[发明专利]一种锂离子二次电池的化成方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种电池的化成方法，具体地说，本发明是关于一种锂离子二次电池的化成方法。

背景技术

锂离子二次充电电池的化成步骤是制造电池的重要阶段，化成关系到电池的容量高低、循环寿命长短、安全性能等多方面的品质。化成是指对电池进行首次充电的过程。现有的锂离子二次电池的化成主要有两种方式，密封化成和开口化成。密封化成是在注完电解液后将注液孔密封，然后进行电池化成，在化成的过程中有乙烯、二乙烯、氟化磷、氟化氢等气体产生，这些气体在电池内部积聚会造成电池膨胀，外壳发鼓、变形，甚至会导致电池发生爆炸。为了克服这一问题，通常采用另一种方式进行化成，即在电池注液孔未密封的情况下进行电池化成，待电池化成之后再密封，即开口化成。但是开口化成也会带来一些问题，如，化成时产生的气体会在排放过程中夹带电解液外溢，既损失电解液，又影响电池外壳的美观。

在电池的化成过程中，电解液和电解质在电池负极发生反应，在负极表面生成SEI膜(Surface Electrolyte Interface)，均匀和稳定的SEI膜能很好地适应锂离子的嵌入和脱出引起的体积改变，因此形成均匀和稳定的SEI膜对电池的各种电化学性能都是有利的。

CN1412880A公开了一种电池开口化成方法，该方法包括：将已注入电解液并径陈化的电池，用胶纸将注液孔封住，放到充放电柜上，以0.001-1库仑的小电流恒流充电，再以0.05-10库仑的大电流恒流充电，然后在30-80℃陈化0.5-160小时。采用该方法对电池化成，得到的锂离子二次电池的循环性能较差。

发明内容

本发明的目的是克服现有化成方法得到的锂离子二次电池循环性能较差的缺点，提供使电池具有良好循环性能的锂离子二次电池的化成方法。

本发明的发明人发现，在对锂离子电池进行恒电流充电化成时，电池内产生的气体存留在正极片和负极片之间，这些气体阻断了正负极之间的离子导电。导致在以后的充电过程中，充电不完全，而几乎所有的气体产生在充电电压为3.5-3.7伏特之前。采用现有的方法对电池进行化成时，以0.001-1库仑的小电流恒流充电，再以0.05-10库仑的大电流恒流充电，气体主要产生在小电流恒流充电阶段，并且小电流恒流充电的时间较短，不足以使气体充分产生，同时，气体也来不及从正负极片之间逸出，从而影响大电流充电的效果。

本发明提供了一种锂离子二次电池化成方法，该方法在化成温度下对电池进行化成，其中，先以恒流充电至V1伏特，然后在V1-V2伏特循环恒流充放电至少1次，再以恒流充电至V3伏特，然后在V3-V4伏特循环恒流充放电至少1次，电压V1＜电压V2＜电压V3＜电压V4。

本发明提供的方法，因此以恒流充电至V1伏特，然后在V1-V2伏特循环充放电至少1次，可以促使还原反应的气体充分产生，然后通过充放电过程中造成的电池厚度轻微变化使气体从极片间逸出，当恒流充电至V3伏特时，负极片仍有可能未被均匀充电，在V3-V4伏特循环充放电至少1次，可以保证极片充电状态均匀，同时形成均匀和稳定的SEI膜，保证了锂离子电池的良好的循环性能，延长了锂离子电池的寿命。

具体实施方式

按照本发明，将已注入电解液的电池，用胶纸将注液孔封住，进行充电，该充电过程包括两个充电阶段，其中，第一阶段先以恒流充电至V1伏特，然后在V1-V2伏特循环充放电至少1次，所述循环充放电是指在V1伏特的时候以恒流充电至V2伏特，然后再以恒流放电到V1伏特。第二阶段以恒流充电至V3伏特，然后在V3-V4伏特充循环充放电至少1次，所述循环充放电是指在V3伏特的时候以恒流充电至V4伏特，然后再以恒流放电到V3伏特，其中，电压V1＜电压V2＜电压V3＜电压V4。

本发明中，所述电压V1为2.9-3.1伏特，优选为2.95-3.05伏特；所述电压V2为3.5-3.7伏特，优选为3.55-3.65伏特；所述电压V3为3.95-4.05伏特，优选为3.98-4.02伏特；所述电压V4为4.15-4.25伏特，优选为4.18-4.22伏特。

本发明人发现，循环充放电10次以上对于电池化成的效果增加不明显，同时还增加了化成的时间，所以优选为，在V1-V2伏特循环充放电的次数为2-10次，在V3-V4伏特充循环充放电的次数为2-10次，进一步优选为，在V1-V2伏特循环充放电的次数为2-5次，在V3-V4伏特充循环充放电的次数为2-5次。