专利名称：一种锂离子蓄电池化成方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子蓄电池化成方法。
背景技术：
锂离子蓄电池具有比能量高的突出优点，其比能量是氢镍电池的2倍、是镉镍电池的4倍，相继替代现有的镉镍电池和氢镍电池。随着电子技术的发展，对锂离子蓄电池的寿命也提出了更高的要求。优化的锂离子蓄电池化成技术可以有效提高电池寿命。锂离子蓄电池的化成是电池在注入电解液后，采用为电池进行充放电的方法，在负极表面形成一层SEI膜，保护负极中活泼的金属锂不与电解液反应。目前锂离子蓄电池生产是先密封后化成，化成过程中产生的气体不能释放出来，最终影响电池寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过释放多余气体，同时阻止电解液的溢出和外部水份的引入保证锂离子蓄电池在化成过程中提高生成的致密SEI膜， 以有效提高电池寿命的锂离子蓄电池化成方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种锂离子蓄电池化成方法，化成方法的步骤是化成准备将制备好的泄气阀安装于电池带有注液孔的极柱上，通过电缆将电池正极与化成设备的正端连接，负极与化成设备的负端连接；参数的设定和化成的启动根据锂离子电池电流、电压、时间的参数确定化成的充放电参数，连续进行3-5次充放电循环后，停止进行充放电；电池化成过程中，当电池内部压力超过1-5个大气压时， 泄气阀密封塞与阀体有间隙，当电池内部气体压力低于1-5个大气压时，泄气阀密封塞与阀体为密封配合；结束化成化成设备自动停止电池充放电后，断开电池化成电缆；将带泄气阀的电池置于湿度小于5%干燥间中；拆下泄气阀，将注液孔密封，化成过程全部完成。而且，所述泄气阀为包括带有同轴台阶孔的阀体、螺纹连接于阀体大孔上带有同轴孔的堵套、下端为倒锥体上端为柱体的同轴密封塞，密封塞置于阀体与堵套固装后所构成的腔体中，所述腔体中的阀体壁上有一泄气孔，密封塞的柱体与堵套的同轴孔为动配合连接，腔体中密封塞的柱体上同轴置有压力弹簧，密封塞倒锥体的大端外径小于阀体上台阶孔的大孔直径、大于台阶孔的小孔直径；所述阀体小孔一横截面上装有PP/PE/PP三层复合膜材料的气液分离膜；所述阀体的小孔上制有与锂离子蓄电池上带有注液孔的极柱相配合的内螺纹。本发明的优点和有益效果为
1、本化成方法通过在化成电池的注液孔上安装一个泄气阀，以释放电池中多余气体，同时阻止电解液的溢出和外部水份的引入，提高锂离子蓄电池在化成过程中致密SEI 膜的生成，最终提高电池的循环寿命。2、本发明中将泄气阀螺纹固定在需要化成的电池上，泄气阀可重复使用，具有简便、高效、低成本的特点。
图1为本发明安装有泄气阀的电池示意图；图2为图1中泄气阀的剖视示意图。
具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。本化成方法示意图参见图1，在锂离子电池8带有注液孔9的极柱10上安装泄气阀7。本化成方法的步骤是一、化成准备1、制备泄气阀参见图2，将不锈钢材料制成带有台阶孔的阀体1，阀体两端的孔上加工成部分螺纹，将透气的PP/PE/PP三层复合薄膜材料的气液分离膜2密封粘贴在阀体小孔的一截面上，在阀体上台阶孔的大孔的阀体壁上打一通孔作为泄气孔5，该泄气孔位于阀体与堵套6 安装后形成的腔体中；将不锈钢材料制成带有通孔和外螺纹的堵套，该外螺纹尺寸与阀体大孔螺纹相配合；将PP材料制成下端为倒圆锥体上端为圆柱体的同轴密封塞3，该倒圆锥体的小圆直径小于阀体的小圆直径、倒圆锥体的大圆直径小于阀体的大圆直径并大于阀体的小圆直径，以保证密封塞能够置于阀体中并保证与阀体密封配合，密封塞上圆柱体的直径小于堵套上的通孔直径，以保证密封塞在堵套上自如移动并起到排气作用。根据设定的排气压力，选用相应的压力弹簧4套在密封塞的圆柱体上，将密封塞置于阀体中，堵套穿过密封塞螺纹固定于阀体上，即制成本泄气阀7。最后将该泄气阀固定在锂离子蓄电池8带有注液孔9的极柱10上进行锂离子蓄电池的化成。2、安装泄气阀如图1所示，锂离子蓄电池的一端有正、负两个极柱引出，在其中的一个极柱上开有注液孔，用于电解液的注入。注完电解液后，在开有注液孔的极柱上安装泄气阀。一般情况下，泄气阀将电池密封，防止大气中的水份进入电池，只有在电池内部气体压力大于设定值时，才将内部气体释放出来，同时避免电解液的溢出。3、安装电池在目前常用的化成设备上，通过电缆与电池连接；将电池的正极与化成设备电缆的正端连接，负极与化成设备电缆的负端连接，确认连接正确，可靠。二、参数的设定和化成的启动1、参数的设定
