专利名称：锂离子二次电池并联化成方法
技术领域：
本发明涉及一种二次电池生产工艺，尤其是指一种锂离子二次电池并联化成方法。
背景技术：
在锂离子二次电池的生产工艺中，化成工序是一个极其重要的工序，化成质量的好坏直接关系到电池的容量、循环及安全等多方面的品质。化成是指注液后的电池进行首次充放电的过程，其主要作用是通过首次充电中的电化学反应来形成负极表面致密的SEI 膜(SolidElectrolyte Interface),同时排除形成SEI膜过程中所产生的气体，防止电池出现气胀鼓壳等不良现象。为克服上述问题，现有的技术通常采用串联小电流阶梯化成的方式，工业化大批量生产时，具有化成时间长，空间及环境要求高等缺点。近年来，随着锂离子电池的发展，对电池性能要求的日益提高，大多数关于化成的研究都致力于提 升电池的电化学性能，如公开号为CN101267055A、CN101315994A、 CN101212067A的中国专利，均公开了一种新型化成工艺。综合上述及公知常识中，现有的锂离子二次电池的制备及常规串联化成化成方法如下I、正极的制备将IOOOg的正极活性成分钴酸锂、20g的粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)、25g的导电炭黑及400g的N-甲级吡咯烷酮混合，在真空搅拌机中搅拌成均匀的正极浆料，并将该浆料均匀的涂布在铝箔上，然后在130°C下烘干，辊压，制成尺寸为457X43. 5mm的正极片，其中含有7g左右的活性成分钴酸锂(电池设计容量IOOOmAh)。2、负极的制备将IOOOg负极活性成分天然石墨，15g的导电炭黑，50g的粘结剂丁苯橡胶(SBR) 和12g的羧甲基纤维素钠混合，在真空搅拌机中搅拌成均匀的负极浆料，并将该浆料均匀的涂布在铜箔上，然后在120°C下烘干，辊压，制成尺寸未462X44. 5mm的负极片，其中含有
3.2g左右的活性成分天然石墨。3、电池的装配和陈化将上述正、负极与聚乙烯隔膜卷绕成一个方形锂离子电池卷芯，将正负极极耳与盖板焊接后放入电池壳体内，将电池壳体与盖板激光焊接密封后烘烤，然后灌注EC/EMC/ DMC = 1/1/1 (wt% ) IM LiPF6电解液，放置45°C的高温环境中陈化24h。4、电池的化成取按上述方法制备的一定数量(如300pcs)的锂离子电池，用胶纸封住注液孔，然后将上述电池逐一串联起来，在25°C的温度下，按以下步骤进行化成激活(I)、0· 02C 恒流充电，限时 300min ；(2)、0· 05C 恒流充电，限时 180min ；(3)、0· IC 恒流充电，限时 120min。
上述O. 02,0. 05,0. I是倍率，C代表每组锂离子电池的容量值。化成结束后，用钢珠密封注 液孔，得到化成后锂离子电池Al其能有效提升电池的高容量、高循环及储存性能，但同时上述工艺也存在对于大批量而言，生产效率低、操作难等问题。而随着目前电子技术的发展，小型化设备的日益增多，市场对锂离子二次电池的需求量也日益增大，工业化的生产量也日益增多，采用现有的串联小电流阶梯化成方式，生产效率低，所需生产空间大，环境控制成本高，成为制约生产的一个重要因素。
发明内容
本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种锂离子二次电池并联化成方法。本发明的目的是这样实现的一种锂离子二次电池并联化成方法，它包括步骤A)、将每个待化成电池之间并联连接；B)、对并联后的上述待化成电池进行恒流充电化成；其中，所述恒流充电化成包括至少2阶段的阶梯充电步骤。上述方法中，所述待化成电池包含100件-1000件电池；上述方法中，所述恒流充电化成的阶梯充电步骤包括第一阶段，以O. 5A-100A的电流，2. 4-3. 8V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在120-600分钟；第二阶段，以2A-200A的电流，3. 6_4V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-180分钟；上述方法中，所述待化成电池呈并排放置并联连接，所述并排方式可以为紧靠排列或间隙排列。本发明还涉及一种锂离子二次电池并联化成方法，它包括步骤A)、将每个待化成电池之间并联连接；B)、对并联后的上述待化成电池进行恒流充电化成；其中，所述恒流充电化成包括 3阶段的阶梯充电步骤。上述方法中，所述待化成电池包含100件-1000件电池；上述方法中，所述恒流充电化成的阶梯充电步骤包括，第一阶段，以O. 5A-100A的电流，2. 4-3. 8V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在120-600分钟；第二阶段，以2A-200A的电流，3. 6_4V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-180分钟；第三阶段，以10A-200A的电流，3. 8-4. IV的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-480分钟；上述方法中，所述待化成电池呈并排放置并联连接，所述并排方式可以为紧靠排列或间隙排列。相比于常见的化成方法，本发明的有益效果在于采用了并联的电池化成方式，可以较好的控制化成后电池电压的一致性，有助于对不良电池的快速挑选，不但可以有效控制不良电池的流出，且通过采用并联化成，可用工装夹具将待化成电池并联放置一起，以化成电池数量计算化成输入电流，从而降低操作所需空间，缩短操作流程，提升生产效率，且使用该化成方法化成不影响电池的首次容量、循环性能及储存性能。
