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CN102856590B - 一种锂离子二次电池的化成分容方法 - Google Patents

一种锂离子二次电池的化成分容方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池的化成分容，具体说是一种锂离子二次电池的化成分容方法，包括以下步骤：在未充电的液态锂离子聚合物电池（1）的左右两个宽面（2）处分别放置夹板（3），所述未充电的液态锂离子聚合物电池（1）为已完成热冷压且未充电的液态锂离子聚合物电池，用可施加外力的夹具（4）夹好两个夹板（3），将装好夹板（3）和夹具（4）的未充电的液态锂离子聚合物电池（1）放入检测柜进行化成分容，得到化成、分容连续生产完的电池。本发明所述的锂离子二次电池的化成分容方法，在不改变液态锂离子聚合物电池主材料体系特征的前提下，根据化成产气的机理和析锂的原因，改进工艺避免或减少析锂的产生，在产气的状态下而不影响锂离子的嵌入和脱嵌。

Description

一种锂离子二次电池的化成分容方法
技术领域
本发明涉及电池的化成分容，具体说是一种锂离子二次电池的化成分容方法。尤指一种软包锂离子电池的夹具化成和分容相结合的化成分容工艺。
背景技术
目前国内液态锂离子聚合物电池均采用化成、分容分步进行的工艺，其缺点在于化成后需要下夹，分容前再次上夹，效率低下，虽然有同行进行过一些化成分容连续生产的验证，但由于工艺不成熟导致的产气析锂等问题而无法实施。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池的化成分容方法，在不改变液态锂离子聚合物电池主材料体系特征的前提下，根据化成产气的机理和析锂的原因，改进工艺避免或减少析锂的产生，在产气的状态下而不影响锂离子的嵌入和脱嵌。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种锂离子二次电池的化成分容方法，其特征在于，包括以下步骤：
在未充电的液态锂离子聚合物电池1的左右两个宽面2处分别放置夹板3，所述未充电的液态锂离子聚合物电池1为已完成热冷压且未充电的液态锂离子聚合物电池，
用可施加外力的夹具4夹好两个夹板3，
将装好夹板3和夹具4的未充电的液态锂离子聚合物电池1放入检测柜进行化成分容，具体的化成分容过程为：
先以小电流0.02C～0.5C恒流充电至3.0V～3.5V，搁置5min，
再以0.02C～0.5C恒流充电至3.5V～3.9 V，搁置5min，
再以0.02C～0.5C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.9V～4.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C电流放电至2.75V～3.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.7V～4.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C电流放电至2.75V～3.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.7V～4.3V，搁置5min，
得到化成、分容连续生产完的电池。
在上述技术方案的基础上，具体的化成分容过程为：
先以小电流0.02C恒流充电至3.4V，搁置5min，
再以0.05C恒流充电至3.7V，搁置5min，
再以0.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至4.2Ｖ，搁置5min，
再以0.5C电流放电至3.0V，搁置5min，
再以1.0C恒流恒压、截止电流0.02C充电至4.2V，搁置5min，
再以1.0C电流放电至3.0V，搁置5min，
再以1.0C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.91V，搁置5min，
得到化成、分容连续生产完的电池。
在上述技术方案的基础上，在上述得到化成、分容连续生产完的电池的制备过程中，化成、分容的温度为0℃～45℃。
在上述技术方案的基础上，夹板3的面积至少为宽面2的面积的二分之一。
本发明所述的锂离子二次电池的化成分容方法，在不改变液态锂离子聚合物电池主材料体系特征的前提下，根据化成产气的机理和析锂的原因，改进工艺避免或减少析锂的产生，在产气的状态下而不影响锂离子的嵌入和脱嵌。
附图说明
本发明有如下附图：
图1是液态锂离子聚合物电池化成前结构图；
图2是图1的侧视图；
图3是夹夹子、夹板后的电池结构主视图；
图4是图3的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、2所示，为液态锂离子聚合物电池化成前结构图及侧视图，本发明对图中所示的液态锂离子聚合物电池进行化成、分容连续生产处理。
如图3、4所示，本发明所述的锂离子二次电池的化成分容方法，包括以下步骤：
在未充电的液态锂离子聚合物电池1的左右两个宽面2处分别放置夹板3，所述未充电的液态锂离子聚合物电池1为已完成热冷压且未充电的液态锂离子聚合物电池，夹板3的面积至少为宽面2的面积的二分之一，
用可施加外力的夹具4夹好两个夹板3，
将装好夹板3和夹具4的未充电的液态锂离子聚合物电池1放入检测柜进行化成分容，具体的化成分容过程为：
