专利名称：一种锂离子电池化成方法
技术领域：
本发明涉及电池制造领域，尤其是一种锂离子电池的化成方法。
技术背景随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电 源提出了很高的要求。锂电池具有更高的重量能量比、体积能量比； 电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的 串联电压；自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；无 记忆效应，锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电 前无需放电；寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远 大于500次；可以快速充电。锂电池通常可以采用0. 5-1倍容量的电 流充电，使充电时间縮短至1-2小时；可以随意并联使用；由于电池 中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿 色电池。由于锂电池的诸多优点，使其随之进入了大规模的实用阶段。近年来锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑以及各种便携式 整机配套能源。锂离子电池已经取得了积极的研究并朝着提高电池使 用寿命及电池容量方向发展，但是大多数研究是向正负极材料的改 进、电解液添加剂的使用等。通过使用相对比较理想的材料，同时对 材料性能进行物理以及化学方式的改进能让电池获得高容量，如曰本 松下的专利(申请号200510097875. 9)是采用硅合金作为负极材料以 提高负极材料容量，但是可逆容量低循环寿命比较差；而通过对电解 液添加剂的使用能使负极表面SEI膜(固体电解质界面膜)致密获得 循环寿命相对比较高的电池，如韩国三星的专利(申请号200610106166. 7)在电解液中添加表面活性剂抑止电解液与阳极发生 反应提高电池充放效率、循环寿命及可靠性但是占有电解液的体积增 加了成本同时电池厚度难以控制；三洋电机株式会社的发明专利(申 请号200480035854.8)中使用碳酸乙烯酯和二草酸酯作为添加剂在 石墨表面形成稳定的SEI膜，提高电池初始容量以及循环寿命但同样 增加了电解液成本还会导致电池低温性能差。发明内容本发明的目的在于提供一种操作控制简单的锂离子电池化成方 法来提高锂离子电池初次容量以及循环寿命和储存性能，且不增加生 产成本和材料成本。为实现上述目的，本发明的解决方案是一种锂离子电池化成方法，包括恒流限压充电、恒压充电、恒 流限时充电三个过程。上述恒流限压充电过程的电流为0. 01A-0. 1A ，电压为2. 5V-4. 0V。上述恒流限压充电过程的电流为0.02A-0.05A，电压为3. 2V-3. 6V。上述恒压充电过程的电压为2. 5V-4. 0V。 上述恒压充电过程的电压为3. 2V-3. 6V。上述恒流限时充电过程的电流为0. 1A-0. 3A，充电时间为120分 钟-360分钟。上述恒流限时充电过程的电流为0. 15A-0.25A，充电时间为150 分钟-240分钟。采用上述方案后，本发明能够克服现有技术中锂离子电池初次容 量低、循环寿命短、储存性能差的问题，提高电池初次容量以及循环 寿命和储存性能。通过对电池活化过程中的电流、电压、时间进行控制，使活化过程中产生副反应最小、形成稳定的、致密的SEI膜，但 是不增加生产成本和材料成本。
图1是本发明实施例和比较例电池初始放电容量曲线；图2实本发明实施例和比较例电池循环曲线；图3是本发明实施例和比较例电池储存性能曲线。
具体实施方式
