[发明专利]一种预锂电池的化成方法及预锂化锂离子电池

说明书

本发明公开了一种预锂电池的化成方法及预锂化锂离子电池，包括以下步骤：将预锂化后的电池进行注液和真空封口后，进行搁置；采用两阶段变压力和0.01‑0.1CA的小电流对搁置后的电池进行化成充电，化成充电量为电池设计容量的28‑48％，截止电压为3.1‑3.6V；将化成充电后的电池进行老化、除气二封后，对电池进行充放电完成分容。该化成方法可充分发挥电池预锂后的锂克容量，提高预锂化锂离子电池的首次库伦效率和充放电循环。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种预锂电池的化成方法及预锂化锂离子电池。

背景技术

锂离子电池以其高电压、高能量密度和高循环使用次数的特性被广泛的使用。现如今商业化的锂离子电池负极材料一般由石墨或硅基材料组成，但无论是石墨负极还是硅碳类负极材料在化成期间都会通过形成SEI膜消耗正极锂离子，导致电池容量下降。而预锂工艺为一种提前对负极进行补锂的方法从而能尽可能的提升电池容量和循环能力。

现有的预锂工艺中主要包括采用压延锂箔和锂粉补锂的方式，压延锂箔和锂粉补锂都是一种可实现产业化进程的预锂方法，尤其压延锂箔复合负极技术具有安全，可靠的生产效率得到极力开发，同样相应预锂锂离子电池的化成工艺方法得到广泛研究。

由上述可知，预锂作为一种提升电池首次效率和容量的方法其电池化成方法极为重要，而化成工序作为激活锂离子电池的关键过程，对后期电池容量发挥和循环能力提升具有很大影响，由于锂箔和锂粉补锂都是通过额外添加锂元素的方法补充负极化成过程的锂消耗，并且补充的锂元素是以锂金属单质的形式复合在负极表面，锂金属和负极材料间直接接触，使得传统的化成工艺很难发挥其预锂效果，使得现有的锂离子电池预锂后锂克容量发挥低且首效提升不明显。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种预锂电池的化成方法及预锂化锂离子电池，其通过对预锂后的电池化成方法进行优化，采用变压力、小电流激活预锂化的锂离子电池，从而充分发挥其预锂后的锂克容量，提高预锂化锂离子电池的首次库伦效率和充放电循环，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明首先提供了一种预锂电池的化成方法，包括以下步骤：

将预锂化后的电池进行注液和真空封口后，进行搁置；

同时采用两阶段变压力和0.01-0.1CA的小电流对搁置后的电池进行化成充电，化成充电量为电池设计容量的28-48％，截止电压为3.1-3.6V；

将化成充电后的电池进行老化、除气二封后，对电池进行充放电完成分容。

进一步的，所述预锂化的具体步骤为：将预锂软包电芯于温度45-85℃、真空度小于-90kPa条件下进行锂化处理24-48h，所述锂化处理过程中始终对所述预锂软包电芯施加压力，所述预锂软包电芯为通过锂箔或锂粉组装成的软包电芯。

优选的，所述锂化处理过程中始终对所述预锂软包电芯施加压力的具体步骤为：采用夹持件对所述预锂软包电芯施加压力，所述压力在0.2-2MPa之间。

进一步的，所述真空封口和所述除气二封均在真空度小于-90kPa条件下进行。

进一步的，所述搁置具体为将电池在温度为25-60℃环境中搁置24-72h。

进一步的，所述采用两阶段变压力和0.01-0.1CA的小电流对搁置后的电池进行化成充电的具体步骤为：第一阶段采用压力为0.1-0.4MPa、电流为0.01-0.1CA的低压力化成，控制时间为2-6小时；第二阶段采用压力为1-2MPa、电流为0.01-0.1CA的高压力化成，控制时间为2-6小时。

进一步的，所述老化的具体工艺为：于30-60℃老化12-24h。