专利名称：一种高能量锂离子电池的化成后处理方法
技术领域：
本发明属于锂离子蓄电池化成后处理技术领域，特别是涉及一种高能量锂离子电池的化成后处理方法。
背景技术：
随着绿色能源的普及，高能量锂离子电池的应用范围越来越广泛，但其安全性问题一直阻碍着它的发展，目前，高能量锂离子电池化成后的处理方法是将化成后的电池用0.01倍率～0.2倍率之间的小电流恒流充电，充电时间为0.2～5小时，再以0.2倍率～3倍率之间的大电流恒流充电，充至电池电压为4.1～4.2伏特后，再让电池进入恒压充电阶段，电压保持在4.1伏特～4.2伏特之间，待充电电流减小到0.001倍率～0.02倍率时，即停止充电。随后对电池进行恒流放电，电流为0.01倍率～0.5倍率，放电截止电压为2.5伏特～2.75伏特，然后再用上述的充电方法再对电池进行充电。让电池以满电状态搁置，搁置时间为3～10天。随后用恒定电流对电池进行放电，电流为0.1倍率～1倍率，放电截止电压为2.5伏特～2.75伏特。最后用恒定电流对电池进行充电，电流为0.1倍率～1倍率，充电容量为25％的额定容量。整个工艺处理过程完成。该方法处理过的电池周期短，而且有利于提高电池材料的使用效率，但在滥用情况下，很容易出现起火和爆炸现象。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种操作方便、工艺过程简单、能够有效提高电池安全性的高能量锂离子电池的化成后处理方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特点是化成后的电池，在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充放电循环，充放电电压范围在2.75V～4.2V之间，然后在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充电，充电至电压为4.2V时，再在温度为-30℃～-20℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行放电，放电截止电压为2.5-2.75V。
本发明还可以采用如下技术措施来实现高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特点是温度为20℃±5℃的环境下充放电，充放电电压范围在2.75V～4.2V之间的充放电循环次数为3次。
高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特点是温度为20℃±5℃的环境下充电，温度为-30℃～-20℃的环境下放电，放电截止电压为2.5V。
高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特点是20℃±5℃温度充电，-30℃～-20℃温度放电的循环次数为3次。
本发明具有的优点和积极效果是通过采用对化成后处理的电池进行了常温循环和低温处理，有效地增强了电极表面的稳定性能，使电极表面SEI膜更加致密、稳固，从而提高高能量锂离子电池的安全性能。并且过程简单、容易控制，所需设备的成本也比较低。
图1为本发明实施例1的电池短路曲线图；图2为本发明实施例1的电池过充电曲线图；图3为本发明实施例1的电池倍率放电容量曲线图；图4为本发明实施例1的电池温度放电容量曲线图；图5为本发明实施例1的电池循环性能曲线图。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下实施例按质量百分比计，80％～95％的钴酸锂与3％～10％的KS、SS乙炔黑作为导电剂，3％～11％的聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯，聚合类树脂中的一种作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮或二甲基酰胺，二甲基乙酰胺作溶剂，调成膏体，以20um厚的铝箔作集流体，将膏料涂布到铝箔上，并经干燥、轧制等操作制成正极片；按质量百分比计，85％～92％的MCMB、CMS作为负极活性物质，与3％～11％的KS、SS乙炔黑作为导电剂，3％～11％的聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯，聚合类树脂中的一种作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮或二甲基酰胺，二甲基乙酰胺作溶剂，调成膏体，，以10um厚的铜箔作集流体，将膏料涂到铜箔上，并经干燥，轧制制成负极片；选用厚度为30um～50un之间的聚丙烯树脂和聚乙烯树脂的复合膜作为隔膜；溶剂体系以EC为基体的三元混合物，电解质选用LiPF6，电液型号为JN908作为有机非水性电解液；将正负极片裁成适当的尺寸，与隔膜一起卷绕成电芯，放入壳内，将壳与盖板用氩弧焊接密封，然后注入电解液并将注液口封死，对其进行化成，化成后的电池，在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充放电循环，充放电电压范围在2.75V～4.2V之间，充放电循环次数为3次；然后在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充电，充电至电压为4.2V时，再在温度为-30℃～-20℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行放电，充放电的循环次数为3次，放电截止电压为2.5V。
为能说明本发明的优点，以50/380(55Ah)型电池为例，结合说明书附图对电池性能进行如下说明图1为短路试验图，在环境温度为20℃±5℃的条件下，将满电电池经外部短路，外部线路电阻应小于10mΩ。图1中电池的最高电流为298.24A，最高温度为115.34℃，电压平台为2.23V，整个实验过程中，电池不起火、不爆炸。图2为电池的过充电实验图，在环境温度为20℃±5℃的条件下，用1倍率电流对满电电池进行充电，当电池电压充到5.0V时，停止充电，图2中电池的最高温度为53.36℃，最高电压为5.0V。整个实验过程中，电池不起火、不爆炸。图3为电池的倍率放电容量曲线图，在环境温度为20℃±5℃的条件下，分别用0.5倍率、1倍率、2倍率的电流对电池进行放电，放电截止电压为3.0V。放电容量分别为58.33Ah、55.33Ah、51.36Ah。以0.5倍率的放电容量为基准，1倍率2倍率的放电容量保持率分别为94.9％和88.1％。图4为电池在不同温度下的放电容量曲线，在环境温度分别为-20℃、25℃、55℃的条件下，用1/3倍率的电流对电池进行放电，放电容量分别为56.45Ah、60.31Ah、61.75Ah。以常温(25℃)容量为基准，环境温度为-20℃和55℃的容量保持率分别为93.6％和102％。图5为电池的循环性能曲线，在环境温度为20℃±5℃的条件下，用1/3倍率电流对电池进行充放电，充放电电压范围是3.0V～4.2V。电池的初始容量为56.94Ah，第50次的放电容量为50.12Ah。50次循环后，电池的容量保持率为额定容量的91％。
为进一步说明本发明的优点，以55Ah型电池为例，给出了应用现有技术和用本发明处理电池的安全试验情况对照表
电池在常温下的倍率放电特性
电池在不同温度下的放电特性
权利要求
1.一种高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特征在于化成后的电池，在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充放电循环，充放电电压范围在2.75V～4.2V之间，然后在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充电，充电至电压为4.2V时，再在温度为-30℃～-20℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行放电，放电截止电压为2.5-2.75V。
2.根据权利要求1所述的高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特征在于所述温度为20℃±5℃的环境下充放电，充放电电压范围在2.75V～4.2V之间的充放电循环次数为3次。
3.根据权利要求1所述的高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特征在于所述温度为20℃±5℃的环境下充电，所述温度为-30℃～-20℃的环境下放电，放电截止电压为2.5V。
4.根据权利要求3所述的高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特征在于所述充放电的循环次数为3次。
全文摘要
本发明属于一种高能量锂离子电池的化成后处理方法，其特点是化成后的电池，在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充放电循环3次，充放电电压范围在2.75V～4.2V之间，然后在温度为20℃±5℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行充电，充电至电压为4.2V时，再在温度为－30℃～－20℃的环境下，用所述电池1/3倍率的电流对电池进行放电，高低温充放电循环3次，放电截止电压为2.5－2.75V。本方法有效地增强了电极表面的稳定性能，从而提高了高能量锂离子电池的安全性能。并且过程简单、容易控制。可广泛适用于动力型锂离子电池化成后处理方法。
文档编号H01M10/44GK1780041SQ20041007293
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月26日 优先权日2004年11月26日
发明者张泽波, 陈洪枫 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所