，可用于上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法中。
本发明的第三个目的在于提供一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法以及电池化成夹具在软包动力电池生产过程中的应用。
本发明的第四个目的在于提供一种软包动力电池。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，包括如下步骤：
(a)将注液完成的电池真空静置，所采用的真空压力按梯次逐级降低，真空静置后进行真空封口；
(b)将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化，陈化的方式为压力静置；
(c)将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，至预充电结束；
(d)将预充电结束且置于电池化成夹具中的电池静置，即化成结束；
其中，步骤(b)-(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300～500 公斤。
进一步的，步骤(a)中，真空静置的总时间为30～150s，真空静置的真空压力为-40～-90kPa，共分为3～5个梯次，各梯次的真空压力按梯次逐级降低；
优选地，真空静置的真空压力分为5个梯次，各梯次的真空压力依次为-40～-45kPa、-50～-55kPa、-65～-75kPa、-80～-85kPa和-85～-90kPa，各梯次的静置时间均为10～30s；
优选地，真空封口的真空压力为-60～-80kPa，优选为-62～-75kPa，进一步优选为-65～-72kPa。
进一步的，步骤(b)中，压力静置的温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；
优选地，步骤(b)中，压力静置的时间为6～48h，优选为7～46h，进一步优选为8～45h。
进一步地，步骤(c)中，预充电处理的温度为35～65℃，优选为36～62℃，进一步优选为38～60℃；
优选地，步骤(c)中，预充电处理时，以0.01～0.03C恒流充电10～30min，上限电压为3900mV；以0.02～0.1C恒流充电60～180min，上限电压为 3900mV；以0.05～0.3C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV。
进一步的，步骤(d)中，静置温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；
优选地，步骤(d)中，静置时间为2～10h，优选为2.5～9.5h，进一步优选为3～8h。
进一步的，所述电池化成夹具作用于电池上的压力为300～480公斤；
优选地，所述软包动力电池的循环寿命提升至20～50％。
本发明还提供了应用于提高软包动力电池循环寿命的化成方法中的电池化成夹具，所述电池化成夹具包括包括第一夹板、第二夹板和卡夹，所述第一夹板、第二夹板和卡夹均为可拆卸连接，所述第一夹板和第二夹板均为绝缘夹板，所述卡夹为弹性件；
将所述第一夹板、第二夹板分别置于电池的两个表面，电池位于所述第一夹板和第二夹板之间，用所述卡夹夹住所述第一夹板和第二夹板以对电池施加压力。
进一步的，所述卡夹包括第一固定部、第二固定部以及连接第一固定部和第二固定部的连接部，所述第一固定部和第二固定部的一端均与所述连接部相连，所述第一固定部和第二固定部远离连接部的一端均设置有卷边；
所述第一固定部和第二固定部之间的距离可调节，所述第一固定部和第二固定部能够分别作用于所述第一夹板和第二夹板表面以对电池施加压力；
优选地，所述第一夹板和第二夹板均为钢化玻璃；
优选地，所述电池化成夹具作用于电池表面的压力为300～500公斤。
本发明还提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法或电池化成夹具在软包动力电池生产过程中的应用。
本发明还提供了一种软包动力电池，采用上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法制得。
与现有技术相比，本发明提供的提高软包动力电池循环寿命的化成方法、电池化成夹具及应用和软包动力电池具有以下有益效果：
