[发明专利]一种锂离子电池化成夹具及方法

说明书

本发明提出的一种锂离子电池化成夹具及方法，通过对单体电池进行多次充电、放电、最后老化的步骤进行化成，在化成后测试单体电池的压差，挑选不良电池，简化电池的配组的工艺，提升电池的生产效率。通过高温老化和常温老化相结合的化成后再进行配组，挑选出的单体电池电压一致性更好，可以提升单体电池容量的利用率，预防单体电池过充或过放现象。通过设置化成夹具来实现单体电池在串联和并联之间快速切换，不需要重复上下夹单体电池，避免了电池受到损伤。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池化成夹具及方法。

背景技术

相较于其他电池，锂离子电池具有长循环、高比容量、自放电小、工作范围宽、电压高和无污染等优点，因此广泛应用于电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动工具和储能系统等领域。一般地，为保证锂离子电池的正常使用，在生产过程中，锂离子电池都需要经过化成工序。

现有的锂离子电池化成工艺多为单体化成模式，化成效率低。因此，为提高化成效率，市场上还存在串联化成工艺和并联化成工艺。然而，锂离子电池串联成组后，在化成过程中，由于化成夹具和各电池之间的接触电阻和线阻存在差异，导致充电过程中各电池的电压一致性差，容易出现过充现象，而且不利于锂离子电池的生产配组。除此之外，现有的化成夹具在锂离子电池串联化成和并联化成之间转换时，需要重复上下锂离子电池，不仅步骤繁琐，而且还存在损伤锂离子电池的风险。

发明内容

基于此，本发明提供一种锂离子电池化成夹具及方法，旨在解决锂离子电池串联成组后，在化成过程中，由于化成夹具和各电池之间的接触电阻和线阻存在差异，导致充电过程中各电池的电压一致性差，容易出现过充现象，而且不利于锂离子电池的生产配组。除此之外，现有的化成夹具在锂离子电池串联化成和并联化成之间转换时，需要重复上下锂离子电池，不仅步骤繁琐，而且还存在损伤锂离子电池的风险的问题。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种锂离子电池化成方法，包括以下步骤：

S1：将多个单体电池装夹于化成夹具上，利用化成夹具将多个单体电池串联并进行第一次恒流充电，充电时间为90min～120min，充电电流为：I₁＝(0.02～0.5)CV；上限保护电压为U_p1＝U₀N；

其中，C表示单个电池标称容量的电流；V表示多个单体电池串联后形成的电池组标称容量；U₀表示单体电池电压上限值；N表示单体电池数量；

S2：第一次恒流充电结束后，利用化成夹具将多个单体电池之间的连接由串联切换为并联，并在常温下进行第一次静置；

S3：第一次静置完成后，利用化成夹具将多个单体电池之间的连接由并联切换为串联，并进行第二次恒流充电，充电时间为90min～120min，充电电流为：I₂＝(0.05～0.1)CV；上限保护电压为U_p2＝U₀N；

S4：第二次恒流充电结束后，利用化成夹具将多个单体电池之间的连接由串联切换为并联，并在常温下进行第二次静置；

S5：第二次静置完成后，利用化成夹具将多个单体电池之间由并联切换为串联，并进行第三次恒流充电，充电时间为90min～120min，充电电流为：I₃＝(0.1～0.2)CV；上限保护电压为U_p3＝U₀N；

S6：第三次恒流充电恒流充电后利用化成夹具将多个单体电池之间的连接由串联切换为并联，并在常温下进行第三次静置；将各单体电池进行第一次老化，得到压降一致的单体电池。

可选地，所述锂离子电池化成方法，还包括以下步骤：