[发明专利]高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池

说明书

本发明公开了一种高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池，高压锂离子电池为富锂正极‑碳基负极体系，化成方法包括如下步骤：以0.01C～0.1C的电流对电芯充电，并充电至2.0V～2.5V；以0.1C～0.2C的电流对电芯充电，并充电至3.1V～3.6V；以0.2C～0.5C的电流对电芯充电，并充电至3.9V～4.1V；以及以0.5C～1C的电流对电芯充电，并充电至4.35V～4.48V。本发明提供的化成方法，采用的是阶梯充电的方式，通过控制各步骤中的充电电流和所要充至的电压值，来调控电池的SEI膜，使SEI膜的形成过程分割为初步形成阶段、持续生长阶段、塑型阶段和成熟阶段。由此形成的SEI膜不会过于致密，从而提高电池的大电流放电能力。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言涉及一种高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池。

背景技术

已有的高压锂离子电池由于其具有较高的体系电势，通常高于常规的4.2V，会导致电池的稳定性降低，容易发生一些不可逆的相变反应，尤其是在较长时间储存时，会存在较大压降和容量损失。这主要是由于高压体系中，在电池材料和电解液界面上生成的固体电解液(solid electrolyte interphase，SEI)膜不够稳定，无法避免溶剂分子的共嵌入，从而对电极材料造成了破坏，尤其是在高温环境(例如40～60℃)下，容易使SEI膜破裂，降低电池的性能。因此，对于高压体系的锂离子电池来说，形成SEI膜是十分有必要的。

形成SEI膜的工序中关键的是化成工序，其主要作用是，通过较小的电流对电池进行充电，锂离子通过电解液和隔膜移动至负极，并在负极表面形成SEI膜。

已有的用于锂离子电池化成的方法通常采用较长的静置时间和用于化成的充电时间，使得时间成本较高、生产效率降低，可操作性不强，实际生产难以应用。

因此，需要一种高压锂离子电池的化成方法及高压锂离子电池，以至少部分地解决以上问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种高压锂离子电池的化成方法，所述高压锂离子电池为富锂正极-碳基负极体系，所述化成方法包括如下步骤：

以0.01C～0.1C的电流对电芯充电，并充电至2.0V～2.5V；

以0.1C～0.2C的电流对所述电芯充电，并充电至3.1V～3.6V；

以0.2C～0.5C的电流对所述电芯充电，并充电至3.9V～4.1V；以及以0.5C～1C的电流对所述电芯充电，并充电至4.35V～4.48V。

可选地，在对所述电芯最后一次充电之前，每次充电至相应电压后，均将所述电芯置于常温环境下，并静置5min～30min。

可选地，所述电芯在充电至3.9V～4.1V之后的静置时间大于所述电芯在充电至3.9V～4.1V和3.1V～3.6V之后对应的静置时间。

可选地，所述电芯的正极采用最高充电截止电压不低于4.2V的正极材料。

可选地，所述正极材料包括高压钴酸锂。

可选地，所述电芯的负极采用石墨、硬碳、软碳、硅碳材料中的任一种或两种以上；并且/或者

所述电芯的电解液采用锂盐，所述锂盐包含六氟磷酸锂、高氯酸锂、硼酸锂中的任一种。

可选地，在对所述电芯充电之前，对所述电芯进行一次注液和二次补液，注液后进行封口，将所述电芯在30℃～60℃的温度下，静置12h～24h。