[发明专利]改善磷酸铁锂电池循环性能的化成与验证方法

说明书

本发明提供一种改善磷酸铁锂电池循环性能的化成与验证方法，包括制备的方形软包电池、常温分阶段预化成、完成预化成阶段后电池进行二次封装、最后进行电池分容和验证。本发明针对特定的方形软包动力电池体系，建立一种匹配的改善磷酸铁锂电池循环性能的化成与验证方法，该方法过程中分析电池对应的内阻变化、液失量变化、充放电效率、扫描界面等因素，形成一种SEI膜最好、电池性能最佳、循环寿命最长的磷酸铁锂电池循环性能的化成与验证方法。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种改善磷酸铁锂电池循环性能的化成与验证方法。

背景技术

磷酸铁锂体系软包电池具有高安全性、低成本、长寿命等特性，主要用于电动客车、大巴以及通讯基站和储能基站等领域。锂离子电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程，称为化成。锂电池的化成是电池的初始化，可使电池的活性物质激活，该过程是一个非常复杂的过程，同时也是影响电池性能非常重要的一道工序。在锂电池首次充电时，锂离子不可避免地要与电解液中的有机溶剂发生不可逆的化学反应，同时在负极与电解液的相界面上形成覆盖在负极表面的钝化薄层，称之为SEI(Solid Electrolyte Interface，固体电解质界面膜)膜。SEI膜的形成一方面消耗了电池中有限的锂离子，另一方面也增加了电极/电解液界面的电阻造成一定的电压滞后。当电极表面完全被SEI膜覆盖后，不可逆反应即停止，一旦形成稳定的SEI膜，充放电过程可多次循环进行。SEI膜形成的质量、稳定性、界面的优化是决定电池寿命不可忽视的重要因素。因而锂离子电池的化成阶段是关系电池容量、自放电性能、循环性能和安全性能的关键步骤。然而目前行业内动力磷酸铁锂软包电池标准1C充放，循环到80％容量水平在2500周左右，远远没有达到磷酸铁锂动力电池长寿命循环特性。

目前的化成工艺方面，已经公开的专利大都为提及笼统的磷酸铁锂化成参数方法，并没有具体研究不同化成工艺参数对电池SEI膜、容量、内阻以及循环寿命的影响。比如，公开号为103579679A的中国专利，公开了一种磷酸铁锂动力电池化成方法，包括以下步骤：S1，对动力电池注入电解液并静置预设时间；S2，对动力电池的电芯以第一预设电流恒流充电至预设荷电状态，然后恒流放电至第一预设电压；S3，对动力电池的电芯以第二预设电流恒流充电至第二预设电压，然后恒流放电至第一预设电压，第二预设电流大于第一预设电流且第二预设电压大于第一预设电压；S4，对动力电池的电芯以第三预设电流恒流充电至第三预设电压，然后恒流放电至第一预设电压，第三预设电流大于第一预设电流且第三预设电压大于第一预设电压；以及S5，重复执行步骤S4预设次数。公开号为104332670A的中国专利，公开一种磷酸铁锂电池的化成充电方法，涉及锂离子电池化成，其特征在于：所述方法包括恒流充电阶段一、恒流充电阶段二、恒流放电阶段和恒流恒压充电阶段。这两个专利的化成工艺并不完全匹配电池体系，化成时负极界面固体电解质膜没有形成完善，SEI膜生成不均匀致密或过厚；导致影响电池保液量、容量、内阻性能最终影响电池的循环寿命，没有达到切实有效的进行化成或验证，具有一定的局限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种改善磷酸铁锂电池循环性能的化成与验证方法，针对匹配电池体系，建立化成与验证方法，保证磷酸铁锂电池的循环使用寿命的同时切实有效进行化成和验证，形成均匀致密且薄的SEI膜。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种改善磷酸铁锂电池循环性能的化成与验证方法，包括如下步骤：