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CN113617700B - 一种锂电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池组的制备方法，其中包括，对若干个锂离子电池进行恒流充放电循环，测量电池的平均容量，以及电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量，其中平均容量为电池从放电截止电压充电至充电截止电压的充电容量和从充电截止电压放电至放电截止电压的放电容量的平均值，平均SOC容量为电池从第一预定电压充电至第二预定电压的充电容量和从第二预定电压放电至第一预定电压的放电容量的平均值，计算平均SOC容量比＝平均SOC容量/平均容量；将平均容量的差值在5％以内，且计算平均SOC容量比在8‑10％之间的电池配为一组，组成电池组。本发明的制备方法得到的电池组，单体电池的容量相近，循环寿命高，从而得到性能稳定，寿命高的电池组。

Description

一种锂电池的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂电池的制备方法。
背景技术
锂系电池分为锂电池和锂离子电池。锂离子电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。锂离子电池被认为是满足便携式电子器件、电动及混合动力汽车日益增加的能源需求的新型电源。锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。锂离子的负极对于锂离子电池的性能也具有较大的影响，而负极的混料方式是对负极影响较大的工艺流程。
发明内容
本发明提供了一种锂离子电池组的制备方法，其中包括，对若干个锂离子电池进行恒流充放电循环，测量电池的平均容量，以及电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量，其中平均容量为电池从放电截止电压充电至充电截止电压的充电容量和从充电截止电压放电至放电截止电压的放电容量的平均值，平均SOC容量为电池从第一预定电压充电至第二预定电压的充电容量和从第二预定电压放电至第一预定电压的放电容量的平均值，计算平均SOC容量比＝平均SOC容量/平均容量；将平均容量的差值在5％以内，且计算平均SOC容量比在8-10％之间的电池配为一组，组成电池组。本发明的制备方法得到的电池组，单体电池的容量相近，循环寿命高，从而得到性能稳定，寿命高的电池组。
具体的方案如下：
一种锂离子电池组的制备方法，其特征在于，计算平均SOC容量比，将平均SOC容量比在预定值以内的电池筛选出来分为一组，其中具体包括：
1)对若干个锂离子电池进行恒流充放电循环；
2)测量电池的平均容量，其中平均容量为电池从放电截止电压充电至充电截止电压的充电容量和从充电截止电压放电至放电截止电压的放电容量的平均值；
3)测量电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量，平均SOC容量为电池从第一预定电压充电至第二预定电压的充电容量和从第二预定电压放电至第一预定电压的放电容量的平均值；
4)计算平均SOC容量比＝平均SOC容量/平均容量；
5)将平均容量的差值在5％以内，且计算平均SOC容量比在8-10％之间的电池配为一组，组成电池组。
进一步的，其中锂离子电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，分子式为LiMn2-xMxO4，其中M选自Co或Ni，0<x≤0.1。
进一步的，所述步骤1的充电电流为0.1C以下，优选0.05-0.1C。
进一步的，其中第一预定电压为3.64-3.66V。
进一步的，其中第二预定电压为3.72-3.74V。
进一步的，所述第一和第二预定电压差值为0.08V。
进一步的，一种锂离子电池组，其通过所述的制备方法制备得到。
本发明具有如下有益效果：
1)、发明人发现，对于正极活性物质为LiMn2-xMxO4，其中M选自Co或Ni的电池，这种活性材料在预定的电压区间会发生相变化，部分尖晶石结构会转化为层状结构，当这种转化现象比较明显时，容易导致活性物质结构崩塌，从而影响电池的循环寿命。
2)、进一步的，发明人发现，第一预定电压为3.64-3.66V，其中第二预定电压为3.72-3.74V，在第一预定电压和第二预定电压之间的充放电平台比较平缓，测量这段电压之间的容量，当平均SOC容量比在特定的数值区间时，材料的循环性能非常优异；
3)、在上述发现的基础上，在分组测量电池容量时，测量电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量比，能够较为准确的筛选出循环寿命较高的电池，从而提高电池组中单体电池的稳定性。
4)、本发明的技术手段非显而易见，操作方式简单，效果明显，具有显著的技术效果。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。锂离子电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，分子式为LiMn1.9Co0.1O4，负极为天然石墨，其中充电截止电压为4.25V，放电截止电压为2.85V。
