[发明专利]一种锂离子电池的化成方法及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池的化成方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池在生产过程中要经过化成工序，通过化成工序使正、负极材料被激活，在电极相界面(主要是负极相界面)形成一层钝化膜，即SEI膜(固体电解质相界膜)。SEI膜的作用是允许Li+自由通过，同时阻止溶剂大分子嵌入负极碳层，以防止电解材料结构坍塌，造成电池容量衰减甚至失效。

为了使负极碳材料表面形成均匀的SEI膜，通过采用阶梯式充放电的化成方法。而现有技术中主要有以下两种化成方法：第一种是常规的化成方法，具体是在常温常压(20±5℃、0.1Mpa)下，采用多步分段小电流对电芯进行充电。第二种是将电芯直接放置在高温加压的环境下，采用分段大电流对电芯进行阶梯式充电。

但是，本发明的发明人发现上述两种化成方法分别存在如下问题：

第一、对于上述第一种化成方法：由于采用小电流充电，使得化成时间缓慢，约20个小时，化成效率低，并且，化成容量、电池的循环性能及电池的一致性不佳，此外电池的厚度也无法控制到较薄且一致的水平。

第二、对于上述第二种化成方法：由于采用大电流充电，虽然能缩短时间、提高化成效率；但是，将电芯放置在高压的环境中直接进行阶梯式充电，由于压力的突然增大，会使得电芯内部结构移位，使得充电不均匀，从而影响锂电池的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种锂离子电池的化成方法及锂离子电池，主要目的在于提高锂离子电池的化成效率及提高锂离子电池的性能。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种锂离子电池的化成方法，对锂离子电池的电芯进行化成，其中，包括如下步骤：

预压：对所述电芯进行预压；

阶梯式充电：在不低于预压压力的压力下，对所述电芯进行阶梯式充电；

老化：对所述电芯进行老化处理；

冷压：对所述电芯进行冷压处理。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选地，所述预压的步骤具体为：在0.2-0.3MPa的压力下对所述电芯进行预压。

优选地，在所述预压的步骤中：

对所述电芯进行预压的时间为2-5min；和/或

对所述电芯进行预压的温度为50-80℃。

优选地，在所述阶梯式充电的步骤中，在所述第一预设压力下，对所述电芯进行阶梯式充电；所述第一预设压力为0.5-1MPa。

优选地，在所述阶梯式充电的步骤中，所述阶梯式充电的步骤具体为：在第一预设压力和第一预设温度下，对所述电芯进行阶梯式充电；其中，所述第一预设温度为50-80℃。

优选地，对所述电芯进行阶梯式充电的步骤，包括：

第一次充电：采用第一电流对所述电芯进行第一次恒流充电，充电至第一截止电压；

第二次充电：采用第二电流对所述电芯进行第二次恒流充电，充电至第二截止电压。

优选地，所述第一截止电压为3.5-4V；和/或所述第二截止电压为4-4.2V。

优选地，在所述第一次充电的步骤中：

所述第一电流为0.1-0.5C；所述第一次恒流充电的充电时间为40-50min。

优选地，在所述第二次充电的步骤中：

所述第二电流为0.5-1C；所述第二次恒流充电的充电时间为60-70min。

优选地，在所述第一次充电的步骤结束后，使所述电芯静置5-10min，再进行第二次充电的步骤；

在所述第二次充电的步骤结束后，使所述电芯静置5-10min，再进行老化的步骤。

优选地，在所述老化的步骤中：

对所述电芯进行老化的温度为75-85℃；和/或

对所述电芯进行老化的压力为0.5-1MPa。

优选地，在所述预压的步骤之前，还包括：

注液：将电解液注入锂离子电池的电芯后，使所述电芯静置。

优选地，在40-45℃的温度下，使注液后电芯的静置30-38h。

优选地，所述冷压的步骤具体为：在20±5℃的温度和0.2-0.3MPa的压力下，对所述电芯进行夹具冷压。

优选地，在所述冷压的步骤中，对所述电芯进行冷压的时间为30-60min。

优选地，在所述冷压的步骤之后，还包括：对所述电芯进行除气封装的步骤。