一种采用三元材料为正极主材的锂电池的化成方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡电池的制备方法技术领域，具体来说，设及一种采用=元材料为正 极主材的裡电池的化成方法。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池日益发展的今天，小型裡电池制作工艺越来越成熟，各厂家竞争激烈， 利润空间越来越小，于是降低生产成本，提高电池良品率就成了当务之急。离子电池正极材 料有钻酸裡、=元、憐酸铁裡等，钻酸裡价格昂贵，憐酸铁裡比能量较低，所W W=元材料作 为正极得到广泛应用。而W=元材料为正极材料的裡离子电池存在自放电率高的缺点。
[0003] 针对上述相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种采用=元材料为正极主材的裡电池的化成方法，可W有 效抑制裡电池自放电现象，降低低电压电池比率，提高电池良品率。
[0005] 为实现上述技术目的，本发明的技术方案是运样实现的： 一种采用=元材料为正极主材的裡电池的化成方法，包括如下具体步骤： 1) 电池清洗后常溫搁置16~2地，待极片和隔膜充分浸润后完成PVC膜热缩上化成柜； 2) -次化成：电池上化成柜后Wo. 05C电流恒流充电5min后下柜； 3) -次老化：电池下柜后在环境溫度45±3°C的老化房中存储24h后转出； 4) 二次化成：电池再次上化成柜先Wo. 2C电流恒流充电5min后搁置3min，再Wo. 2C电 流恒流恒压充电至4.2V，时间限制设置450min，截止电流设置0.01C; 5) 对上述电池进行低压检测，大于或等于低压标准值的为最终合格电池，不合格的电 池重复步骤4)的二次化成搁置后再次检测低压，符合低压标准值的也为最终合格电池； 6) 二次老化：电池低压检测后在环境溫度45±3°C的老化房中存储72h后进行分容入 库。
[0006] 进一步的，在实施步骤2)至步骤6)的同时，进行电池负极SEI膜的形成。
[0007] 本发明的有益效果:本发明可有效抑制电池自放电现象，降低低电压电池比率，提 高电池良品率。
【具体实施方式】
[000引下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0009] 实施例1: 一种采用=元材料为正极主材的裡电池的化成方法，包括如下具体步骤： 1)电池清洗后常溫搁置16h，待极片和隔膜充分浸润后完成PVC膜热缩上化成柜； 2) -次化成：电池上化成柜后Wo. 05C电流恒流充电5min后下柜； 3) -次老化：电池下柜后在环境溫度42 °C的老化房中存储24h后转出； 4) 二次化成：电池再次上化成柜先Wo. 2C电流恒流充电5min后搁置3min，再Wo. 2C电 流恒流恒压充电至4.2V，时间限制设置450min，截止电流设置0.01C; 5) 对上述电池进行低压检测，大于或等于低压标准值4.14V的为最终合格电池，不合格 的电池重复步骤4)的二次化成搁置后再次检测低压，符合低压标准值4.14V的也为最终合 格电池； 6) 二次老化：电池低压检测后在环境溫度42°C的老化房中存储72h后进行分容入库。
[0010] 在实施步骤2)至步骤6)的同时，进行电池负极SEI膜的形成。
[0011] 实施例2: 一种采用=元材料为正极主材的裡电池的化成方法，包括如下具体步骤： 1) 电池清洗后常溫搁置20h，待极片和隔膜充分浸润后完成PVC膜热缩上化成柜； 2) -次化成：电池上化成柜后Wo. 05C电流恒流充电5min后下柜； 3) -次老化：电池下柜后在环境溫度45°C的老化房中存储24h后转出； 4) 二次化成：电池再次上化成柜先Wo. 2C电流恒流充电5min后搁置3min，再Wo. 2C电 流恒流恒压充电至4.2V，时间限制设置450min，截止电流设置0.01C; 5) 对上述电池进行低压检测，大于或等于低压标准值4.14V的为最终合格电池，不合格 的电池重复步骤4)的二次化成搁置后再次检测低压，符合低压标准值4.14V的也为最终合 格电池； 6) 二次老化：电池低压检测后在环境溫度45°C的老化房中存储72h后进行分容入库。
[0012] 在实施步骤2)至步骤6)的同时，进行电池负极SEI膜的形成。
[001引实施例3: 一种采用=元材料为正极主材的裡电池的化成方法，包括如下具体步骤： 1) 电池清洗后常溫搁置2地，待极片和隔膜充分浸润后完成PVC膜热缩上化成柜； 2) -次化成：电池上化成柜后Wo. 05C电流恒流充电5min后下柜； 3) -次老化：电池下柜后在环境溫度48 °C的老化房中存储24h后转出； 4) 二次化成：电池再次上化成柜先Wo. 2C电流恒流充电5min后搁置3min，再Wo. 2C电 流恒流恒压充电至4.2V，时间限制设置450min，截止电流设置0.01C; 5) 对上述电池进行低压检测，大于或等于低压标准值的为最终合格电池，不合格的电 池重复步骤4)的二次化成搁置后再次检测低压，符合低压标准值的也为最终合格电池； 6) 二次老化：电池低压检测后在环境溫度48°C的老化房中存储72h后进行分容入库。
