一种锂离子电池的分容方法与流程

本发明涉及一种锂离子电池的分容方法。

背景技术：

随着经济社会的发展，人们对能源的需求日益增加，而传统化石燃料的存储有限性及生产使用过程中的环境有害性都迫使人们寻找、开发、利用新的清洁能源，如太阳能、风能等。新的清洁能源的利用势必用到高容量的储能设备，而锂离子电池因其优异的性能而受到广泛的商业研究，尤其自2010年后电动汽车行业的快速发展更是促进了锂离子电池行业的发展。锂离子电池一般依据正极材料分类，常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中磷酸铁锂电池凭借着优良的安全性能、较长的循环寿命以及较高的技术成熟度和产业化优势，占据着较高的市场份额。一般，锂电池经化成工序在碳负极与电解液的相界面上会形成覆盖在碳电解表面的固体电解质相界面膜（sei膜），该sei膜的好坏直接影响电池的电化学性能。为使该sei膜稳定，分容阶段通常需要进行多次充放电循环，并以该工序的放电容量作为pack包装的标准，为此电池生产企业都需要研究总结出合适自己的分容工艺流程及参数，以保证电池获得最大的容量、最好的稳定性及最长的寿命。分容阶段多次的充放电循环会大大增加电池的生产周期、增加能耗，为此需要在满足电池电化学性能的基础上缩短分容工序耗时。

技术实现要素：

本发明提供了一种锂离子电池的分容方法，它可以第二阶段的恒流恒压充电至3.75v工步，通过该过程对sei膜的稳定作用，可在较短的时间内增加电池容量及容量一致性，提升电池性能。

本发明采用了以下技术方案：一种锂离子电池的分容方法，该方法包括以下步骤：步骤一，对待分容的电池进行恒流放电，恒流放电阶段的放电电流为0.1c～0.6c；步骤二，在经过步骤一的恒流放电后的电池再进行恒流恒压充电和恒流放电，步骤二中的恒流恒压充电阶段的充电电流为0.3～0.6c，截止电压为3.75v，截止电流为0.02c，步骤二中的恒流放电的放电电流为0.3～0.6c；步骤三，在经过步骤二中的恒流恒压充电和恒流放电后的电池再进行恒流充电和恒流放电，步骤三中恒流充电阶段的充电电流为0.3～0.6c，截止电压为3.55v，步骤三中恒流放电的放电电流为0.3～0.6c。

本发明步骤一中恒流放电采用两次恒流放电，两次恒流放电的电流依次为0.3～0.5c和0.1～0.2c。本发明步骤二中采用的恒流恒压充电电流和恒流放电电流的大小相等。本发明步骤一中的恒流放电的截止电压为2.0～2.5v，在步骤一中恒流放电的工步前搁置1～5min。

本发明步骤二中恒流放电的截止电压为2.0～2.5v，在步骤二中恒流放电的工步前搁置1～5min。本发明步骤三中恒流放电的截止电压为2.0～2.5v，在步骤一中恒流放电的工步前搁置时间为1～5min。本发明步骤二中恒流恒压充电的工步前搁置时间为1～5min。本发明步骤三中恒流充电的工步前搁置时间为1～5min。所述的待分容电池为正极材料是磷酸铁锂，负极材料是人造石墨的方形铝壳动力电池。

本发明具有以下有益效果：采用了以上技术方案后，本发明步骤二中的恒流恒压充电至3.75v工步，通过该过程对sei膜的稳定作用，可在较短的时间内增加电池容量及容量一致性，提升电池性能。

