[发明专利]一种新型锂离子电池的注液活化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的锂离子电池注液、浸润、预充电工艺。 

背景技术

锂离子电池可被称为性能最为优越的可充电电池，号称“终极池”。它具有极高的电压平台、极好的充放电容量的重要优点，同时具有循环寿命长、安全性好等特点，使其在便携式电子设备、电动汽车、航天技术、国防、军工工业等领域具有极为广阔的应用。 

充电或放电速率通常根据电池容量来表示。这一速度称为C速率。C速率等于特定条件下的充电或放电电流，定义如下： 

I＝M×Cn

其中： 

I＝充电或放电电流，A 

M＝C的倍数或分数 

C＝额定容量的数值，Ah 

n＝小时数(对应于C)。 

以1倍C速率放电的电池将在一个小时内释放标称的额定容量。例如，如果标称容量是1000mAh，那么1C的放电速率对应于1000mA的放电电流，C/10的速率对应100mA的放电电流。 

锂离子电池最适合的充电过程可以分为四个阶段：涓流充电、恒流充电、恒压充电以及充电终止。 

阶段1：涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时，先采用最大0.1C的恒定电流对电池进行充电。 

阶段2：恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至1.0C之间。恒流充电时的电流并不要求十分精确，准恒定电流也可以。在线性充电器设计中，电流经常随着电池电压的上升而上升，以尽量减轻传输晶体管上的散热问题。 

大于1C的恒流充电并不会缩短整个充电周期时间，因此这种做法不可取。当以更高电流充电时，由于电极反应的过压以及电池内部阻抗上的电压上升，电池电压会更快速地上升。恒流充电阶段会变短，但由于下面恒压充电阶段的时间会相应增加，因此总的充电周期时间 并不会缩短。 

阶段3：恒压充电——当电池电压上升到4.2V时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。为使性能达到最佳，稳压容差应当优于+1％。 

阶段4：充电终止——与镍电池不同，并不建议对锂离子电池连续涓流充电。连续涓流充电会导致金属锂出现极板电镀效应。这会使电池不稳定，并且有可能导致突然的自动快速解体。 

锂离子电池的生产厂商对充电过程有严格的要求，一个标准的锂离子电池的充电过程包括恒流充电过程和恒压充电过程。首先，由一个恒定的电流对电池进行供电，电池的电压将会逐渐上升，当电池电压上升到锂离子电池的中止电压时，保持中止电压恒定不变，锂离子电池的充电的电流将会慢慢减小，当电流减少到一定程度时我们认为充电就结束了。 

在电芯生产中，电池的注液、浸润、预充电工艺对电池性能起着重要的影响。传统注液一般采用一次注液方式，需要在电池一侧预留较长的气囊，造成铝塑膜的浪费；同时电解液很难迅速被电池吸收，有时甚至溢出电池壳体，造成电解液的浪费。发明专利200710030564.X提出了一种二次注液方法解决了电解液难迅速被吸收、注液时间长的问题，但工艺相对复杂，效率不高。在浸润方面，有的公司采用恒定负压浸润的方法，该方法耗时长，有时甚至造成电池浸润不充分，影响电池的性能，使得电池效率难于提高。发明专利200810023757.7提供了一种新的浸润方式。它采用循环变动负压浸润，使得电芯吸收电解液浸润均匀，速度快，可以较原恒定负压浸润节省一定的时间；并且电池内阻和容量一致性也有一定程度的提高，但总的效果不是很明显。 

此外，很多电池生产商在生产电池时采用常压、恒温化成充电，且充电制度为恒流、恒压或是恒流、恒压两者相结合的化成制度。发明专利200710077330.0提出了一种预充电的方法，但是，在化成过程中仍会产生一定量的气体，既会对锂离子的迁移造成一定的阻力，也会破坏SEI膜的稳定性；另外气体排出的过程中还可能会使得电解液溢出电池，造成电解液的浪费以及环境的污染。采用恒温，恒流、恒压或是恒流、恒压两者相结合的化成制度也不利于形成均一、稳定的SEI膜，最终影响电池的性能。 

发明内容