实施例1
1)对若干个锂离子电池进行以0.1C的电流进行恒流充放电循环3次；
2)测量电池的平均容量，其中平均容量为电池从放电截止电压充电至充电截止电压的充电容量和从充电截止电压放电至放电截止电压的放电容量的平均值；
3)测量电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量，平均SOC容量为电池从第一预定电压充电至第二预定电压的充电容量和从第二预定电压放电至第一预定电压的放电容量的平均值；其中第一预定电压为3.64V，其中第二预定电压为3.72V
4)计算平均SOC容量比＝平均SOC容量/平均容量；
5)将平均容量的差值在5％以内，且计算平均SOC容量比在8-10％之间的电池配为一组，组成电池组。
实施例2
1)对若干个锂离子电池进行以0.1C的电流进行恒流充放电循环3次；
2)测量电池的平均容量，其中平均容量为电池从放电截止电压充电至充电截止电压的充电容量和从充电截止电压放电至放电截止电压的放电容量的平均值；
3)测量电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量，平均SOC容量为电池从第一预定电压充电至第二预定电压的充电容量和从第二预定电压放电至第一预定电压的放电容量的平均值；其中第一预定电压为3.66V，其中第二预定电压为3.74V
4)计算平均SOC容量比＝平均SOC容量/平均容量；
5)将平均容量的差值在5％以内，且计算平均SOC容量比在8-10％之间的电池配为一组，组成电池组。
实施例3
1)对若干个锂离子电池进行以0.1C的电流进行恒流充放电循环3次；
2)测量电池的平均容量，其中平均容量为电池从放电截止电压充电至充电截止电压的充电容量和从充电截止电压放电至放电截止电压的放电容量的平均值；
3)测量电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量，平均SOC容量为电池从第一预定电压充电至第二预定电压的充电容量和从第二预定电压放电至第一预定电压的放电容量的平均值；其中第一预定电压为3.65V，其中第二预定电压为3.73V
4)计算平均SOC容量比＝平均SOC容量/平均容量；
5)将平均容量的差值在5％以内，且计算平均SOC容量比在8-10％之间的电池配为一组，组成电池组。
对比例1
以实施例1相同的步骤，挑选出平均SOC容量比在8％以下的电池。
对比例2
以实施例1相同的步骤，挑选出平均SOC容量比在10％以上的电池。
测试及结果
测试实施例1-3和对比例1-2中筛选出的各100个电池，以0.5C的倍率充放电循环500次，测量电池的平均容量保持率，以及容量偏差率＝(最高容量-最低容量)/平均容量，从而衡量本发明的筛选方法得到的电池的寿命性能和均一性能。由表1可见，根据本发明的材料，在特定的电压区间的平均SOC容量比在8-10％之间的电池，容量保持率较高，容量偏差率较小，而当平均SOC容量比小于8％时，容量保持率较低，而当其大于10％时，偏差率较大，本发明的分组方法能够较为准确的筛选出循环寿命较高的电池，从而提高电池组中单体电池的稳定性。
表1
平均容量保持率(％) 容量偏差率(％)
实施例1 98.9 2.25
实施例2 99.2 2.16
实施例3 99.0 2.22
对比例1 90.3 4.35
对比例2 93.1 9.62
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种锂离子电池组的制备方法，其特征在于，计算平均SOC容量比，将平均SOC容量比在预定值以内的电池筛选出来分为一组，其中具体包括：
1)对若干个锂离子电池进行恒流充放电循环；
2)测量电池的平均容量，其中平均容量为电池从放电截止电压充电至充电截止电压的充电容量和从充电截止电压放电至放电截止电压的放电容量的平均值；
3)测量电池在第一预定电压和第二预定电压之间的平均SOC容量，平均SOC容量为电池从第一预定电压充电至第二预定电压的充电容量和从第二预定电压放电至第一预定电压的放电容量的平均值；
4)计算平均SOC容量比＝平均SOC容量/平均容量；
5)将平均容量的差值在5％以内，且计算平均SOC容量比在8-10％之间的电池配为一组，组成电池组。
2.如上述权利要求1所述的制备方法，其中锂离子电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，分子式为LiMn2-xMxO4，其中M选自Co或Ni，0<x≤0.1。
3.如上述权利要求1所述的制备方法，所述步骤1的充电电流为0.1C以下。
4.如上述权利要求3所述的制备方法，所述步骤1的充电电流为0.05-0.1C。
5.如上述权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中第一预定电压为3.64-3.66V。
6.如上述权利要求5所述的制备方法，其中第二预定电压为3.72-3.74V。
7.如上述权利要求6所述的制备方法，所述第一和第二预定电压差值为0.08V。
8.一种锂离子电池组，其通过权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到。
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