一种锂离子电池的化成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚合物锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种可以改善锂离子电池正、负极片界面状态和解决液态电解液凝胶化的化成方法。
【背景技术】
[0002]电池在使用前需经过化成工序，以便于激活电池正、负极的活性物质，从而使电池达到最佳的充放电状态，电池的化成一般指对电池进行首次充电。化成工艺关系到电池容量的高低、循环寿命的长短及安全性能等多方面的品质，因此，化成工艺在一定程度上决定了电池性能的好坏。
[0003]现有的化成工艺一般是在常温下恒流或恒流恒压对电池进行连续充电。如采用
0.02?0.05CmA的小电流对电池进行预充处理，然后再对电池进行高温加压放置整形硬化。虽然该方法得到的电池的正、负极界面相对较好，然而其生产过程比较繁杂，主要流程为:第一次老化一化成一第二次老化一冷却，加上所有的操作过程，整个制程的时间大概在45h左右，且生产过程所需人员较多，耗时耗力；加上在生产过程中，由于人为接触电池次数较多，容易造成对锂离子电池的损坏和报废，不但生产效率低，而且额外增加了生产成本，尤其对面积较大的电池来说，化成后的电池负极极片表面状态不均衡，很多区域因接触不紧密导致化成程度不够，杂质分解反应不彻底，造成极片局部黑斑、析锂，严重影响电池的安全性能。
[0004]后来出现了高温大电流的化成工艺，高温大电流化成的主要流程为:在高温条件下对电池进行大电流化成，然后对化成后的电池进行降温冷却。此工艺虽然提高了生产效率，降低了制程过程中对电池的人为接触次数，然而因为高电压电池所使用的隔离膜涂覆了聚偏二氟乙烯(PVDF)和陶瓷，采用此方法生产的电芯正负极片界面状态一致性不好，存在正负极片涂料被隔离膜粘料脱落和陶瓷脱落粘在极片上的情况，而且此方法在制程中容易出现电池硬度不足及隔离膜上PVDF与电解液凝胶化形成凸点导致的电芯外观凹凸不平。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种可以改善锂离子电池正负极片界面状态和解决液态电解液凝胶化的锂离子电池的化成方法，。
[0006]为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案:
[0007]—种锂离子电池的化成方法，包括以下步骤:
[0008]步骤1、将陈化到点的电池放入化成设备中在高温加压环境下进行化成，充电时先采用0.1?0.5CmA电流进行充电，充电至截止电压3.7V，然后再采用0.5C?2.0CmA电流进行充电，充电至截止电压4.0V ;
[0009]步骤2、将温度提高，压力保持不变，对电池进行保温保压；
[0010]步骤3、将温度及压力下降，对电池进行冷却降温；[0011 ] 步骤4、对完成冷却的电池进行抽真空、二次封口，化成完毕。
[0012]进一步的，所述步骤1中化成设备的温度为40?70°C，压力为0.1?2.0Mpa。
[0013]进一步的，所述步骤2中保温保压的时间为10?60min。
[0014]进一步的，所述步骤2中将温度提升至80?100°C。
[0015]进一步的，所述步骤3中冷却的时间为1?30min。
[0016]进一步的，所述步骤3中将温度降至20?30°C，压力降至0.1?1.0Mpa。
[0017]由以上技术方案可知，本发明的化成方法在化成过程中使电芯在高温及一定压力的条件下进行大电流充电，将老化和化成步骤相结合，缩短工艺周期，提高生产效率，然后对电芯进行升温加压整形硬化，解决了隔膜涂胶因溶胀而形成的PVDF凝胶不良带来的电解液凝胶化形成凸点造成的外观凹凸不平的问题，使电池的长期循环能力及电池容量得到提升，同时可以改善电池正、负极界面状态的一致性，最后对电芯进行降温冷却处理，使电芯的厚度一致，拥有更好的硬度。本发明方法解决了传统化成技术化成周期长、工序操作多、流程繁琐的缺点，可以减少电芯报废及降低人为接触电池次数，降低电芯的外观不良率和报废率。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，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。
[0019]图1为采用本发明方法得到的电池与对比例电池的循环曲线对比图；
[0020]图2为将采用本发明方法得到的电池与对比例电池满电拆解后的负极片对比图。
【具体实施方式】
[0021]为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
[0022]本发明方法的基本思路是:将电池放入高温加压化成设备中进行化成，在高温加压条件下分为两步对电池进行充电:先采用0.1?0.5CmA电流进行充电，充电至电压为
3.7V时停止充电，然后再采用0.5C?2.0CmA电流进行充电，充电至电压为4.0V时停止充电；然后升温，压力保持不变，保温保压一段时间后，对电池进行冷却降温，最后对电池进行抽真空二次封口，化成完成。
[0023]以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0025]本发明化成方法的步骤如下:
[0026]步骤1、将陈化到点的电池放入温度为40?70°C，压力为0.1?2.0Mpa的化成设备中进行高温加压化成，充电时先采用0.1?0.5CmA电流进行充电，充电至截止电压3.7V，然后再采用0.5C?2.0CmA电流进行充电，充电至截止电压4.0V ；
[0027]步骤2、将温度升至80?100°C，压力保持不变，对电池进行保温保压，时间为10 ?60min ；
[0028]步骤3、对电池进行冷却降温，将温度降至20?30°C，压力降至0.1?1.0Mpa,冷却时间为1?30min ；
[0029]步骤4、对完成冷却的电池进行抽真空、二次封口，化成完毕。
[0030]本发明的化成方法将电芯放置于高温及一定的压力条件下进行大电流充电化成，将化成与老化合并，缩短了制程时间、提高了生产效率，而且减少了操作人员对锂离子电芯的接触，降低了外观不良、损坏等带来的成本问题；对充电后的电芯进行升温加压整形硬化，使电池厚度、容量、极片界面状态一致性更好，循环能力得到提高，而且解决了隔膜PVDF与电解液形成的凝胶而造成的电池表面凸点带来的外观不良问题。
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