附图说明

图1为不同分容工步下的电池容量。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

本发明公开了提供了一种锂离子电池的分容方法，该方法包括以下步骤：步骤一，对待分容的电池进行恒流放电，恒流放电阶段的放电电流为0.1c～0.6c，步骤一中恒流放电采用两次恒流放电，两次恒流放电的电流依次为0.3～0.5c和0.1～0.2c，步骤一中的恒流放电的截止电压为2.0～2.5v，在步骤一中恒流放电的工步前搁置1～5min；步骤二，在经过步骤一的恒流放电后的电池再进行恒流恒压充电和恒流放电，步骤二中的恒流恒压充电阶段的充电电流为0.3～0.6c，截止电压为3.75v，截止电流为0.02c，步骤二中的恒流放电的放电电流为0.3～0.6c，步骤二中采用的恒流恒压充电电流和恒流放电电流的大小相等，步骤二中恒流放电的截止电压为2.0～2.5v，在步骤二中恒流放电的工步前搁置1～5min，步骤二中恒流恒压充电的工步前搁置时间为1～5min；步骤三，在经过步骤二中的恒流恒压充电和恒流放电后的电池再进行恒流充电和恒流放电，步骤三中恒流充电阶段的充电电流为0.3～0.6c，截止电压为3.55v，步骤三中恒流放电的放电电流为0.3～0.6c，步骤三中恒流放电的截止电压为2.0～2.5v，在步骤三中恒流放电的工步前搁置时间为1～5min，步骤三中恒流充电的工步前搁置时间为1～5min，本发明待分容电池为正极材料是磷酸铁锂，负极材料是人造石墨的方形铝壳动力电池。

在图1中，下述实施例和对比例所用电池是以磷酸铁锂为正极材料、人造石墨为负极材料的锂离子电池，按照锂离子电池常规制作流程及工序完成化成、封口后进行分容。其中所用电池为相同批次稳定的量产电池。

实施例1

对化成、密封后的电池，在室温下进行分容，具体步骤为：

（1）进行第一阶段，先以1/3c的电流放电至2.5v，搁置3min，再以0.2c的电流放电至2.5v，搁置5min；

（2）进行第二阶段，先以1/3c的电流恒流恒压充电，截止电压3.75v，截止电流0.02c，搁置5min，然后再以1/3c的电流放电，截止电压2.5v，搁置5min；

（3）进行第三阶段，先以1/3c的电流恒流充电，截止电压为3.55v，搁置5min，然后再以1/3c的电流恒流放电，截止电压为2.5v，以该工步容量作为分容容量，搁置3min。

对比例1

对化成、密封后的电池，在室温下进行分容，具体步骤为：

（1）进行恒流放电，先以0.5c的电流放电，截止电压为2.5v，搁置3min，再以0.2c，截止电压为2.5v，搁置5min；

（2）进行第三阶段，先以0.5c的电流恒流充电，截止电压为3.55v，搁置5min，然后再以0.5c的电流恒流放电，截止电压为2.5v，以该工步容量作为分容容量，搁置3min。

对比例2

（1）进行第一阶段，先以1/3c的电流放电至2.5v，搁置3min，再以0.2c的电流放电至2.5v，搁置5min；

（2）进行第二阶段，先以1/3c的电流恒流恒压充电，截止电压3.55v，截止电流0.02c，搁置5min，然后再以1/3c的电流放电，截止电压2.5v，搁置5min；

（3）进行第三阶段，先以1/3c的电流恒流充电，截止电压为3.55v，搁置5min，然后再以1/3c的电流恒流放电，截止电压为2.5v，以该工步容量作为分容容量，搁置3min。

对比例3

（1）进行第一阶段，先以1/3c的电流放电至2.5v，搁置3min，再以0.2c的电流放电至2.5v，搁置5min；

（2）进行第二阶段，先以1/3c的电流恒流恒压充电，截止电压3.65v，截止电流0.02c，搁置5min，然后再以1/3c的电流放电，截止电压2.5v，搁置5min；

（3）进行第三阶段，先以1/3c的电流恒流充电，截止电压为3.55v，搁置5min，然后再以1/3c的电流恒流放电，截止电压为2.5v，以该工步容量作为分容容量，搁置3min。

使用相同批次110ah的量产电池，分别选取9只电池按照实施例1和对比例1、2、3中的工步进行分容，结果如图1所示，显然，经实施例1中分容方法的电池容量结果较好。