(1)本发明提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，主要包括将注液完成的电池采用多梯次真空静置、真空封口处理后，再将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化、预充电处理、静置等步骤，其中，注液后采用梯次真空静置的浸液方法，可以提升电解液含浸速率，缩短渗液时间；陈化过程采用压力静置，在一定压力下可以使电解液浸润得更充分；预充电处理过程同样采用电池化成夹具，使电池正负极板接触紧密，形成的SEI膜成分一致，面厚度均匀、稳定，改善了现有技术中存在的渗液时间长、电解液吸收程度不一致以及形成的SEI膜不均匀和不稳定，进而导致电池循环寿命缩短等缺陷。
(2)本发明提供的化成方法中各步骤之间相互影响，相辅相成，缺一不可，通过上述各步骤的联合作用，才能提高软包动力电池的循环寿命。经试验表明，本发明提供的提高软包动力电池循环寿命的化成方法，可缩短陈化渗液时间6～12h，缩短预充电处理时间6～12h，在提供生产效率的同时，还可使电池容量提高1～3％，使电池的循环寿命提升20～50％，同时电池的高温性能、低温性能和倍率性能也有所提升。
(3)本发明还提供了一种电池化成夹具，该电池化成夹具可对电池表面施加稳定、均匀的压力，以保证电池极片和隔膜之间不受气泡、间隙等物理阻抗而影响电流密度，保证化成时每张极片的整个表面电流密度相同，形成的SEI膜的厚度均匀，进而提高软包动力电池的循环寿命。另外，该电池化成夹具简单、操作方便，适合于工业生产使用。
(4)本发明还提供了提高软包动力电池循环寿命的化成方法以及电池化成夹具的应用，鉴于上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法以及电池化成夹具所具有的优势，使其在软包动力电池生产过程中具有良好的应用。
(5)本发明还提供了一种软包动力电池，通过上述软包动力电池的化成方法制得，该软包动力电池具有较长的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为电池化成夹具的结构示意图；
图2为图1电池化成夹具的主视图；
图3为图1电池化成夹具一角度的侧视图；
图4为图1电池化成夹具另一角度的侧视图；
图5为卡夹的结构示意图；
图6为软包动力电池的循环寿命曲线图；其中，a为实施例1；b为对比例1；
图7为软包动力电池的1C放电容量曲线图；其中，a为实施例1；b 为对比例1。
图标：10-电池；21-第一夹板；22-第二夹板；30-卡夹；31-第一固定部； 32-第二固定部；33-连接部；34-卷边。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的第一个方面，提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，包括如下步骤：
(a)将注液完成的电池真空静置，所采用的真空压力按梯次逐级降低，真空静置后进行真空封口；
(b)将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化，陈化的方式为压力静置；
(c)将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，至预充电结束；
(d)将预充电结束且置于电池化成夹具中的电池静置，即化成结束；
其中，步骤(b)-(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300～500 公斤。
由于软包装动力电池采用铝塑封装结构，其外型结构决定了极片不能紧密排列，极片之间容易产生空隙，在电池化成过程中产生的气体也容易在极片之间残留，在之后的封口中气体不能完全排出，从而影响电池的使用寿命。
为此，本发明提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，主要包括将注液完成的电池采用多梯次真空静置、真空封口处理后，再将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化、预充电处理、静置等步骤，其中，注液后采用梯次真空静置的浸液方法，可以提升电解液含浸速率，缩短渗液时间；陈化过程采用压力静置，在一定压力下可以使电解液浸润得更充分；预充电处理过程同样采用电池化成夹具，使电池正负极板接触紧密，形成的SEI膜成分一致，面厚度均匀、稳定，改善了现有技术中存在的渗液时间长、电解液吸收程度不一致以及形成的SEI膜不均匀和不稳定，进而导致电池使用寿命缩短等缺陷。
步骤(b)的陈化、步骤(c)的预充电处理以及步骤(d)的静置过程中，始终采用电池化成夹具施加相同的力作用于电池表面，保证电池极片和隔膜之间不受气泡、间隙等物理阻抗而影响电流密度，保证化成时每张极片的整个表面电流密度相同，形成的SEI膜的厚度均匀，且SEI膜组份相同。为电池在后期使用过程中SEI膜稳定打好基础，防止电池在循环过程中SEI膜的分解、重生、修补，造成不可逆Li+的损失，防止电池容量衰减快，寿命短。