锂离子电池的制作包括以下步骤(1)以铝箔为集流体，在上 面涂上正极浆料，烘烤，按照要求裁剪成相关尺寸辊压成需要极片；(2)以铜箔为集流体，在上面涂上负极浆料，烘烤，按照要求裁剪 成相关尺寸辊压成需要极片；(3)装配电芯，将正负极极片通过隔 膜分隔开巻绕形成裸体电芯；(4)在手套箱中进行注液，电解液主 要是由EC/EMC/PC/DEC/DMC等有机溶剂添加0. 5-2mol/L的锂盐形成；(5)对注液后的电芯进行化成激活。以下提供一个按本发明提供的方案进行化成的具体实施例及以 现有技术化成方法制造电池的比较例。 实施例按照正常的锂离子电池制作流程进行制作电池，以钴酸锂为正极 活性物质，石墨为负极活性物质，中间以聚乙烯PE/聚丙烯PP/聚乙 烯PE为隔膜巻绕成电芯进行灌注EC/EMC/DEC=1:1:1 (wt%) 1M LiPF6 电解液(碳酸乙烯酯、甲基乙基碳酸酯、二乙基碳酸酯、六氟磷酸锂)， 搁置至电池极片完全浸润为止。按照以下步骤对电池进行化成激活(1) 0. 02A恒流充电至电压3.6V;(2) 3.6V恒压充电至电流为零；(3) 0. 2A 恒流充电180min。 比较例按照正常的锂离子电池制作流程进行制作电池，以钴酸锂为正极 活性物质，石墨为负极活性物质，中间以聚乙烯PE/聚丙烯PP/聚乙 烯PE为隔膜巻绕成电芯进行灌注EC/EMC/DEOl :1:1 (wt%) 1M LiPF6 电解液(碳酸乙烯酯、甲基乙基碳酸酯、二乙基碳酸酯、六氟磷酸锂) 电解液，搁置至电池极片完全浸润为止。对上述电池进行常规化成电池工艺激活(1) 0. 02A恒流充电480min;(2) 0. 1A恒流充电240min;(3) 0. 2A恒流充电120min。 通过对比实施例和比较例活化电池进行电池初始容量(参见图1)、常规循环寿命(参见图2)、储存2月后可恢复容量(参见图3) 测试发现，采用本发明提供的方案进行化成的实施例与以现有技术化 成方法制造电池的比较例相比，采用恒流与恒压相结合的电池激活制 度对电池容量、循环寿命及储存性能影响是正向的。综上所述，本发明提供的锂离子电池化成方法，操作控制简单， 与常规恒流小电流化成耗时基本相当，通过对电池活化过程中的电 流、电压、时间进行控制，使活化过程中产生副反应最小，形成稳定 的、致密的SEI膜，而不增加生产成本和材料成本，从而有效地提高 锂离子电池初次容量以及循环寿命和储存性能。本发明提供的化成方 法可适用于巻绕以及叠片式方型和圆柱型电池的制造。
权利要求
1、一种锂离子电池化成方法，其特征在于包括恒流限压充电、恒压充电、恒流限时充电三个过程。
2、 如权利要求l所述的一种锂离子电池化成方法，其特征在于所述恒流限压充电过程的电流为0. 01安-O. 1安，电压为2. 5伏-4. 0伏。
3、 如权利要求1所述的一种锂离子电池化成方法，其特征在于所述恒流限压充电过程的电流为0. 02安-O. 05安，电压为3. 2伏-3. 6伏。
4、 如权利要求1所述的一种锂离子电池化成方法，其特征在于所述恒压充电过程的电压为2. 5伏_4. 0伏。
5、 如权利要求1所述的一种锂离子电池化成方法，其特征在于所述恒压充电过程的电压为3. 2伏-3. 6伏。
6、 如权利要求1所述的一种锂离子电池化成方法，其特征在于 所述恒流限时充电过程的电流为0. 1安-O. 3安，充电时间为120分 钟-360分钟。
7、 如权利要求1所述的一种锂离子电池化成方法，其特征在于 所述恒流限时充电过程的电流为0.15安-0.25安，充电时间为150 分钟-240分钟。
全文摘要
本发明提供的一种锂离子电池化成方法，包括恒流限压充电、恒压充电、恒流限时充电三个过程。本发明操作控制简单，能提高锂离子电池初次容量以及循环寿命和储存性能，且不增加生产成本和材料成本。
文档编号H01M10/44GK101267055SQ20081002742
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日
发明者华同祥, 李中延 申请人:东莞市迈科新能源有限公司