[发明专利]一种能量型叠片软包电池的快速化成方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种能量型叠片软包电池的快速化成方法。

背景技术

锂离子电池作为电动汽车目前最应用广泛的化学电源，化成工艺作为电池生产过程后段最为关键的工艺之一，得到各大厂家的不断改进。化成能够使得电池负极/电解液表面形成致密稳定的固体电解质界面膜(SEI)。该SEI膜在电池的首次充电过程中，就开始基本形成，在电池的不断充放电过程中不断生长，优良的SEI膜应该具有致密且厚度较薄的无机内层和疏松的有机外层

根据国内外科研院所的研究，该SEI膜的厚度，表面形貌等结构与化成中的充电电流，化成温度和化成压力等密切相关。首次充电的电流越小，形成的SEI膜越致密，但长时间的小电流充电，会使得电池SEI膜增大，影响电池的倍率性能，同时会显著降低电池的生产效率。首次充电的电流过大，电池表面的SEI无机内层形成不够致密，导致化成不充分，影响电池的循环性能，同时电池产气速度较大，如果不能及时排除，产生的应力会使得极片发生褶皱。电池的化成温度对化成过程中形成的SEI膜无机内层和有机外层成分和比例不同，同时过高或过低的化成温度，需要更多产线设备，影响生产效率。

目前大多厂家传统的化成方法，是采用较小的电流对电池进行充电，小电流的充电会使得化成的周转时间过长，生产效率低下。同时这些厂家的化成车间对电池的温度和内部压力并未得到控制，使得电池化成不够充分，影响电池的性能，同时电池间的一致性也很难保证。因此有必要探索一种全新的快速化成工艺，能够不影响电池性能的前提下，提高电池的一致性和电池的生产效率。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种能量型叠片软包电池的快速化成方法，以克服目前现有技术存在的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种能量型叠片软包电池的快速化成方法，包括以下步骤：

S1：预压，将软包电池放在夹具中，通过气缸推动所述夹具的上下夹板，对电池进行持续加压，调整压力至300-800Mpa；

S2：首次充电，保持气缸压力持续保持在1700-3200Mpa，化成设备内腔温度恒定在25-45℃,对所述软包电池进行0.1C的首次恒流充电；

S3：大电流充电，继续保持气缸压力1700-3200Mpa和温度25-45℃，对所述软包电池进行0.2C的大电流的恒流充电；

S4：下柜抽气，充电完成后，从化成柜上卸下电池，抽气，抽气真空度为-75Kpa至-90Kpa, 持续时间为30s，然后常温搁置三天；

S5：化成循环，对所述软包电池进行0.3C恒电流-恒电压模式充电至4.2V，再1.0C放电至2.75V，如此充放电循环3圈结束化成过程。

进一步的，所述软包电池正极为镍钴锰酸锂的三元材料，负极为石墨材料，电解液体系为EC-PC-DMC溶剂体系和LiPF6电解质。

进一步的，所述首次充电截止电压为3.50V。

进一步的，所述大电流充电的截止电压为3.70V。

本发明有益效果：通过大电流充电在负极颗粒表面无机内层外形成疏松多孔的有机外层，不仅能够形成符合要求的SEI有机外层，而且能够减少该过程的上柜时间，降低能耗，提高生产效率，通过化成循环在负极嵌锂-脱嵌锂过程中，负极颗粒表面继续形成多层疏松多孔的有机外层，确保化成充分。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明实施例所述的一种能量型叠片软包电池的快速化成方法，包括以下步骤：

S1：预压，将软包电池放在夹具中，所述软包电池正极为镍钴锰酸锂的三元材料，负极为石墨材料，电解液体系为EC-PC-DMC溶剂体系和LiPF6电解质，通过气缸推动所述夹具的上下夹板，对电池进行持续加压，调整压力至300-800Mpa；

S2：首次充电，保持气缸压力持续保持在1700-3200Mpa，化成设备内腔温度恒定在25-45℃,对所述软包电池进行0.1C的首次恒流充电，恒流充电时间为2小时，充电截止电压为3.50V；