先以小电流0.02C～0.5C恒流充电至3.0V～3.5V，搁置5min，
再以0.02C～0.5C恒流充电至3.5V～3.9 V，搁置5min，
再以0.02C～0.5C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.9V～4.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C电流放电至2.75V～3.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.7V～4.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C电流放电至2.75V～3.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.7V～4.3V，搁置5min，
得到化成、分容连续生产完的电池，此时即可取下夹板3和夹具4。
在上述技术方案的基础上，具体的化成分容过程为：
先以小电流0.02C恒流充电至3.4V，搁置5min，
再以0.05C恒流充电至3.7V，搁置5min，
再以0.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至4.2Ｖ，搁置5min，
再以0.5C电流放电至3.0V，搁置5min，
再以1.0C恒流恒压、截止电流0.02C充电至4.2V，搁置5min，
再以1.0C电流放电至3.0V，搁置5min，
再以1.0C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.91V，搁置5min，
得到化成、分容连续生产完的电池，此时即可取下夹板3和夹具4。
经检测，经过上述工艺处理的液态锂离子聚合物电池首次放电效率92.8%，正极钴酸锂首次克容量发挥148.6mAh/g，充电至4.2V后解剖电池，负极片外观良好，达到现有商业化水平。
在上述技术方案的基础上，在上述得到化成、分容连续生产完的电池的制备过程中，对化成、分容的温度没有特殊要求，但以0℃～45℃为好。
本发明的有益效果是：在化成、分容时，对已完成热冷压且未充电的液态锂离子聚合物电池宽面夹好夹板、夹具，所述夹板、夹具产生的力的作用小，使得化成所产生的气体能够及时排出，由于夹板、夹具产生力的作用，该力施加于电池宽面，使得充、放电过程中电池主体结构的形变得到有效控制，由于优化的化成工艺，与传统的化成工艺相比，使得充放电过程中电池内部极片形变可控，使正、负极片以及隔膜接触良好，便于锂离子的传导，使得得到的电池电性能优良且可控。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种锂离子二次电池的化成分容方法，其特征在于，包括以下步骤：
在未充电的液态锂离子聚合物电池（1）的左右两个宽面（2）处分别放置夹板（3），所述未充电的液态锂离子聚合物电池（1）为已完成热冷压且未充电的液态锂离子聚合物电池，
用可施加外力的夹具（4）夹好两个夹板（3），
将装好夹板（3）和夹具（4）的未充电的液态锂离子聚合物电池（1）放入检测柜进行化成分容，具体的化成分容过程为：
先以小电流0.02C～0.5C恒流充电至3.0V～3.5V，搁置5min，
再以0.02C～0.5C恒流充电至3.5V～3.9 V，搁置5min，
再以0.02C～0.5C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.9V～4.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C电流放电至2.75V～3.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.7V～4.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C电流放电至2.75V～3.3V，搁置5min，
再以0.2C～1.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.7V～4.3V，搁置5min，
得到化成、分容连续生产完的电池。
2.如权利要求1所述的锂离子二次电池的化成分容方法，其特征在于，具体的化成分容过程为：
先以小电流0.02C恒流充电至3.4V，搁置5min，
再以0.05C恒流充电至3.7V，搁置5min，
再以0.1C恒流恒压、截止电流0.02C充电至4.2Ｖ，搁置5min，
再以0.5C电流放电至3.0V，搁置5min，
再以1.0C恒流恒压、截止电流0.02C充电至4.2V，搁置5min，
再以1.0C电流放电至3.0V，搁置5min，
再以1.0C恒流恒压、截止电流0.02C充电至3.91V，搁置5min，
得到化成、分容连续生产完的电池。
3.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池的化成分容方法，其特征在于：在上述得到化成、分容连续生产完的电池的制备过程中，化成、分容的温度为0℃～45℃。
4.如权利要求1或2所述的锂离子二次电池的化成分容方法，其特征在于：夹板（3）的面积至少为宽面（2）的面积的二分之一。
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