[发明专利]一种圆柱型锂离子电池的老化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池的老化方法，更具体地说，本发明是关于一种圆柱型锂离子电池的老化方法。

技术背景

随着科技和经济发展市场电子产品的功能越来越强大，而且形型尺寸要求越来越小、重量要求越来越轻。锂离子电池由于具有高比容量、高工作电压、无环境污染、循环寿命长、工作温度范围广等优点，广泛应用于移动手动电话、笔记本电脑、数码相机等电子产品中，甚至有的锂离子电池已应用在汽车上。

锂离子电池是以钴酸锂、锂镍氧化物、镍钴锰三元材料、锂锰氧化物、磷酸亚铁锂、磷酸钒锂等为正极活性材料，以金属锂、锂合金、碳材料、钛酸锂等为负极活性材料，其电解液以使用有机液态电解液或固态凝胶电解液，目前锂离子电池以液态有机非水溶液电解液为主，如EC碳酸乙烯酯和DMC二甲基碳酸酯混和物为溶剂，以LiPF₆为溶质，并添加少量添加剂组成，添加剂可以电解液导电能力，还具有过充保护能力。

锂电池的生产工艺流程一般有如下步骤：正负极配料→正负极涂布→正负极辊压→正负极裁剪→卷芯→电芯组装→激光焊接→电芯烘烤→注液→预充电→老化→分容检测→包装出货。其中的老化步骤的主要目的稳定电芯的电压，方便挑出低电压电芯。因为经过化成之后，负极表面形成的SEI膜还不是很稳定，需要一个再生成的过程，在高温下进一步的促进SEI的稳定生成，并形成一个稳定均匀的SEI。在老化此过程中，低电压电芯偶尔内部出现微短路，具有爆炸的潜在危险，一旦流入市场后果不堪设想。在老化过程中，内部有微短路的电芯电压下降会比较快，老化完成后检查，即可容易将这些内部有微短路的电芯挑选出来。现在有老化方法：通常是将电芯充电至3.5V左右，然后在33℃环境下放置7天。采用这种老化方法对电芯进行老化，存在着电芯的电压下降不明显，低电压的电芯不容易挑选出来，不利于控制潜在一定的危险电芯流入市场。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆柱型锂离子电池的老化方法，该方法那个有效地使内部微短路的电芯电压下降更明显，有利于更容易挑选出来低电压的电芯，从而避免内部微短路的电池产生爆炸的危险。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种圆柱型锂离子电池的老化方法，该方法包括如下步骤：

充电步骤，给电芯充电，使其电压高升至初始电芯的电压3.60-3.70V；

放置步骤，将电芯放置预先设定的老化温度环境下放置。

之所以选择初始电压为3.60-3.70V，其中这种圆柱型锂离子的特性所在，当电压＞3.70V时，超过电芯的安全电位，出现过充现象，严重破坏电芯内部结构。当电压＜3.60V，电压过低时，电芯在短时间内下降不明显，需要较长的老化时间，不利于挑选低电压的电芯，对品质控制严重失控。如上所述中，初始电芯的电压优选为3.65-3.70V，最佳为3.65V。

如上所述放置时间2-7天，优选为3-4天，最佳为3天。放置时间2-7天，放置时间2天以内，电芯老化不完全，内部微短路电芯的电压下降不明显，不能挑选出来，存在一定的安全隐患；放置时间7天时，电芯充分老化，对内部微短路的电芯有很明显的改善，但是老化时间过长，生产周期将增加，增大储存空间，增加成本，导致经济效益明显下降。

如上所述老化温度40-60℃，优选为45℃。老化温度设定40-60℃，温度过低时，老化不完全，电芯电压下降不明显，同样也不能很好地挑选低电压的电芯；而当温度过高，电池加快老化，容易损伤电芯内部的结构。

采用上述高温老化方法，更有效地促进化成SEI的再生过程，形成一个更均匀稳定SEI膜，并能够更好进挑选内部微路低电压的电芯，与惯用的老化方法相比老化时间要短，温度要高，与正常电芯相比，内部微短路电芯的电压更明显，从而也更容易挑选低电压电芯，也大大缩短了周期，节约能源，增长经济利益。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明具体实施进行详细的描述。

1、电池的制备

(1)正极的制备

将143千克正极活性成分LiFePO₄、6.4千克导电剂SP、9.55千克粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF、262千克N-甲基吡咯烷酮混合，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。

将该浆料均匀涂在18um铝箔上，然后在120℃烘干、辊压、分条裁剪制得尺寸为1540×55mm×0.167mm的正极，其中含有26.4克活性成分LiFePO4。

(2)负极的制备