专利名称::锂离子二次电池容量损失的电化学修复方法
技术领域:
:本发明涉及废旧锂离子二次电池的修复,特别涉及其电化学修复。
背景技术:
:锂离子电池二次电池由于具有容量高、循环寿命长、安全性能好等优点,己经被广泛应用于国防、航空航天及国民经济的各个领域。据统计,2005年全球锂离子电池生产量接近15亿只;预计2010年产量将超过20亿只,但随着这些电器的报废,大量废旧电池废弃和堆积,相当部分直接混入垃圾中,对环境造成很大污染,同时也是对资源的一种浪费。针对以上情况,研究人员展开了大量的研究,以期能找到一种合适的方法来对锂离子二次电池进行有效修复,改善其工作性能,延长其使用寿命。目前已有对铅酸蓄电池修复的相关报道和应用,主要是采用高频脉冲技术进行快速修复,活化深度硫化电池,并防止电池极板的硫化结晶物的再生,从而延长电池的使用寿命。但上述对铅酸修电池的修复方法并不适用于锂离子二次电池。目前提高锂离子二次电池使用性能的方法主要有如下几种一种是通过制备容量更高、结构更稳定的电极材料,如LiFeP04等电极材料,或者通过包覆、掺杂等手段来改善单一电极材料的结构,提高其循环寿命和使用性能;另一种是通过制备电导性能更加优良的电解液,减少传输过程中的电子损失来提高电池的使用性能;此外,实际生产中,电池生产企业还通过提高电极浆料涂布工艺,优化工艺流程来制备使用性能更加优良的电池。然而,这些方法都只是单纯从制备方面考虑如何提高和改善锂离子二次电池的使用性能,而未考虑对容量衰减后的二次电池进行修复,使其电容量得到恢复,使用性能和循环寿命得以提高。目前,国内外尚无锂离子二次电池进行电化学修复的报道。
发明内容本发明的目的在于提出了一种对锂离子二次电池容量进行电化学修复方法,通过这种电化学容量修复方法,锂离子二次电池的容量能得到有效的恢复,使用性能和循环寿命得到提升。为实现锂离子二次电池容量的电化学修复方法,本发明提出下述技术方案以大于0小于或等于1C的电流对欲修复的电池进行充放电循环,时间为1IO小时。通过本发明的修复方法,能够有效提高锂离子二次电池电极活性材料的使用,减少极化等不利因素对电池使用性能的影响。经过修复后电池容量得到有效提升,而且修复电流愈小,修复效果愈好。通过反复实验结果表明,本发明只要通过少量几次电化学修复过程,就能有效地提高电池的循环寿命和使用性能;与现有传统的提高锂离子二次电池使用性能的方法相比,本发明的电池修复过程在充放电过程中完成,不需要加任何化学添加剂,可操作性强、方法简便,自动化程度高,使用安全,能修复不同种类的锂离子二次电池;通过对废旧锂离子二次电池修复,能节约资金和能源、减少电池报废,保护环境,具有重要的实际应用价值。图l:实施例l中样品电池a修复前后放电容量比较图2:实施例2中样品电池b反复损耗和修复时电池放电容量图3:实施例3中样品电池C反复损耗和修复时电池放电容量图4:实施例2中样品电池b修复前后的恒流充电曲线比较图5:实施例3中样品电池C修复前后的放电容量比较具体实施例方式以下表中的锂离子二次电池作为样品,对其进行修复试验。充放电测试仪为武汉金诺电子有限公司生产的LANDCT2001C充放电测试仪,采用恒流恒压充模式(CCCV)对样品电池进行快速充放电测试。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>实施例l:样品电池a经过使用,容量下降到520mAh。以0.1C电流对其进行充放电循环,IO小时后修复完成,电池放电容量恢复到820mAh,见图1。实施例2:样品电池b以1C进行快速充放电循环50次,循环后以0.5C电流进行修复,修复时间为4小时,修复完成后继续以1C进行充放电循环50次,再以0.5C电流进行4小时修复。上述电容损耗和修复过程共重复6次,见图2。每次修复前后电池容量平均得到5。/。左右的提升。相比于常规的充放电曲线,经过修复的放电曲线呈现一个褶铍的上升过程,然后又慢慢开始下降。样品电池b修复前后的恒流充电曲线比较图见图4,修复后电池的电压上升更慢。通过恒流充电可以充入更多的电量,这说明通过修复更多的锂离子可以进行嵌入和脱出。实施例3:样品电池c以1.5C进行快速充放电循环50次,循环后以0.4C电流充放电进行修复,修复时间为4小时,修复完成后继续以1.5C进行充放电循环50次,再以0.5C电流进行4小时修复。上述电容损耗和修复过程共重复6次,见图3。每次修复前后电池容量平均得到5%左右的提升。修复后电池的放电电压平台更高更稳定,放电曲线更平稳,见图5。权利要求1.一种锂离子二次电池容量损失的电化学修复方法,其特征在于以大于0小于或等于1C的电流对欲修复的电池进行充放电循环。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述充放电循环时间为110小时。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于所述电流为0.10.5C,所述时间为410小时。全文摘要本发明公开了一种锂离子二次电池容量损失的电化学修复方法,以大于0小于或等于1C的电流倍率对欲修复的废旧锂离子二次电池进行充放电循环。发明的修复方法能够有效提高锂离子二次电池电极活性材料的使用,减少极化等不利因素对电池使用性能的影响。经过修复后电池容量得到有效提升,电池的循环寿命和使用性能得到有效提高。本发明的电池修复方法使用安全、方法简便、操作性强,能修复不同种类的锂离子二次电池。文档编号H01M10/44GK101552364SQ200810030978公开日2009年10月7日申请日期2008年4月2日优先权日2008年4月2日发明者唐新村,卓罗申请人:中南大学