一種鋰離子電池的化成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可以改善鋰離子電池正、負(fù)極片界面狀態(tài)和解決液態(tài)電解液凝膠化的化成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池在使用前需經(jīng)過化成工序，以便于激活電池正、負(fù)極的活性物質(zhì)，從而使電池達(dá)到最佳的充放電狀態(tài)，電池的化成一般指對電池進(jìn)行首次充電?；晒に囮P(guān)系到電池容量的高低、循環(huán)壽命的長短及安全性能等多方面的品質(zhì)，因此，化成工藝在一定程度上決定了電池性能的好壞。
[0003]現(xiàn)有的化成工藝一般是在常溫下恒流或恒流恒壓對電池進(jìn)行連續(xù)充電。如采用
0.02?0.05CmA的小電流對電池進(jìn)行預(yù)充處理，然后再對電池進(jìn)行高溫加壓放置整形硬化。雖然該方法得到的電池的正、負(fù)極界面相對較好，然而其生產(chǎn)過程比較繁雜，主要流程為:第一次老化一化成一第二次老化一冷卻，加上所有的操作過程，整個制程的時間大概在45h左右，且生產(chǎn)過程所需人員較多，耗時耗力；加上在生產(chǎn)過程中，由于人為接觸電池次數(shù)較多，容易造成對鋰離子電池的損壞和報廢，不但生產(chǎn)效率低，而且額外增加了生產(chǎn)成本，尤其對面積較大的電池來說，化成后的電池負(fù)極極片表面狀態(tài)不均衡，很多區(qū)域因接觸不緊密導(dǎo)致化成程度不夠，雜質(zhì)分解反應(yīng)不徹底，造成極片局部黑斑、析鋰，嚴(yán)重影響電池的安全性能。
[0004]后來出現(xiàn)了高溫大電流的化成工藝，高溫大電流化成的主要流程為:在高溫條件下對電池進(jìn)行大電流化成，然后對化成后的電池進(jìn)行降溫冷卻。此工藝雖然提高了生產(chǎn)效率，降低了制程過程中對電池的人為接觸次數(shù)，然而因為高電壓電池所使用的隔離膜涂覆了聚偏二氟乙烯(PVDF)和陶瓷，采用此方法生產(chǎn)的電芯正負(fù)極片界面狀態(tài)一致性不好，存在正負(fù)極片涂料被隔離膜粘料脫落和陶瓷脫落粘在極片上的情況，而且此方法在制程中容易出現(xiàn)電池硬度不足及隔離膜上PVDF與電解液凝膠化形成凸點導(dǎo)致的電芯外觀凹凸不平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可以改善鋰離子電池正負(fù)極片界面狀態(tài)和解決液態(tài)電解液凝膠化的鋰離子電池的化成方法，。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:
[0007]—種鋰離子電池的化成方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1、將陳化到點的電池放入化成設(shè)備中在高溫加壓環(huán)境下進(jìn)行化成，充電時先采用0.1?0.5CmA電流進(jìn)行充電，充電至截止電壓3.7V，然后再采用0.5C?2.0CmA電流進(jìn)行充電，充電至截止電壓4.0V ;
[0009]步驟2、將溫度提高，壓力保持不變，對電池進(jìn)行保溫保壓；
[0010]步驟3、將溫度及壓力下降，對電池進(jìn)行冷卻降溫；[0011 ] 步驟4、對完成冷卻的電池進(jìn)行抽真空、二次封口，化成完畢。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟1中化成設(shè)備的溫度為40?70°C，壓力為0.1?2.0Mpa。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟2中保溫保壓的時間為10?60min。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟2中將溫度提升至80?100°C。
[0015]進(jìn)一步的，所述步驟3中冷卻的時間為1?30min。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟3中將溫度降至20?30°C，壓力降至0.1?1.0Mpa。
[0017]由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的化成方法在化成過程中使電芯在高溫及一定壓力的條件下進(jìn)行大電流充電，將老化和化成步驟相結(jié)合，縮短工藝周期，提高生產(chǎn)效率，然后對電芯進(jìn)行升溫加壓整形硬化，解決了隔膜涂膠因溶脹而形成的PVDF凝膠不良帶來的電解液凝膠化形成凸點造成的外觀凹凸不平的問題，使電池的長期循環(huán)能力及電池容量得到提升，同時可以改善電池正、負(fù)極界面狀態(tài)的一致性，最后對電芯進(jìn)行降溫冷卻處理，使電芯的厚度一致，擁有更好的硬度。本發(fā)明方法解決了傳統(tǒng)化成技術(shù)化成周期長、工序操作多、流程繁瑣的缺點，可以減少電芯報廢及降低人為接觸電池次數(shù)，降低電芯的外觀不良率和報廢率。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為采用本發(fā)明方法得到的電池與對比例電池的循環(huán)曲線對比圖；
[0020]圖2為將采用本發(fā)明方法得到的電池與對比例電池滿電拆解后的負(fù)極片對比圖。
【具體實施方式】
[0021]為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征及優(yōu)點能更明顯，下文特舉本發(fā)明實施例，并配合所附圖示，做詳細(xì)說明如下。
[0022]本發(fā)明方法的基本思路是:將電池放入高溫加壓化成設(shè)備中進(jìn)行化成，在高溫加壓條件下分為兩步對電池進(jìn)行充電:先采用0.1?0.5CmA電流進(jìn)行充電，充電至電壓為
3.7V時停止充電，然后再采用0.5C?2.0CmA電流進(jìn)行充電，充電至電壓為4.0V時停止充電；然后升溫，壓力保持不變，保溫保壓一段時間后，對電池進(jìn)行冷卻降溫，最后對電池進(jìn)行抽真空二次封口，化成完成。
[0023]以上是本發(fā)明的核心思想，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0025]本發(fā)明化成方法的步驟如下:
[0026]步驟1、將陳化到點的電池放入溫度為40?70°C，壓力為0.1?2.0Mpa的化成設(shè)備中進(jìn)行高溫加壓化成，充電時先采用0.1?0.5CmA電流進(jìn)行充電，充電至截止電壓3.7V，然后再采用0.5C?2.0CmA電流進(jìn)行充電，充電至截止電壓4.0V ；
[0027]步驟2、將溫度升至80?100°C，壓力保持不變，對電池進(jìn)行保溫保壓，時間為10 ?60min ；
[0028]步驟3、對電池進(jìn)行冷卻降溫，將溫度降至20?30°C，壓力降至0.1?1.0Mpa,冷卻時間為1?30min ；
[0029]步驟4、對完成冷卻的電池進(jìn)行抽真空、二次封口，化成完畢。
[0030]本發(fā)明的化成方法將電芯放置于高溫及一定的壓力條件下進(jìn)行大電流充電化成，將化成與老化合并，縮短了制程時間、提高了生產(chǎn)效率，而且減少了操作人員對鋰離子電芯的接觸，降低了外觀不良、損壞等帶來的成本問題；對充電后的電芯進(jìn)行升溫加壓整形硬化，使電池厚度、容量、極片界面狀態(tài)一致性更好，循環(huán)能力得到提高，而且解決了隔膜PVDF與電解液形成的凝膠而造成的電池表面凸點帶來的外觀不良問題。
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