下面结合附图详述本发明的具体结构图I为背景技术实施例Al与本发明的实施例A2、A3、A4的600周循环对比图；图2为背景技术实施例Al与本发明的实施例A5、A6、A7的600周循环对比图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本发明提供了一种锂离子二次电池并联化成方法，它包括选取一定数量的待化成电池，此处电池数量的选择会影响电池充电的精度及稳定性，当并联电池的数量越少，电池充电的精度越高，电池的稳定性能也越好，但太少的电池数量又不利于生产效率的提升， 因此并联电池的数量越多，有利于生产效率的提升，但不利于稳定电池的性能，因此优选的，选取lOOpcs-lOOOpcs待化成电池，将上述数量的待化成电池并排放置，并对应将每个待化成电池之间并联连接，所述并排方式可以为紧靠排列或间隙排列，紧密排列方便于操作及生产效率的提升，但易由于接触不良而产生不良品，间隙排列可控制接触不良品的产生，但是不易于操作。而后核算设置充电电流，将多组待化成电池并联连接后进行恒流充电化成的步骤，其中恒流充电化成包括2-3阶段的阶梯充电步骤。根据上述步骤将待化成电池多组并联后，核算设置充电电流，然后采用2-3阶段阶梯式恒流限压的为其充电。第一阶段，以0. 5A-100A的电流，2. 4-3. 8V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在120-600分钟。第二阶段，以2A-200A的电流，3. 6_4V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-180分钟。第三阶段，以10A-200A的电流，3. 8-4. IV的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-480分钟。化成电流是根据并联电池的数量X单只电池化成电流而定，单只电池化成电流是实验所得，化成后电压与化成电流的大小及时间是有相关性的，可以推算出范围，化成时间是考虑效率及品质实验所得。实施例一与背景技术中的方法相同制备锂离子二次电池，与其化成不同的是，取IOOpcs电池，用胶纸封住注液孔，在25°C的温度下，排列并联起来，以下述步骤进行化成激活(I)、2A恒流恒压充电，限压3. 4V，限时240min，限流50mA ；(2)、5A恒流恒压充电，限压3. 8V，限时240min，限流50mA ；(3) UOA恒流恒压充电，限压3. 95V，限时300min，限流50mA。化成结束后，用钢珠密封注液孔，得到化成后锂离子电池A2。实施例二 同样采用背景技术中的方法相同制备锂离子二次电池，与上述实施例不同的是，取200pcs电池，用胶纸封住注液孔，在25°C的温度下，排列并联起来，以下述步骤进行化成激活(I)、4A恒流恒压充电，限压3. 4V，限时240min，限流50mA ；(2)、IOA恒流恒压充电，限压3. 8V，限时240min，限流50mA ；(3)、20A恒流恒压充电，限压3. 95V，限时300min，限流50mA。化成结束后，用钢珠密封注液孔，得到化成后锂离子电池A3。实施例三同样采用背景技术中的方法相同制备锂离子二次电池，与上述实施例 不同的是， 取300pcs电池，用胶纸封住注液孔，在25°C的温度下，排列并联起来，以下述步骤进行化成激活(I)、6A恒流恒压充电，限压3. 4V，限时240min，限流50mA ；(2)、15A恒流恒压充电，限压3. 8V，限时240min，限流50mA ；(3)、30A恒流恒压充电，限压3. 95V，限时300min，限流50mA。化成结束后，用钢珠密封注液孔，得到化成后锂离子电池A4。实施例四同样采用背景技术中的方法相同制备锂离子二次电池，与上述实施例不同的是， 取200pcs电池，用胶纸封住注液孔，在25°C的温度下，排列并联起来，以下述步骤进行化成激活(I)、4A恒流恒压充电，限压3. 6V，限时360min，限流50mA ；(2)、20A恒流恒压充电，限压3. 95V，限时360min，限流50mA ；化成结束后，用钢珠密封注液孔，得到化成后锂离子电池A5。实施例五同样采用背景技术中的方法相同制备锂离子二次电池，与上述实施例不同的是， 取200pcs电池，用胶纸封住注液孔，在25°C的温度下，排列并联起来，以下述步骤进行化成激活(I)UOA恒流恒压充电，限压3. 8V，限时300min，限流50mA ；(2)、20A恒流恒压充电，限压3. 