步骤(b)-(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300～500公斤，优选为300～480公斤，进一步优选为320～450公斤。电池化成夹具作用于电池上典型但非限制性的压力为300公斤、320公斤、350公斤、380 公斤、400公斤、420公斤、450公斤、480公斤或500公斤。
通过对电池化成夹具作用于电池上的压力的限定，在保证可以充分排除电池极片和隔膜之间气体和空隙同时，也避免太大的压力影响电池电解液在正负极片和隔膜中的吸附。
具体的，作为本发明的一种优选实施方式，步骤(a)中，真空静置的总时间为30～150s，真空静置的真空压力为-40～-90kPa，共分为3～5个梯次，各梯次的真空压力按梯次逐级降低。
需要说明的是，将真空静置过程的真空压力按梯次逐级降低，可以提升电解液含浸速率，缩短渗液时间。
真空静置典型但非限制性的总时间例如30s、40s、50s、60s、70s、 80s、90s、100s、110s、120s、130s、140s或150s。真空静置典型但非限制性的真空压力为-40kPa、-45kPa、-50kPa、-55kPa、-60kPa、-65kPa、-70kPa、-75kPa、-80kPa、-85kPa或-90kPa。
真空静置的真空压力可分为3、4或5个梯次。
优选地，当真空静置的真空压力分为3个梯次，各梯次的真空压力依次为-40～-45kPa、-65～-70kPa和-85～-90kPa，各梯次的静置时间均为10～30s；
优选地，当真空静置的真空压力分为4个梯次，各梯次的真空压力依次为-40～-45kPa、-60～-65kPa、-75～-80kPa和-85～-90kPa，各梯次的静置时间均为10～30s；
优选地，当真空静置的真空压力分为5个梯次，各梯次的真空压力依次为-40～-45kPa、-50～-55kPa、-65～-75kPa、-80～-85kPa和-85～-90kPa，各梯次的静置时间均为10～30s。
上述不同真空压力的实现可以是通过不同的真空腔体进行设置。比如，当真空静置的真空压力分为3个梯次时，对应3个真空腔体；当真空静置的真空压力分为4个梯次时，对应4个真空腔体；当真空静置的真空压力分为5个梯次时，对应5个真空腔体。各真空腔体中对应不同的真空压力即可。
作为本发明的一种优选实施方式，真空封口的真空压力为-60～-80kPa，优选为-62～-75kPa，进一步优选为-65～-72kPa。
真空封口典型但非限制性的真空压力为-60kPa、-62kPa、-65kPa、-68kPa、 -70kPa、-72kPa、-75kPa、-78kPa或-80kPa。
采用电池化成夹具对电池进行压力静置的过程中，静置温度以及静置时间对于陈化时间也有一定的影响。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(b)中，压力静置的温度为 25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；压力静置典型但非限制性的温度为25℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃。于25℃～60℃高温下静置，可以大幅度缩短陈化时间，由传统的24h左右缩短至12-18h，提高生产效果的资源利用率。
优选地，步骤(b)中，压力静置的时间为6～48h，优选为7～46h，进一步优选为8～45h。压力静置典型但非限制性的时间为6h、7h、8h、10h、 12h、15h、18h、20h、24h、30h、36h、40h、45h、46h或48h。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(c)中，预充电处理的温度为 35～65℃，优选为36～62℃，进一步优选为38～60℃；预充电处理典型但非限制性的温度为35℃、36℃、38℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、62℃或65℃。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(c)中，预充电处理时，以 0.01～0.03C恒流充电10～30min，上限电压为3900mV；以0.02～0.1C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV；以0.05～0.3C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV。
