[发明专利]变温变压超声消除锂离子电池析锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及消除锂离子电池析锂的方法，特别是一种变温变压超声消除锂离子电池析锂的方法。

背景技术

锂离子电池在使用过程中容量衰减是必然的。尤其当多只锂离子电池组合成高电压大容量的电池组应用，如作为移动能源驱动新能源车，作为储能电站调节电网运行时，大容量、高功率、长寿命的锂离子电池组是必须具备的基本条件。锂离子电池在使用过程中，诸多因素均会造成其电性能衰减和安全性降低。例如：电解液干枯、转成气相、碎屑导致短路、正负极活性材料晶粒细化、晶格变化不对称、颗粒无序变小、微应变增大等等，致使原来电池内的孔隙结构发生变化，改变了锂离子的迁移路径，造成析锂，锂枝晶的生成。析锂，在循环过程中易产生枝晶，刺穿隔膜，引起安全事故。

由于生成了金属锂, 即单质锂，具有强氧化性，属于高度危险品。电池析锂后，其安全性降低, 特别是在受到外界的挤压, 冲击、振动、跌落时，更容易引起电池爆炸起火，这也就是电池厂家在电池出货装车时，往往车还没有开出厂区，或者在运输的途中，便发现有电池冒烟，甚至在运输途中爆炸起火的最主要原因。这就是民航局要求乘飞机携锂电池以及相关便携式电子装置须随身带，不得私藏在行李中托运，因为行李存放在货仓的空间相对狭小，容易受到碰撞或者挤压，为保证飞行安全，锂离子电池应尽量随身携带的原因所在。析锂，不仅使锂离子电池的安全性大大降低，其电池性能也受很大的影响，循环、容量等都会下降。

目前，先进的锂离子电池修复的方法，如中国专利公开号为104102255104A，名称为“电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法”所公开的技术方案，电池在设定的可调温度环境中，结合微波、超声波应用技术，利用电池外联式制备装置，实现对电池的修复。上述的技术方案的缺欠是没有详细记载消除锂离子电池析锂的具体可行的方案。

发明内容

本发明的目的是针对上述锂离子电池析锂产生的原因，研发一种变温变压超声消除锂离子电池析锂的方法，能疏通锂离子电池内部的孔隙，疏通锂离子迁移路径，消除析锂和锂枝晶，有效地解决锂离子电池析锂问题。

变温变压超声消除锂离子电池析锂的方法是将已经析锂的锂离子电池装入锂离子电池变温变压超声设备中，采用上述的中国专利公开号为104102255104A，名称为“电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法”所公开的技术方案。在设定的温度和压力下，利用电池外联式制备装置，以及微波超声波分散破碎技术，实现对锂离子电池内部气体、液体及颗粒的采样，吸除并清理电池内部气体、液体及颗粒，输入金属锂的反应物，待析出的金属锂完全消除后，排出反应物、水份、杂质等，输入溶剂、锂盐及添加剂等，并对电池进行充放电，改变该电池内部的液体和气体成分，充放电过程中，通过调节该电池内部气体、液体参数，消除该电池的析锂。

变温变压超声消除锂离子电池析锂的方法是采用下述的技术方案实现的：

将已经检验验证析锂的锂离子电池，或者容量保持率低于80%的锂离子电池，或者电池性能参数低于国家标准的锂离子电池，或者性能参数不能满足使用要求的锂离子电池，接入具有超声空化装置的锂离子电池变温变压超声波的设备中，采用上述的中国专利公开号为CN 102255104 A，名称为“电池或电容负压制备、存储、使用及修复的方法”所公开的技术方案，在设定的温度和压力下，利用电池外联式制备装置及超声波粉碎分散功能，实现对锂离子电池析出金属锂的消除。

变温变压超声消除锂离子电池析锂的方法的工艺流程如下：

1、启动变温变压系统，吸除锂离子电池内部及多孔极片内存在的气体、液体及颗粒；

2、启动超声波粉碎分散功能，通入具有空化效应的清洗介质，破碎析出的金属锂，及残留于多孔电极内的气体、液体；

3、进一步检测锂离子电池内部气体和液体的化学成分，以判断锂离子电池的析锂是否完全消除；

4、启动变温变压超声系统，移除金属锂碎屑，以及电池内的杂质、水份等；

5、当检测结果证明锂离子电池的析锂已经完全消除时，对该电池进行真空干燥，根据锂离子电池的正负极材料及采样分析的结果，向该电池内加入电解液、补充溶剂、锂盐和添加剂。其中，

清洗介质是本发明中的电解液、溶剂、锂盐、添加剂中的一种或几种；

电解液：市售电解液；