[发明专利]一种锂电池化成分容方法

说明书

本发明公开了一种锂电池化成分容方法，通过分次添加含成膜添加剂的电解液，使得电芯具有良好的低温性能，又兼顾良好的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂电池化成分容方法。

背景技术

锂离子电池以其优异的高能量及功率密度、循环寿命、自放电性能而被广泛用于消费类电子产品、电动汽车和储能等领域。随着锂离子电池的发展，其在航空、航天等军用领域的应用受到日益广泛地重视，锂离子电池也被称为第三代航天电源，世界各国都开展了锂离子电池在空间领域的应用研究和评估。锂离子电池在航空领域主要是为发射和飞行中的校正、地面操作等提供支持，以及作为一些伴星的储能电源，这就要求电池能在-20℃以及更低温度条件下能够正常工作，并且具有较高的质量能量密度和体积能量密度。卫星用锂离子电池对循环容量稳定性、低温性能的要求比较高，此外降低锂离子电池的质量能量密度和体积能量密度能够进一步降低卫星的发射成本。而着陆器等则对电池低温性能要求很高，所以在超低温情况下，锂离子电池的性能发挥直接影响其在该领域的应用。军事应用领域中，锂离子电池主要用作水下蛙人运载器、水下无人运载器、水下机器人、鱼雷训练用操雷等军事设备的动力电池，在极深海底区域，环境温度较低，这就对锂离子电池的低温性能提出要求，同时作为启动电源，就需要锂离子电池具有瞬间大电流放电的性能。因此，良好的低温性能是拓宽锂离子电池使用范围的重要方向之一，也是锂离子电池在新能源领域、军事以及航空航天等高新技术领域应用中必须解决的关键问题之一。

然而，目前的普通锂离子电池工作温度范围在-20～55℃之间，随着环境温度进一步降低，锂离子电池中的电解液黏度增加、电导率降低，锂离子的去溶剂化过程变慢，以及锂离子在正负极材料中的扩散阻抗增加，这些都会显著影响锂离子电池在低温条件下的放电性能。通常，锂离子在负极中的迁移分为三个过程：1)锂离子在SEI膜中的迁移扩散；2)负极表明进行电荷转移过程；3)锂离子在固相中的迁移扩散。在超低温下(温度≤-20℃)，SEI膜中的扩散阻抗显著增大。因此，调控SEI中导锂离子的成分含量、种类和降低SEI膜厚度是提升低温性能的常用策略之一。但厚度低、不致密的SEI膜对负极的循环寿命具有负面影响。工业上常采用化成工艺或者电解液添加剂的方式来调控、优化SEI膜中的成分、厚度、致密情况，同步提升电芯的低温性能和循环寿命。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有锂离子电池在低温条件下的放电性能的问题，而提供一种一种锂电池化成分容方法，本发明通过分次添加含成膜添加剂的电解液，使得电芯具有良好的低温性能，又兼顾良好的循环性能。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种锂电池化成分容方法，包括以下步骤：

电芯浸润前注入第一部分电解液；和

电芯经过化成、老化后注入第二部分电解液；

所述电解液含有wt2％～wt5％成膜添加剂。

进一步方案为，电芯浸润前注入第一部分电解液，在20℃～50℃浸润1D～4D；

经过化成后，电芯高温40℃～50℃老化1D～4D，电芯降温至室温后，注入第二部分电解液。

进一步方案为，所述成膜添加剂为碳酸亚乙酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、丙烯腈、乙酸乙烯酯、儿茶酚碳酸酯、碳酸苯亚乙烯酯、碳酸苯乙烯酯、氨基碳酸乙酯、氨基碳酸甲酯、2-氰呋喃、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸二乙酯、亚硫酸二甲酯中的一种或多种。

进一步方案为，所述第一部分电解液成膜添加剂含量为总注液量wt1％～wt3％，所述第二部分电解液成膜添加剂含量为总注液量wt1％～wt2％，所述第一部分电解液与第二部分电解液注液量之比为2∶1～5∶1。

本发明的有益效果在于：