具体的，以0.01～0.03C恒流充电10～30min，典型但非限制性的恒定电流为0.01C、0.015C、0.02C、0.025C或0.03C，典型但非限制性的充电时间为10min、15min、20min、25min或30min；
以0.02～0.1C恒流充电60～180min，典型但非限制性的恒定电流为 0.02C、0.03C、0.04C、0.05C、0.06C、0.07C、0.08C、0.09C或0.1C，典型但非限制性的充电时间为60min、80min、100min、120min、140min、150min、 160min或180min；
以0.05～0.3C恒流充电60～180min，典型但非限制性的恒定电流为 0.05C、0.1C、0.15C、0.2C、0.25C或0.3C，典型但非限制性的充电时间为 60min、80min、100min、120min、140min、150min、160min或180min。
预充电处理可以让电极表面形成稳定的SEI膜，也就是相当于一个把电池“激活”的过程。而预充电处理中采用逐步增加充电电流对电池进行分段充电，可以将在形成SEI膜的过程中产生的有害气体及时排出，更好的保证Li+的迁移，使形成的SEI膜更加均一、稳定和致密，从而提高其循环性能和大倍率放电性能。同时，采用上述预充电处理步骤，可大大缩短预充电时间，由传统的10-12h，缩短至4-6h，可大幅度提升生产效率。
作为本发明的一种优选实施方式，在预充电处理之前，还包括将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池静置的步骤。此过程将会测量电池电压，将不合格的电池产品排除。
在预充电结束后，将置于电池化成夹具中的电池静置，可进一步提升电池的综合性能。作为本发明的一种优选实施方式，步骤(d)中，静置温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；典型但非限制性的静置温度为25℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、 62℃或65℃。
优选地，步骤(d)中，静置时间为2～10h，优选为2.5～9.5h，进一步优选为3～8h；典型但非限制性的静置时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4.0h、4.5h、 5h、5.5h、6h、6.5h、7.0h、7.5h或8h。
作为本发明的一种优选实施方式，软包动力电池循环寿命提升至 20～50％。软包动力电池循环寿命典型但非限制性的提升百分比为25％、30％、35％、40％、45％或50％。
本发明还提供了应用于提高软包动力电池循环寿命的化成方法中的电池化成夹具，具体结构如图1-5所示。
具体的，该电池化成夹具包括第一夹板21、第二夹板22和卡夹30，第一夹板21、第二夹板22和卡夹30均为可拆卸连接，第一夹板21和第二夹板22均为绝缘夹板，卡夹30为弹性件；
将第一夹板21、第二夹板22分别置于电池10的两个表面，电池10位于第一夹板21和第二夹板22之间，用卡夹30夹住第一夹板21和第二夹板22以对电池10施加压力。
通过该电池化成夹具，可对电池10表面施加稳定的压力，以保证电池极片和隔膜之间不受气泡、间隙等物理阻抗而影响电流密度，保证化成时每张极片的整个表面电流密度相同，形成的SEI膜的厚度均匀，进而提高软包动力电池的循环寿命。
具体的，第一夹板21、第二夹板22和卡夹30均为可拆卸连接，是指第一夹板、第二夹板22和卡夹30之间是相互独立的部件，彼此之间时可拆分的。对于第一夹板21和第二夹板22的材质，只需采用绝缘性材料制成即可。第一夹板21和第二夹板22的材质可相同，也可以不同。作为本发明的一种优选实施方式，第一夹板21和第二夹板22均为钢化玻璃。
需要说明的是，由于第一夹板21和第二夹板22是作用于电池10表面并对其施加一定的压力，故第一夹板21和第二夹板22本身应具有一定强度，且表面光滑、平整，以实现与电池10上、下表面的充分接触。
为保证第一夹板21和第二夹板22对电池10表面施加平稳的作用力，第一夹板21与第二夹板22在电池10上、下表面的位置应该相对应，且第一夹板21和第二夹板22的尺寸相同，以使位于第一夹板21和第二夹板22 之间的电池10所受的作用力均匀、一致、平稳，更有利于电池极片和隔膜之间气体、空隙的排除。
卡夹30为弹性件，主要是为了对第一夹板21和第二夹板22进行夹持，从而通过第一夹板21和第二夹板22对电池10表面施加作用力。
卡夹30的结构可以为多种形式，只要能达到将第一夹板21和第二夹板22稳定的夹持在电池10表面的目的即可。