根据锂离子电池的参数确定化成的充放电参数，主要包括电流、电压、时间。以 IOAh电池为例，设置化成参数为(1)以IA电流恒流充电至电池电压为4. 2V后，转恒压充电；(2)电池恒定在电压为4. 2V充电，充电电流逐步减少，当充电电流小于0. IA时，停止充电；(3)电池以2A电流放电，放电至电池电压为2. 75V，停止放电；(4)重复(1) (3)的步骤，连续进行5次充放电循环后，停止进行充放电。2、化成的启动启动化成设备，按照“参数的设定和化成的启动”中的“参数的设定”过程进行化成。在电池化成过程中，密封塞与阀体为倒锥体密封配合，使泄气阀形成单向开启的封闭式泄气通道，电池内部压力超过1. 2个大气压时，如图2所示，泄气阀上的密封塞挤压压力弹簧与阀体形成间隙，电池内部多余气体释放出来，泄气阀上的泄气孔加快了多余气体的释放；内部气体压力低于1. 2个大气压时，电池处于封闭状态，阻止外部气体的进入，防止了大气中的水份进入电池内部；泄气阀中多孔薄膜材料作为气液分离膜，只能将气体释放出来，阻止电解液的溢出；由于能够保证多余气体的释放、外部水份的引入和阻止电解液的溢出，有效提高了锂离子蓄电池在化成过程中致密SEI膜的生成，最终提高电池的循环寿命。三、结束化成1、电池完成化成程序后，化成设备自动停止为电池进行充放电。2、断开电池化成电缆；3、将带泄气阀的电池运送至湿度小于5%干燥间中；4、拆下泄气阀，将注液孔密封，化成过程全部完成。表1是本发明化成方法化成后电池与普通化成方法化成后电池的循环寿命性能比较。表1化成后电池循化寿命性能比较
权利要求
1.一种锂离子蓄电池化成方法，其特征在于化成方法的步骤是化成准备将制备好的泄气阀安装于电池带有注液孔的极柱上，通过电缆将电池正极与化成设备的正端连接，负极与化成设备的负端连接；参数的设定和化成的启动根据锂离子电池电流、电压、时间的参数确定化成的充放电参数，连续进行3-5次充放电循环后，停止进行充放电；电池化成过程中，当电池内部压力超过1-5个大气压时，泄气阀的密封塞与阀体有间隙，当电池内部气体压力低于1-5个大气压时，泄气阀的密封塞与阀体为密封配合；结束化成化成设备自动停止电池充放电后，断开电池化成电缆；将带泄气阀的电池置于湿度小于5%干燥间中；拆下泄气阀，将注液孔密封，化成过程全部完成。
2.根据权利要求1所述的锂离子蓄电池化成方法，其特征在于所述泄气阀为包括带有同轴台阶孔的阀体、螺纹连接于阀体大孔上带有同轴孔的堵套、下端为倒锥体上端为柱体的同轴密封塞，密封塞置于阀体与堵套固装后所构成的腔体中，所述腔体中的阀体壁上有一泄气孔，密封塞的柱体与堵套的同轴孔为动配合连接，腔体中密封塞的柱体上同轴置有压力弹簧，密封塞倒锥体的大端外径小于阀体上台阶孔的大孔直径、大于台阶孔的小孔直径；所述阀体小孔一横截面上密封固装有PP/PE/PP三层复合膜材料的气液分离膜；所述阀体的小孔上制有与锂离子蓄电池上带有注液孔的极柱相配合的内螺纹。
全文摘要
本发明涉及一种锂离子蓄电池化成方法，步骤化成准备将泄气阀安装于电池带有注液孔的极柱上，电池连接于化成设备；参数的设定和化成的启动根据锂离子电池电流、电压、时间的参数确定化成的充放电参数，3-5次充放电循环后，停止充放电；电池化成过程中，根据电池内部压力，泄气阀的密封塞与阀体有开启或密封配合；结束化成化成设备停止电池充放电，断开电池化成电缆；将带泄气阀的电池置于湿度小于5％干燥间中；拆下泄气阀，密封注液孔，完成化成。本化成方法在电池注液孔安装泄气阀，释放电池多余气体，阻止电解液溢出和外部水份引入，提高锂离子蓄电池在化成过程中致密SEI膜生成，提高电池循环寿命，具简便、高效、低成本特点。
文档编号H01M2/12GK102376983SQ20101026026
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者冯婵, 吴静, 崔振海, 李志壮, 白杨, 谭玲生, 韩立明 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所