95V，限时180min，限流50mA ；(3)、40A恒流恒压充电，限压4. IV，限时120min，限流50mA ；化成结束后，用钢珠密封注液孔，得到化成后锂离子电池A6。实施例六同样采用背景技术中的方法相同制备锂离子二次电池，与上述实施例不同的是， 取200pcs电池，用胶纸封住注液孔，在25°C的温度下，排列并联起来，以下述步骤进行化成激活(I)UOA恒流恒压充电，限压3. 6V，限时180min，限流50mA ；(2)、20A恒流恒压充电，限压3. 8V，限时120min，限流50mA ；(3)、60A恒流恒压充电，限压4. 0V,限时120min，限流50mA ；化成结束后，用钢珠密封注液孔，得到化成后锂离子电池A7。下面对背景技术实施例及本专利实施例I 6得到的化成后锂离子电池Al A7 进行性能测试，如图I、图2:
(I)、首次容量测试在25°C下，将化成后的Al A7锂离子电池以O. 5C恒流充电至4. 2V，然后再在此电压下恒压充电，直至截止电流O. 05C，再用I. OC恒流放电至3. 0V，得到25°C下，电池的首次容量，结果如表I所示。(2)、循环性能测试在25°C下，将测试过首次容量的Al A7锂离子电池分别以I. OC恒流充电至 4. 2V，再以此电压恒压充电，直至截止电流为O. 05C，再用I. OC恒流放电至3. 0V，记录循环电池的初始容量，然后重复上述充放电步骤600次，得到每次电池的放电容量，以下述方式计算电池循环的容量保持率容量保持率(％ )=(循环到固定周次的放电容量/电池初始容量)X 100%循环测试结果如表I所示。
权利要求
1.一种锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于它包括步骤， A)、将每个待化成电池之间并联连接； B)、对并联后的上述舵主待化成电池进行恒流充电化成；其中，所述恒流充电化成包括至少2阶段的阶梯充电步骤。
2.如权利要求I所述的锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于所述待化成电池包含100件-1000件电池。
3.如权利要求I或2所述的锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于所述恒流充电化成的阶梯充电步骤包括， 第一阶段，以0. 5A-100A的电流，2. 4-3. 8V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在120-600分钟； 第二阶段，以2A-200A的电流，3. 6-4V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-180分钟。
4.如权利要求3所述的锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于所述待化成电池呈并排放置并联连接，所述并排方式可以为紧靠排列或间隙排列。
5.一种锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于它包括步骤， A)、将每个待化成电池之间并联连接； B)、对并联后的上述舵主待化成电池进行恒流充电化成；其中，所述恒流充电化成包括3阶段的阶梯充电步骤。
6.如权利要求5所述的锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于所述待化成电池包含100件-1000件电池。
7.如权利要求5或6所述的锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于所述恒流充电化成的阶梯充电步骤包括， 第一阶段，以0. 5A-100A的电流，2. 4-3. 8V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在120-600分钟； 第二阶段，以2A-200A的电流，3. 6-4V的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-180分钟； 第三阶段，以10A-200A的电流，3. 8-4. IV的电压对并联的多组待化成电池进行恒流限压充电，时间控制在60-480分钟。
8.如权利要求7所述的锂离子二次电池并联化成方法，其特征在于所述待化成电池呈并排放置并联连接，所述并排方式可以为紧靠排列或间隙排列。
全文摘要
本发明提供了一种锂离子二次电池并联化成方法，通过采用了并联的电池化成方式，可以较好的控制化成后电池电压的一致性，有助于对不良电池的快速挑选，不但可以有效控制不良电池的流出，且通过采用并联化成，可用工装夹具将待化成电池并联放置一起，以化成电池数量计算化成输入电流，从而降低操作所需空间，缩短操作流程，提升生产效率，且使用该化成方法化成不影响电池的首次容量、循环性能及储存性能。
文档编号H01M10/058GK102709601SQ20121004241
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者吴超华, 朱继涛 申请人:深圳市慧通天下科技股份有限公司