[发明专利]一种储能用方形铝壳磷酸铁锂电池的化成方法

说明书

本发明公开了一种储能用方形铝壳磷酸铁锂电池的化成方法，该化成方法主要包括化成前高温搁置、两段式恒功率高温化成和化成后高温老化三步；第一步，化成前高温搁置，首先将注液后的电池注液口进行塞胶钉处理并置于高温房中搁置，充分浸润极片并稳定后，拔胶钉上高温化成柜抽真空；第二步，高温恒功率化成，将预处理完毕的电池在高温和真空状态下进行电池的两阶段恒功率化成处理；第三步，高温老化，将高温恒功率化成完毕的电池塞胶钉后置于高温环境条件下进行老化处理，使得负极材料表面成膜更加稳定。该方法针对储能电池的使用方式和特性，采用高温负压恒功率化成方式，提升了储能磷酸铁锂电池化成SEI成膜稳定性，并易于实现规模化工业生产。

技术领域

本发明涉及一种磷酸铁锂电池的化成方法，尤其是提升电池SEI成膜稳定性的储能用方形铝壳磷酸铁锂电池的化成方法。

背景技术

近年来，磷酸铁锂电池因其出色的安全性和经济性，在国内外各储能领域的应用越来越广泛，从发电侧、电网侧和用户侧等不同方面均开展了示范应用和商业化。与此同时，市场上大多数储能用磷酸铁锂电池是从动力电池领域发展而来，由于储能电池和动力电池的应用环境场景、使用方法和对电池的循环寿命等要求等存在较大差异，因而需要开发一种适合储能领域应用的电池制备方法。

在方形铝壳磷酸铁锂电池的化成工艺研究上，已有研究者研究了不同的化成方法对改善负极界面、材料表面成膜稳定性和循环寿命的影响，如专利文献(CN107706461A)公开了一种动力锂离子电池负压化成的方法。同时也有各种小电流阶梯式充电化成方法的报道，如专利文献(CN104037456B)公开了一种磷酸铁锂电池快速化成工艺，其采用的方法是对电池进行小电流阶梯式充电活化，外加间歇脉冲放电，充电完成进行抽真空放气。

上述方法的应用取得了较好的效果，但也存在一定的局限性，大部分的化成制度比较复杂、工艺繁琐、生产效率低下，且未能针对储能电池的具体应用需求和使用制度进行化成工艺方法改进设计。如储能电池在实际使用过程中以恒功率方式进行充放电，充放电电流并非恒定且一直处于变化的过程中，将会导致在实际使用过程中出现SEI膜被加速破坏和循环寿命下降等问题。为解决上述问题，本发明提供了一种新的储能用方形铝壳磷酸铁锂电池高温恒功率化成方法，具有针对性强、工艺简单等优势，可快速应用于储能用方形铝壳磷酸铁锂电池的制备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有储能用铝壳磷酸铁锂电池化成工艺和使用制度不匹配而导致电池性能下降的不足，提供一种更适合和实用性强的铝壳磷酸铁锂电池化成方法，以达到稳定SEI成膜、提高储能电池循环寿命和电性能的目的。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种储能用方形铝壳磷酸铁锂电池的化成方法，其包括如下步骤：

(1)第一步，化成前预处理。首先将注液后的方形铝壳磷酸铁锂电池注液口进行塞胶钉处理，并将电池置于高温房中搁置，充分浸润极片并稳定后，拔胶钉，上高温化成柜并进行抽真空排气；

(2)第二步，恒功率化成。将预处理完毕的方形铝壳磷酸铁锂电池在高温和真空状态下进行电池的两阶段恒功率化成处理。第一阶段以P₁恒功率方式充电至容量达到C₁，第二阶段以P₂恒功率充电容量为C₂；

(3)第三步，高温老化。将高温恒功率化成完毕的电池塞胶钉后置于高温环境条件下进行老化处理，使得负极材料表面成膜更加稳定。

进一步方案，所述步骤(1)中的方形铝壳磷酸铁锂电池正极活性物质为磷酸铁锂材料，负极活性物质为石墨类材料，优选为人造石墨材料，方形铝壳电池型号为27175200、54175200；

进一步方案，所述步骤(1)中的高温房温度为40-60℃，露点为-35～-55℃，高温浸润和稳定时间为12-36h，优选为12-24h；