专利名称：：一种锂离子动力电池的快速化成方法
技术领域：
：本发明涉及锂离子动力电池化成工艺，特别是一种锂离子动力电池快速化成方法。
背景技术：
：在锂离子动力电池的生产过程中，化成是投入设备最大，厂房占用面积最多的工序，是电池生产中极其关键的一个环节。在这个过程中，在负极表面形成一层固体电解质界面SEI膜，从而提高电极性能的稳定性。成品锂离子蓄电池的性能在很大程度上取决于化成效果的良好与否。—般而言，在实际生产中常用的工艺是采用小电流长时间充电来完成化成工序。在化成过程中，负极表面形成的SEI膜会因化成电压不同而不同，在恒流充电过程中，其充电电压会随时间的推移而增大，因此不同的化成方式会形成不同结构和组成的SEI膜。小电流化成有助于形成稳定的SEI膜，从而有效的改善电池的性能，但是这种方式有以下缺点1、长时间小电流充电会导致SEI膜阻抗增大，从而使电池内阻增大，影响电池的倍率放电性能。2、小电流的化成时间较长，影响生产效率，然而大电流充电虽然可以加快化成时间，但容易破坏SEI膜的形成并导致电池性能的恶化。3、无论大电流还是小电流充电过程中，不可避免的会发生由欧姆极化，浓差极化和电化学极化等构成的极化现象，导致充电电压升高，充电效率降低。
发明内容本发明所解决的技术问题是提供一种锂离子动力电池的快速化成方法，以縮短锂离子动力电池的化成时间，降低化成成本。为了解决以上技术问题，本发明所采取的技术方案是一种锂离子动力电池的快速化成方法，该方法为在化成过程中，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为40-60分钟，预充电的电流为0.1-0.3CA，然后静置老化，再采用间歇性去极化单级脉冲的充电方式充电，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。所述的间歇性去极化单级脉冲充电的参数为(1)化成电流0.1-0.3CA;(2)占空比1:2-6:7;(3)脉冲时间2s-14s;(4)波形正弦波或者方波。本发明的有益效果是由于本发明的化成工艺采取的间歇性去极化单级脉冲的充电方式，降低了SEI膜阻抗，从而使电池内阻减小，提高了锂离子动力电池的倍率放电性能。由于本发明化成工艺采取的较低频率的脉冲电流，可以使电池在脉冲的停止时间内自然去极化，降低了极化效果，稳定充电电压，提高充电效率，同时避免了采用高频脉冲电流充电方式多带来的对设备的高要求，提高了电能的利用效率，大大降低了生产的成本。采用预充电的步骤是为了有助于形成稳定的SEI膜，从而改善电池的性能。本发明的化成工艺采用的是施加在正极上的频率较低的单极脉冲充电方式，在负极上没有采用任何的充电或者放电的过程，既保证了化成的质量，同时也避免了采用的负极放电的去极化操作对锂离子动力电池寿命的影响，延长了锂离子动力电池的使用时间。本发明依据电化学原理采用间歇性去极化单级脉冲的快速化成方法，去极化过程为自然去极化，通过控制充电脉冲时间及占空比，降低了浓差极化，縮短化成时间，提高库伦效率，降低由极化内阻产生的热量，提高能量转化效率。锂离子电池采用本发明的方法化成效果16块160Ah单体电池，分别用小电流和间歇性去极化单级脉冲各化成8块。(1)内阻变化率<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>采用小电流多周次化成方法内阻平均变化率为25.9%，采用间歇性去极化单级脉的化成方法内阻平均变化率为19.1%，因此间歇性去极化单级脉的化成方法形成的SEI膜阻抗变化小，采用该方法形成的SEI膜界面性能要比小电流化成形成的SEI膜界面性能好。(2)首次库伦效率<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>采用间歇性去极化单级脉冲成方法的首次库伦效率要高于用小电流化成方法的首次库伦效率。(3)首次放电容量<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(4)化成时间采用常规小电流，多周次化成时间48h72h采用间歇性去极化单级脉冲的化成时间17h25h综上所述采用本发明的方法化成，生产效率得到提高，同时提高了库伦效率，同时形成的负极SEI膜界面性能也有提升，能够更好的抑制溶剂分子嵌入电极，从而提高了电极的循环性能。具体实施方式实施例1锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为40分钟，充电电流为0.1CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.1CA;(2)占空比1:2;(3)脉冲时间2s;(4)波形正弦波。实施例2锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为60分钟，充电电流为0.3CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.3CA;(2)占空比6:7;(3)脉冲时间:14s;(4)波形正弦波。实施例3锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为50分钟，充电电流为0.2CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.2CA;(2)占空比5:7;(3)脉冲时间7s;(4)波形正弦波。实施例4锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为50分钟，充电电流为0.3CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.2CA;(2)占空比4:7;(3)脉冲时间:10s;(4)波形正弦波。实施例5锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为40分钟，充电电流为0.1CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.1CA;(2)占空比1:2;(3)脉冲时间2s;(4)波形方波。实施例6锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为60分钟，充电电流为0.3CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.3CA;(2)占空比6:7;(3)脉冲时间:14s;(4)波形方波。实施例7锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为50分钟，充电电流为0.2CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.2CA;(2)占空比5:7;(3)脉冲时间7s;(4)波形方波。实施例8锂离子动力电池的快速化成方法，先采用恒流充电方式进行预充电，预充电的时间为50分钟，充电电流为0.3CA，静置老化50分钟，再采用对正极的脉冲方式充电，充电过程为多步间歇，即充电一停止一充电一停止的循环过程，直至充电完成。脉冲方式充电过程中所采用的充电参数为(1)化成电流O.2CA;(2)占空比4:7;(3)脉冲时间:10s;(4)波形方波。权利要求一种锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于该方法的步骤为1)预充电；2)静置老化；3)采用间歇性去极化单级脉冲的充电方式充电至充电完成。2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于步骤1)所述的预充电采用的是恒流充电方式。3.根据权利要求2所述的锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于步骤1)所述的预充电所采用的电流为0.1-0.3CA。4.根据权利要求2所述的锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于步骤1)所述的预充电的时间为4060分钟。5.根据权利要求l所述的锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于步骤3)所述的充电方式为充电一停止一充电一停止的循环过程。6.根据权利要求1所述的锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于所述的间歇性去极化单级脉冲充电的参数为(1)化成电流O.1-0.3CA;(2)占空比1:2-6:7;(3)脉冲时间2s-14s;(4)波形正弦波或者方波。全文摘要本发明公开了一种锂离子动力电池的快速化成方法，其特征在于该方法的步骤为1)预充电；2)静置老化；3)采用间歇性去极化单级脉冲的充电方式充电至充电完成。由于本发明的化成工艺采取的间歇性去极化单级脉冲的充电方式，降低了SEI膜阻抗，从而使电池内阻减小，提高了锂离子动力电池的倍率放电性能。由于本发明化成工艺采取的较低频率的脉冲电流，可以使电池在脉冲的停止时间内自然去极化，降低了极化效果，稳定充电电压，提高充电效率，同时避免了采用高频脉冲电流充电方式多带来的对设备的高要求，提高了电能的利用效率，大大降低了生产的成本。采用预充电的步骤是为了有助于形成稳定的SEI膜，从而改善电池的性能。文档编号H01M10/44GK101728579SQ20081023061公开日2010年6月9日申请日期2008年10月28日优先权日2008年10月28日发明者温灿国,谢秋申请人:天空能源(洛阳)有限公司