作为本发明的一种优选实施方式，卡夹30包括第一固定部31、第二固定部32以及连接第一固定部31和第二固定部32的连接部33；
第一固定部31和第二固定部32的一端均与连接部33相连，第一固定部31和第二固定部32远离连接部33的一端均设置有卷边34；
第一固定部31和第二固定部32之间的距离可调节，第一固定部31和第二固定部32分别作用于第一夹板21和第二夹板22表面以对电池10施加压力。
卡夹30的结构类似为“Ω”，该种结构可实现对于第一夹板21和第二夹板22的稳固夹持。第一固定部31和第二固定部32呈镜像对称结构。第一固定部31和第二固定部32上卷边34的设置，有助于控制第一固定部31 和第二固定部32的开合。
在本发明技术方案基础之上，在未夹持状态下，第一固定部31与第二固定部32上的两个卷边34之间的距离小于连接部33的长度，同时也小于第一夹板21、第二夹板22和电池10三者的厚度之和。
第一固定部31、第二固定部32和连接部33的连接方式不作特殊限定，只需确保第一固定部31和第二固定部32在外力作用下可沿连接部33进行一定的转动。
作为本发明的一种优选实施方式，第一固定部31、第二固定部32 和连接部33一体成型；
或者，第一固定部31与连接部33之间、第二固定部32与连接部33 之间可以采用铰接的方式进行连接。
为了增加使用过程的便利，卷边34设置为弧形。
在本发明技术方案基础之上，第一固定部31和第二固定部32的卷边34上均设置有方便控制第一固定部31和第二固定部32开合的夹臂(在图中未标识)。
夹臂可插接在卷边34所形成的孔隙中，以方便控制卡夹30的开合角度。
电池化成夹具作用于电池10表面的压力为300-500公斤，优选为 300～480公斤，进一步优选为320～450公斤。电池化成夹具作用于电池上典型但非限制性的压力为300公斤、320公斤、350公斤、380公斤、400公斤、420公斤、450公斤、480公斤或500公斤。
通过对电池化成夹具作用于电池10上的压力的限定，在保证可以充分排除电池极片和隔膜之间气体和空隙同时，也避免太大的压力对电池10造成损坏。
电池化成夹具的使用方法：将第一固定部31和第二固定部32放置于电池10的两个表面后，通过控制第一固定部31和第二固定部32之间的距离，使得卡夹30夹持在第一夹板21和第二夹板22的表面，从而实现电池化成夹具对于电池10的夹持。
本发明还提供了一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法或电池化成夹具在软包动力电池生产过程中的应用。
鉴于上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法以及电池化成夹具所具有的优势，使其在软包动力电池生产过程中具有良好的应用。
本发明还提供了一种软包动力电池，采用上述提高软包动力电池循环寿命的化成方法制得，该软包动力电池具有较长的使用寿命。
下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，包括如下步骤：
(a)将注液完成的电池真空静置，真空静置的真空压力分为5个梯次，各梯次的真空压力分别为-40kPa、-50kPa、-65kPa、-80kPa和-85kPa，各梯次的静置时间均为10s；
真空静置后进行真空封口，真空封口的真空压力为-80kPa；
(b)将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化，陈化的方式为压力静置，压力静置的温度为35℃，压力静置的时间为25h；
(c)将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，按如下步骤：
c1、静置；
c2、以0.02C恒流充电20min，上限电压为3900mV；
c3、以0.05C恒流充电120min，上限电压为3900mV；
c4、以0.08C恒流充电180min，上限电压为3900mV；
c5、至预充电结束，检测电压；
(d)将预充电结束且置于电池化成夹具中的电池于35℃静置6h，即化成结束。
其中，步骤(b)-(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300 公斤。
实施例2
本实施例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(b)-(d)中电池化成夹具作用于电池上的压力为400公斤，其余与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(b)-(d)中电池化成夹具作用于电池上的压力为500公斤，其余与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，包括如下步骤：
