[发明专利]钛酸锂电池开口化成装置及开口化成方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，特别是涉及一种钛酸锂电池开口化成装置及开口化成方法。

背景技术

目前，以钛酸锂为负极材料制备的锂离子电池因循环寿命长、倍率性能好、快充性能好以及安全性能好等优点收到研究者的广泛关注，已成为目前关注的热点。

在钛酸锂电池实际研究中，由于钛酸锂的嵌锂电位高，在1伏以上，按照以往的化成方法，不会在化成时产生电解质膜。在实际使用中，容易产生过电位，使锂离子电池负极电位降到1V以下，造成钛酸锂与电解质反应分解产生气体无法释放而造成气胀，进而影响电池的容量及循环性能。

目前，研究者多数采用在电解液中添加添加剂或吸气材料以改善钛酸锂胀气问题。虽有一定作用，但添加剂对纯度要求较高，且可能带来能量密度降低以及分散不均匀的问题，不利于产业化的实际应用。

发明内容

针对上述现有技术现状，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钛酸锂电池开口化成装置，其能将产生的气体抽出，而且能避免空气中水分进入电池内。本发明所要解决的另一个技术问题在于，提供一种使用该抽气装置的钛酸锂电池的开口化成方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种钛酸锂电池开口化成装置，包括化成柜，所述化成柜包括有正极测试线和负极测试线，所述化成装置还包括密闭容器和抽气装置，所述密闭容器用于容纳电池，所述正极测试线和所述负极测试线分别与所述密闭容器内电池的正极和负极连接；所述抽气装置包括气囊、回收囊和气阀，所述气囊、回收囊和气阀容纳于所述密闭容器内，所述气囊具有进气口和出气口，所述气囊的进气口用于与电池的注液口连接，所述回收囊具有进气口和出气口，所述回收囊的进气口通过所述气阀与所述气囊的出气口连接。

在其中一个实施例中，所述装置还包括气泵，所述气泵设置于所述密闭容器外，且所述气泵的进气口与所述回收囊的出气口连接。

本发明提供的一种钛酸锂电池的开口化成方法，所述电池以钛酸锂为负极材料，所述开口化成方法包括以下步骤：

S1、对电池进行注液，注液后在第一预设温度T1下搁置第一预设时间t1；

S2、将所述电池置于所述密闭容器中，将所述电池的注液口与上述开口化成装置的气囊进气口连接，并关闭所述气阀，将所述电池的正极和负极分别与上述开口化成装置的的正极测试线和负极测试线连接；控制密闭容器的温度为第二预设温度T2，然后在该第二预设温度T2下搁置第二预设时间t2；

S3、控制所述密闭容器的温度为第三预设温度T3，在该第三预设温度T3下对所述电池以第一预设电流I1恒流充电至第一截止电压U1，并以所述第一截止电压U1恒压充电第三预设时间t3；

S4、将所述密闭容器的温度降低至第四预设温度T4，打开所述密闭容器，打开所述气阀对所述电池进行减压抽气，抽气完成后，关闭所述气阀，关闭所述密闭容器；

S5、控制所述密闭容器的温度至所述第三预设温度T3，对所述电池以第二预设电流I2恒流放电至第二截止电压U2，并以所述第二截止电压U2恒压放电第四预设时间t4，然后静置第五预设时间t5，所述第二预设电流I2小于所述第一预设电流I1；以及

S6、对所述电池以第三预设电流I3恒流充电至第三预设电压U3，并以所述第三预设电压U3恒压充电至第四预设电流I4或恒压充电第六预设时间t6，然后静置第七预设时间t7，所述第三预设电流I3小于所述第一预设电流I1；

S7、重复执行预设次数的步骤S5-S6；

S8、将所述密闭容器的温度降低至所述第四预设温度T4，打开所述密闭容器，打开所述抽气装置的气阀，对所述电池进行减压抽气，抽气完成后，对所述电池的注液口做密封处理。

在其中一个实施例中，步骤S1中，T1为20～60℃，t1为5min～120h，步骤S2中，T2为20～100℃，t2为10min～120h。

在其中一个实施例中，步骤S3中，T3为40～120℃，I1为1C～3C，U1为1.8～2.7V，t3为1～120h。

在其中一个实施例中，步骤S4中，T4为20～40℃。

在其中一个实施例中，步骤S5中，T3为40～120℃，I2为0.05C～1C，U2为1.8～2.7V，t4为10min～5h，t5为5～60min。

在其中一个实施例中，步骤S6中，I3为0.05C～1C，U3为1.8～2.7V，t6为30min～5h，t7为5～60min。

在其中一个实施例中，所述预设次数为2～6次。