提高圆柱形锂离子电池寿命的方法与流程

文档序号:14686092发布日期:2018-06-14 23:09

本发明涉及圆柱形电池技术领域,尤其涉及一种提高圆柱形锂离子电池寿命的方法。



背景技术:

由于圆柱形锂离子电池具有容量高、输出电压高、循环充放电性能好、输出电压稳定、能大电流放电、电化学性能稳定、使用安全、工作温度高等特点,因而在电动工具以及电动汽车领域中的应用越来越广泛。

在现有技术中,这类型的圆柱形锂离子电池制造工艺中的注液一般先将电池卷芯安装入电池壳体内,然后按照安装注液工装、注液、抽真空、恢复大气压及静置的顺序进行。这种注液方式由于向电池壳装入卷芯后,电池内部空间有限,容易出现渗液难、极片吸液性能差,在初期使用过程中出现活化不完全的问题,在一定程度上影响了电池的使用寿命。



技术实现要素:

针对上述现有圆柱形锂离子电池技术中存在的初期使用时活化不完全而导致电池循环寿命受到影响等问题,本发明实施例的目的在于提供一种提高圆柱形锂离子电池寿命的方法。

为了达到上述发明目的,本发明实施例采用了如下的技术方案:

一种提高圆柱形锂离子电池寿命的方法,包括至少采用0~0.5C的电流对分容合格的圆柱形锂离子电池进行循环充放电的步骤。

本发明上述实施例提供的提高圆柱形锂离子电池寿命的方法,采用小电流对分容合格的圆柱形锂离子电池进行有限次的循环充放电,使得初期使用的圆柱形锂离子电池的活性物质得到充分的活化,尤其是使负极发生膨胀收缩,以提高电解液对极片的浸润程度,使电解液在卷芯内部分布更加均匀,从而起到提高电池循环寿命的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1及对比例1提供的采用提高圆柱形锂离子电池寿命的方法处理过的三元材料/石墨系电池的循环测试曲线;

图2是本发明实施例2及对比例2提供的采用提高圆柱形锂离子电池寿命的方法处理过的磷酸铁锂/石墨18650型圆柱形电池电池的循环测试曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种提高圆柱形锂离子电池寿命的方法,包括至少采用0~0.5C的电流对分容合格的圆柱形锂离子电池进行循环充放电的步骤。

在任一实施例中,采用上述方法进行循环充放电的圆柱形锂离子电池,具体应当确保化成结束且分容合格。

在一优选实施例中,循环充放电的电流为0.05C~0.3C;电流过小,不能在短时间及有限循环次数内实现卷芯极片的完全活化,生产效率低下;而当电流过大则负极膨胀收缩程度和速度过快,同样产生不良后果。

在一优选的实施例中,对圆柱形锂离子电池进行循环充放电时,循环充放电的电压范围在2.5V~4.5V之间。

进一步优选地,当圆柱形锂离子电池为磷酸铁锂/石墨系列电池时,循环充放电电压范围为2.5V~3.4V;由于磷酸铁锂电池的工作电压为2.0~3.65V,而以2.5V~3.4V进行循环充放,电极可在一定程度内进行膨胀和收缩,提高活化程度;同时,又有效地避免了深度的充放电,使电池内部不会发生不必要的副反应而带来性能的衰减。当圆柱形电池为钴酸锂/石墨系列、锰酸锂/石墨系列、三元材料/石墨系列的电池时,循环充放电电压范围为3.2V~4.1V;由于钴酸锂/石墨系列、锰酸锂/石墨系列、三元材料/石墨系列电池的工作电压为3.0~4.2V,而以3.2V~4.1V进行循环充放,电极可在一定程度内进行膨胀和收缩,提高活化程度;同时,又有效地避免了深度的充放电,使电池内部不会发生不必要的副反应而带来性能的衰减。

在任一实施例中,应当将电池置于温度为30~45℃的环境中进行循环充放电。这主要是在该温度范围内能有效降低电解液黏度,提高电解液的流动性,但温度过高则会产生副反应,对电池性能不利。

本发明实施例提供的提高圆柱形锂离子电池寿命的方法,在高于环境温度下采用小电流对化成分容合格的电池进行有限次的循环充放电,以使圆柱形锂离子电池的活性物质得到充分的活化,使负极发生膨胀与收缩,促进电解液完全浸润卷芯极片,使得电解液在卷芯内部分布更加均匀,从而提高电池的循环寿命。该工艺仅仅需要在化成分容后进行有限次的浅充浅放,简单易行,能提高产品批次质量的稳定性和电池循环使用寿命,适合大规模工业化生产。

为了更好的体现本发明实施例提供的提高圆柱形锂离子电池寿命的方法,下面通过多个实施例进一步说明。

实施例1

(1)按照正常工序生产三元材料/石墨电池,本例中具体指18650圆柱形电池,待化成分容后,取容量合格的电池,置于35℃的环境中一段时间后,采用红外测温仪测试电池表面温度,当电池表面温度达到35℃时,以0.2C电流在3.2~4.1V范围内循环充放电10次;

(2)然后将电池置于室温中,待电池温度降至室温,以1C电流恒流充电至电压为4.2V,充电截止电流为0.02C,然后再以1C电流恒流放电,放电截止电压为3.0V,循环性能测试结果如说明书附图1所示。

对比例1

取实施例1的制备的容量合格的18650电池,置于室温中,并且确保与实施例1步骤(2)的条件相同,进行循环充放电,循环性能测试结果如说明书附图1所示。

从图1中可知,经过800次循环充放电后,本发明实施例1电池的容量衰减明显小于对比例1,两者电池容量保持率差异逐渐凸显,这说明实施例1的处理方式获得的电池循环性能(寿命)优于对比例1。

实施例2

(1)按照正常工序生产磷酸铁锂/石墨电池,本例中具体指18650圆柱形电池,待化成分容后,取容量合格的电池,置于40℃的环境中一段时间后,采用红外测温仪测试电池表面温度,当电池表面温度达到40℃时,以0.3C电流在2.5~3.4V范围内循环充放电15次;

(2)然后将电池置于室温中,以1C电流恒流充电至3.65V,充电截止电流为0.02C,然后以1C恒流放电,放电截止电压为2.0V,循环性能测试结果如说明书附图2所示。

对比例2

取实施例2的制备的容量合格的18650电池,置于室温中,并且确保与实施例2步骤(2)的条件相同,进行循环充放电,循环性能测试结果如说明书附图2所示。

从图2中可知,经过1200次循环充放电后,本发明实施例2电池的容量衰减明显小于对比例2,两者电池容量保存率差异明显,这说明实施例2的处理方式获得的电池循环性能(寿命)优于对比例2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

再多了解一些
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