(a)将注液完成的电池真空静置，真空静置的真空压力分为4个梯次，各梯次的真空压力为-45kPa、-65kPa、-80kPa和-90kPa，各梯次的静置时间均为30s；
真空静置后进行真空封口，真空封口的真空压力为-80kPa；
步骤(b)-(d)与实施例1相同，具体可参见实施例1。
实施例5
本实施例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(b)中采用的压力静置的温度为60℃，其余步骤与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，步骤(c) 为将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，按如下步骤：
c1、静置；
c2、以0.03C恒流充电10min，上限电压为3900mV；
c3、以0.1C恒流充电60min，上限电压为3900mV；
c4、以0.2C恒流充电80min，上限电压为3900mV；
c5、至预充电结束，检测电压；
其余步骤(a)、(b)和(d)与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(b)-(d)中均未采用电池化成夹具，其余步骤与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(b)中未采用电池化成夹具，其余步骤与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(c)中未采用电池化成夹具，其余步骤与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(d)中未采用电池化成夹具，其余步骤与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(b)-(d)中电池化成夹具作用于电池上的压力为200公斤，其余步骤与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了步骤(b)-(d)中电池化成夹具作用于电池上的压力为600公斤，其余步骤与实施例1相同。
对比例7
本对比例提供的一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，除了未采用步骤(d)外，其余步骤与实施例1相同。
需要说明的是，实施例1-6和对比例1-7中所采用的电池化成夹具，包括第一夹板、第二夹板和卡夹，第一夹板、第二夹板以及卡夹均为可拆卸连接，第一夹板和第二夹板的材质均为钢化玻璃；
使用时，将第一夹板、第二夹板分别置于电池的上、下表面后，用卡夹夹住第一夹板、第二夹板，即可实现电池化成夹具对电池的夹持。
为进一步验证上述实施例和对比例的效果，特设以下实验例。
实验例1
对采用实施例1-6和对比例1-7提供的化成方法后所得到的软包动力电池进行电化学性能分析，具体结果见表1。
表1采用实施例1-6和对比例1-7化成方法得到的软包动力电池的性能参数
由表1中数据可以看出，采用本发明实施例提供的化成方法得到的电池的电化学性能要整体优于采用对比例提供的化成方法得到的电池的电化学性能。
具体的，实施例2-3、对比例5-6均为实施例1的对照实验，几者不同之处在于电池化成夹具作用于电池上的压力不同。电池化成夹具作用于电池上的压力过低，不容易充分排除电池极片和隔膜之间气体和空隙，而电池化成夹具作用于电池上的压力过高，不利于电池电解液在正负极片和隔膜中吸附，降低了离子电导率，故作用于电池表面上的压力应控制在特定的数值范围内。
实施例4为实施例1的对照实验，两者不同之处在于步骤(a)中真空压力所分成的梯次不同。可见，当真空梯次为4个或者5个时，对于电池的电化学性能的影响不大。
对比例1-4均为实施例1的对比实验，其不同之处在于不同步骤中电池化成夹具是否使用。由表1中数据可以看出，当步骤(b)-(d)中任意一个步骤中未采用电池化成夹具(对应对比例2-4)或者步骤(b)-(d)中所有步骤均未采用电池化成夹具(对应对比例1)，电池的电化学性能参数均出现不同程度的下降。可见，电池化成夹具对于电池进行夹持，有利于电池电化学性能的提升。
实验例2
为了进一步验证本发明提供的化成方法对于电池循环寿命以及放电容量的影响，在此仅以实施例6与对比例1为例，对得到的电池的循环性能以及放电容量进行测定，具体结果见图6和图7。
