[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

本发明涉及一种锂离子二次电池的化成方法。

背景技术

随着人民生活水平的日益提高，人们对生活品质的要求也越来越高。随着电子产品的迅猛发展，人们对可移动电源的依赖越来越多。锂离子二次电池作为移动电源中的佼佼者取得了快速的发展。但是，由于锂离子二次电池使用的有机电解液的局限性，使得电解液的导电性能较差，而且对环境温度较为敏感，这就导致了锂离子二次电池的倍率放电性能和低温适用性能较差，不能完全满足人们的需求。

研究发现，一些溶剂，如碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、二甲氧基乙烷(DME)、甲酸甲酯(MF)和甲酸乙酯(EF)等可以大大提高有机电解液的低温适用性能和离子导电率。但是，人们发现，将含有上述溶剂的电解液按照传统工艺制作成电池后，电池的初始容量低，循环寿命较短，甚至会使电池壳发鼓，这些问题的出现，大大影响了上述有机溶剂的使用，以至于到目前为止，这些溶剂还不能正式的大规模应用于锂离子二次电池中。

目前较为普遍的电池注液及化成工艺通常为采用一次或二次注液、开口化成方法，即先将电池预充电以后，放出先期产生的气体，再进行封口。

在进行一次注液开口化成时，虽然能够较大的改善电池在使用含有上述溶剂的电解液的鼓壳问题，但是只通过一次就将额定电解液用量全部注入电池，在预充电过程中，产生的气体由于没有充足的路径排出，这些气体必然会将部分电解液带出，导致电解液的消耗，使得电池中电解液的保有量降低，而影响电池的使用寿命。同时漏出的电解液会腐蚀电池壳壁影响外观质量。在进行二次注液开口化成时，虽然一方面能够较大的改善电池在使用常用电解液的鼓壳问题，也能够在一定程度上保证电解液的保有量，但是上述两种方法均不能解决改善化成后得到的电池的倍率放电性能和低温适用性能的问题，这必将造成电池性能的严重下降。

发明内容

本发明的目的在于克服采用现有的化成方法得到的锂离子二次电池的初始容量、循环性能以及低温倍率放电性能较差的缺陷，提供了一种使锂离子二次电池具有较高的初始容量、良好循环性能和良好低温倍率放电性能的锂离子二次电池的化成方法。

本发明的发明人发现，含有碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、二甲氧基乙烷(DME)、甲酸甲酯(MF)、甲酸乙酯(EF)等溶剂的电解液不能很好的与锂离子二次电池的负极匹配，即在化成时，由于这些溶剂的存在，难以在负极形成有效的SEI(固体电解液界面)层，从而导致制得电池的初始容量和循环寿命严重降低，低温倍率放电性能较差。

本发明提供了一种锂离子二次电池的化成方法，其中，该方法包括将含有第一电解液的电池进行第一化成，然后将第二电解液注入经过第一化成后的电池壳体内进行第二化成，第一电解液含有电解质和第一溶剂，所述第一溶剂为溶剂A和溶剂B的混合物，溶剂A为碳酸乙烯酯，溶剂B选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中的一种或几种；第二电解液含有电解质和第二溶剂，所述第二溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、二甲氧基乙烷、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯和丁酸丙酯中的一种或几种。

本发明提供的锂离子二次电池的化成方法采用二次注入电解液的方法，且两次注入的电解液不同，第一次注入的电解液中含有能够与负极良好匹配的溶剂，以能够在负极表面钝化形成良好的SEI膜，保护电池负极不被第二次加入的电解液中的溶剂所破坏，第二次注入的电解液不但能够改善电解液的离子导电率和低温适用性能，还能够保证由于一次注液后化成时形成气体而损失的电解液的量，使得电池中有充分的电解液保有量，进一步保证了化成后得到的电池的良好电化学性能。

具体实施方式

根据本发明，所述化成方法包括将含有第一电解液的电池进行第一化成，然后将第二电解液注入经过第一化成后的电池壳体内进行第二化成，第一电解液含有电解质和第一溶剂，所述第一溶剂为溶剂A和溶剂B的混合物，溶剂A为碳酸乙烯酯，溶剂B选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、亚硫酸二甲酯和亚硫酸二乙酯中的一种或几种；第二电解液含有电解质和第二溶剂，所述第二溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、二甲氧基乙烷、γ-丁内酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯和丁酸丙酯中的一种或几种。