[0014] 在实施步骤2)至步骤6)的同时，进行电池负极SEI膜的形成。
[0015] 为了验证本发明专利的可行性，对同样的厂家A和厂家B的=元材料制备的电忍做 二次预充化成实验，得出的实验数据如表1。
[0016] 表1不同厂家的=元材料一次化成和二次化成电池的自放电率
由表1可知，二次化成大幅度的降低了电池的自放电率，使电池的成品率大幅度提高。 主要是因为二次化成使电池 SEI膜结构更稳定，SEI膜作为电极材料与电解液在电池充放电 过程中的反应产物，它的组成、结构、致密性与稳定性主要是由电极和电解液的性质决定， 同时也受到溫度、循环次数W及充放电电流密度的影响[1]。
[0017] 溫度的影响:一般认为，高溫条件会使SEI膜的稳定性下降和电极循环性能变差， 运是因为高溫时SEI膜的溶解和溶剂分子的共嵌入加剧，而低溫条件下SEI膜趋于稳定。 IsMikawa在优化低溫处理条件时发现，在-20 °C时生成SEI膜循环性能最好，运是因为 低溫时形成的SEI膜致密、稳定，并且阻抗较低。Andersson则认为高溫条件下，原来的膜进 行结构重整，膜的溶解与重新沉积使新的膜具有多孔的结构，从而使得电解液与电极产生 进一步接触并继续还原。目前在裡离子电池制造商中普遍采用的化成后在30 - 60 °C之间 保溫老化，W改善电池的循环性能和优化电池的胆存性能，就是基于在较高溫度下SEI膜 的结构重整之说，故实验选择的老化溫度为42°C~48°C。
[0018] 电流密度的影响：电极表面的反应是一个纯化膜形成与电荷传递的竞争反应。由 于各种离子的扩散速度不同和离子迁移数不同，所W在不同的电流密度下进行电化学反应 的主体就不相同，膜的组成也不同。Doll自在研究SEI膜时发现，电流密度对膜的厚度影响 不大，却使得膜的组成截然不同。低电流密度时，Li2C03首先形成，而ROC(X)Li则延迟到电 极放电结束前才开始形成;高电流密度时，ROCOOLi没有在膜中出现，膜中只含有Li2C03,运 使得膜的电阻变小，电容增大。HitosM 0化等人在对WPC(碳酸丙稀醋）和ES(亚硫酸乙締 醋）基电解液系统的碳负电极进行研学手段对SEI膜形成机理作了介绍。试验研究表明： SEI膜的产生主要是由PC和ES的分解而形成的，且ES在PC之前分解，SEI膜的组成结 构主要取决于电流密度。如果电流密度高，SEI膜的无机组分首先在该高电位下形成，裡离 子的插入开始，此后SEI膜的有机组分形成。而当电流密度较低时，从初始电位开始（1.5 V ,versus Li/ Li+),SEI的有机组分立即形成，一次在小电流的情况下进行高溫老化，使得 形成更致密、稳定的SEI膜。
[0019] 综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明可有效抑制电池自放电现象，降 低低电压电池比率，提高电池良品率。
[0020] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种采用三元材料为正极主材的锂电池的化成方法，其特征在于，包括如下具体步 骤： 1) 电池清洗后常温搁置16~24h，待极片和隔膜充分浸润后完成PVC膜热缩上化成柜； 2) -次化成：电池上化成柜后以0.05C电流恒流充电5min后下柜； 3) -次老化：电池下柜后在环境温度45 ± 3 °C的老化房中存储24h后转出； 4) 二次化成：电池再次上化成柜先以0.2C电流恒流充电5min后搁置3min，再以0.2C电 流恒流恒压充电至4.2V，时间限制设置450min，截止电流设置0.01C; 5) 对上述电池进行低压检测，大于或等于低压标准值的为最终合格电池，不合格的电 池重复步骤4)的二次化成搁置后再次检测低压，符合低压标准值的也为最终合格电池； 6) 二次老化：电池低压检测后在环境温度45±3°C的老化房中存储72h后进行分容入 库。2. 根据权利要求1所述的采用三元材料为正极主材的锂电池的化成方法，其特征在于， 在实施步骤2)至步骤6)的同时，进行电池负极SEI膜的形成。
【专利摘要】本发明公开了一种采用三元材料为正极主材的锂电池的化成方法，化成过程中进行两次化成和两次老化，同时完成电池负极SEI膜的形成以及电池的低压筛选。本发明的有益效果：本发明可有效抑制电池自放电现象，降低低电压电池比率，提高电池良品率。
【IPC分类】H01M10/058
【公开号】CN105633474
【申请号】CN201610009279
【发明人】周浪, 邓晓波, 胡林, 高珍
【申请人】九江迅通新能源科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月8日