由图6和图7可以分别看出，本发明实施例6的电池循环次数明显要高于对比例1，实施例6的1C放电容量也明显要高于对比例1。可见，本发明提供的化成方法可有效提高软包动力电池的循环寿命，提高软包动力电池的放电容量。经多次实验结果表明，采用本发明提供的化成方法，电池的循环可提升20～50％，电池容量可提高1～3％。综上所述，本发明提供的软包动力电池的化成方法可有效提高软包动力电池循环寿命，该方法为软包动力电池的生产提供了依据。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种提高软包动力电池循环寿命的化成方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将注液完成的电池真空静置，所采用的真空压力按梯次逐级降低，真空静置后进行真空封口；
(b)将真空封口后的电池置于电池化成夹具中进行陈化，陈化的方式为压力静置；
(c)将压力静置后且置于电池化成夹具中的电池进行预充电处理，至预充电结束；
(d)将预充电结束且置于电池化成夹具中的电池静置，即化成结束；
其中，步骤(b)-(d)中，电池化成夹具作用于电池上的压力为300～500公斤。
2.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(a)中，真空静置的总时间为30～150s，真空静置的真空压力为-40～-90kPa，共分为3～5个梯次，各梯次的真空压力按梯次逐级降低；
优选地，真空静置的真空压力分为5个梯次，各梯次的真空压力依次为-40～-45kPa、-50～-55kPa、-65～-75kPa、-80～-85kPa和-85～-90kPa，各梯次的静置时间均为10～30s；
优选地，真空封口的真空压力为-60～-80kPa，优选为-62～-75kPa，进一步优选为-65～-72kPa。
3.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(b)中，压力静置的温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；
优选地，步骤(b)中，压力静置的时间为6～48h，优选为7～46h，进一步优选为8～45h。
4.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(c)中，预充电处理的温度为35～65℃，优选为36～62℃，进一步优选为38～60℃；
优选地，步骤(c)中，预充电处理时，以0.01～0.03C恒流充电10～30min，上限电压为3900mV；以0.02～0.1C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV；以0.05～0.3C恒流充电60～180min，上限电压为3900mV。
5.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，步骤(d)中，静置温度为25～60℃，优选为28～60℃，进一步优选为30～55℃；
优选地，步骤(d)中，静置时间为2～10h，优选为2.5～9.5h，进一步优选为3～8h。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的化成方法，其特征在于，所述电池化成夹具作用于电池上的压力为300～480公斤；
优选地，所述软包动力电池的循环寿命提升至20～50％。
7.应用于权利要求1-6任意一项所述的提高软包动力电池循环寿命的化成方法中的电池化成夹具，其特征在于，所述电池化成夹具包括包括第一夹板、第二夹板和卡夹，所述第一夹板、第二夹板和卡夹均为可拆卸连接，所述第一夹板和第二夹板均为绝缘夹板，所述卡夹为弹性件；
将所述第一夹板、第二夹板分别置于电池的两个表面，电池位于所述第一夹板和第二夹板之间，用所述卡夹夹住所述第一夹板和第二夹板以对电池施加压力。
8.根据权利要求7所述的电池化成夹具，其特征在于，所述卡夹包括第一固定部、第二固定部以及连接第一固定部和第二固定部的连接部，所述第一固定部和第二固定部的一端均与所述连接部相连，所述第一固定部和第二固定部远离连接部的一端均设置有卷边；
所述第一固定部和第二固定部之间的距离可调节，所述第一固定部和第二固定部能够分别作用于所述第一夹板和第二夹板表面以对电池施加压力；
优选地，所述第一夹板和第二夹板均为钢化玻璃；
优选地，所述电池化成夹具作用于电池表面的压力为300～500公斤。
9.权利要求1-6任意一项所述的提高软包动力电池循环寿命的化成方法或权利要求7或8所述的电池化成夹具在软包动力电池生产过程中的应用。
10.一种软包动力电池，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的提高软包动力电池循环寿命的化成方法制得。
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