[发明专利]一种锂离子电池化成方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池化成方法和装置。

背景技术

锂离子电池化成过程，也叫预充过程或首次充电过程，是指将电池在 无电状态下充电，使之成为带电的原电池。化成过程因各厂家工艺差异而 存在差别，有的化成过程会持续到电池满电后才结束，有的则在固体电解 质界面膜(SEI)形成后即完成化成。目前锂离子电池生产中，除钢壳圆柱 电池外，多使用注液孔开口化成的方法，其目的是为了使电池内部与外部 保持气压平衡，以排出化成过程中电池内部产生的气体。但该方法实施过 程中，往往为了防止空气倒吸，会在注液孔处封上胶带，再套上胶套，这 就会造成化成过程中电池内部保持一定的正压，无法保证化成过程产生的 气体被有效排出，这些驻留气体会形成绝缘区域，致使极组各区域反应不 均匀，化成过程不能使产气反应进行完全，从而造成：1)活性材料的利用 率降低，电化学性能下降；2)绝缘区域的存在使得分容和循环过程必然会 导致部分区域析锂，影响安全性能；3)老化、分容、循环等过程依然可能 会有气体产生，电池尺寸容易超标，电池型号越大则越明显；4)无法使用 大电流化成，因为大电流化成的产气速度会远大于排气速度，这样就需要 很长的化成时间。

发明内容

本发明的第一个目的就是为了弥补上述现有技术的不足，提供一种能 够加快排气速度、降低气体驻留从而提高化成效率和质量的锂离子电池化 成方法。

本发明的第二个目的是提供使用上述方法进行化成的装置。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案予以解决的：

一种锂离子电池化成方法，连接正负极对电池进行预充电，在预充电 过程中，同时对电池内部保持负压，直至预充电结束下柜封口。

所述负压保持在0.01MPa≤P<0.1MPa，其中P为电池内部的气压值。

所述负压在化成过程中分时间段选择相异的气压值。

所述预充电过程根据不同材料体系的产气结果，选取0.15C～1C的容 量作为化成容量，所述化成容量为化成产气完成80％时的容量起至标称容 量的80％。

所述预充电过程选择的化成电流范围为0.05CA～1CA。

所述化成电流在所述预充电过程中分时间段选择相异的电流值。

所述化成电流为0.05CA～0.2CA，充电10min～60min后，所述化成电 流改变为0.2CA～0.6CA，直至预充电过程结束。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案予以解决的：

一种锂离子电池化成装置，包括连接电池的正负极导电板和电池夹具， 所述正负极导电板与所述电池夹具电连接，所述装置还包括与电池注液孔 相连的气管和真空机组，所述气管与所述真空机组连接。

所述气管包括总气管、分气管和支气管，所述支气管一端用于与电池 注液孔相连，另一端通过所述分气管与所述总气管相连，所述总气管与所 述真空机组连接，所述总气管上设置有第一阀门，所述分气管设置有第二 阀门，所述第一阀门上安装有真空规。

上述电池化成装置还包括检测柜，所述检测柜包括至少1个检测层， 所述检测层包括至少1个检测工位，所述电池夹具、支气管悬挂设置在所 述检测工位上，正负极导电板横置于所述检测工位上，所述电池夹具固持 所述正负极导电板，所述分气管设置在所述检测层上。

本发明与现有技术相比的技术效果是：

(1)本发明化成方法和装置，使得电池内部在预充电过程中处于负压， 有利于气体的及时排出，提高了化成效率。

(2)预充电过程保持负压，有利于在老化、分容、循环等过程所产生 气体的持续排出，减少驻留气体，有效地控制了电池尺寸。

(3)及时排除电芯极组内部的气体，可以确保电芯极组各区域能在短 时间内反应均匀，去除了绝缘区域，解决了极片析锂问题，提高了电池性 能和生产效率。

附图说明

图1本发明实施例的电池化成装置结构示意图；

图2实施例1的容量保持率比较图；

图3实施例2的容量保持率比较图；

图4实施例3的容量保持率比较图；

图5实施例4的容量保持率比较图；

图6实施例5的容量保持率比较图。

具体实施方式