本发明涉及一种锂电池的化成分容法。
背景技术：
：锂离子电池，特别是用于新能源汽车的动力电池对于成组的电池一致性要求较高，近年来出现的电动车在行驶及充电过程中起火自燃，多是由于电池包中电池一致性出现问题，单只电池在使用过程中出现长时间的“过充”、“过放”状态而造成。常见的锂离子电池化成分容只在电池分容结束后对电池进行容量、内阻、电压的部分挑选，分选后的电池档位多，难以搭配，需匹配不同批次电芯，且不同的分容以及电压的挑选方法存在的差距性较大，电芯的一致性难以得到保证。技术实现要素：本发明涉及一种锂电池的化成分容法，可大幅度提高电池的一致性及合格率，有效筛选出因在浆料、极片和卷芯等过程工序中产生的不良因素而造成的不良电芯。为实现这一目的，本发明所采用的方法是：一种锂电池的化成分容法，所述化成分容法依次包括预充、常温老化、化成、高温老化、k值测试、分容和分选，其中在预充、化成、k值测试、分容、分选工序中皆进行ocv检测。所述预充步骤为：(1)将装配好的电池进行搁置3～5min，温度在22～28℃；(2)对电池进行0.3c～0.8c电流恒流充电2～10min；(3)对充电完成后的电芯进行第一次ocv检测，要求预充后的电池电压范围在1.8～2.5v。所述常温老化，其温度为为22～28℃，老化时间为24～72h。所述化成步骤为：(1)将常温老化完的电池在0.1c～0.3c电流下恒流充电，充电时间为40～120min，充电电压上限截止3.4～3.9v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(2)将充电后的电池在0.3c～0.8c进行恒流充电，充电时间为65～180min，充电电压上限截止4.2v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(3)将电池在0.5～1c进行恒流放电，放电时间为60～120min，放电电压下限截止2.5～2.75v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(4)将电池在0.2～0.6c进行恒流充电，充电时间为38～112min，充电电压上限截止3.5～3.8v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(6)对化成结束的电池进行第二次ocv测试，要求化成后的电压范围在3.5～3.75v。所述高温老化温度为40～60℃，老化时间为24～72h，高温老化后，在22～28℃温度下，搁置12～36h，。所述k值测试步骤为：在高温老化工序结束后进行第三次ocv测试，之后电池在22～28℃环境中，搁置72～168h，搁置完成后进行第四次ocv测试，计算第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值，其中第三次ocv和第四次ocv的电压范围分别为3.5～3.75v与3.475～3.735v，要求第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值在3～15mv以内。所述的分容步骤为：(1)将k值测试后的电池在0.2～0.6c恒流恒压充电，充电电压上限截止4.2v，截止电流为0.01～0.05c，将电池搁置，搁置时间10～30min；(2)将电池在0.5～1c恒流放电，放电时间为54～108min，将电池搁置，搁置时间10～30min；(3)将电池在0.1～0.3c恒流放电，放电电压下限截止为2.5～2.75v，将电池搁置，搁置时间10～30min；(4)将电池在0.2～0.6c恒流恒压充电，充电电压上限截止为3.5～3.7v，截止电流为0.01～0.05c，将电池搁置，搁置时间10～30min；所述的分选步骤为：(1)对分容后的电池进行第五次ocv检测和ir检测；(2)对电池分容后的容量、k值、内阻ir、ocv电压进行档位分选，不符合档位的即为不合格品。其有益效果是：本发明主要用于动力型高能量密度圆柱电池，通过在化成前增加预充以及各工序中增加ocv检测工序，且在以上工艺基础上进行工艺参数的优化选择，达到可有效筛选出因在浆料、极片和卷芯等过程工序中产生的不良因素而造成的不良电芯，最终提升成品电池合格率与电性能一致性的目的。本发明操作方便，可大大提升出货产品的合格率，适用于实际生产。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。一种锂电池的化成分容法，所述化成分容法依次包括预充、常温老化、化成、高温老化、k值测试、分容和分选，其中在预充、化成、k值测试、分容、分选工序中皆进行ocv检测。所述预充步骤为：(1)将装配好的电池进行搁置3～5min，温度在22～28℃；(2)对电池进行0.3c～0.8c电流恒流充电2～10min；(3)对充电完成后的电芯进行第一次ocv检测，要求预充后的电池电压范围在1.8～2.5v。所述常温老化，其温度为为22～28℃，老化时间为24～72h。所述化成步骤为：(1)将常温老化完的电池在0.1c～0.3c电流下恒流充电，充电时间为40～120min，充电电压上限截止3.4～3.9v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(2)将充电后的电池在0.3c～0.8c进行恒流充电，充电时间为65～180min，充电电压上限截止4.2v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(3)将电池在0.5～1c进行恒流放电，放电时间为60～120min，放电电压下限截止2.5～2.75v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(4)将电池在0.2～0.6c进行恒流充电，充电时间为38～112min，充电电压上限截止3.5～3.8v，将电池搁置，搁置时间5～10min；(7)对化成结束的电池进行第二次ocv测试，要求化成后的电压范围在3.5～3.75v。所述高温老化温度为40～60℃，老化时间为24～72h，高温老化后，在22～28℃温度下，搁置12～36h，。所述k值测试步骤为：在高温老化工序结束后进行第三次ocv测试，之后电池在22～28℃环境中，搁置72～168h，搁置完成后进行第四次ocv测试，计算第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值，其中第三次ocv和第四次ocv的电压范围分别为3.5～3.75v与3.475～3.735v，要求第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值在3～15mv以内。所述的分容步骤为：(1)将k值测试后的电池在0.2～0.6c恒流恒压充电，充电电压上限截止4.2v，截止电流为0.01～0.05c，将电池搁置，搁置时间10～30min；(2)将电池在0.5～1c恒流放电，放电时间为54～108min，将电池搁置，搁置时间10～30min；(3)将电池在0.1～0.3c恒流放电，放电电压下限截止为2.5～2.75v，将电池搁置，搁置时间10～30min；(4)将电池在0.2～0.6c恒流恒压充电，充电电压上限截止为3.5～3.7v，截止电流为0.01～0.05c，将电池搁置，搁置时间10～30min；所述的分选步骤为：(1)对分容后的电池进行第五次ocv检测和ir检测；(2)对电池分容后的容量、k值、内阻ir、ocv电压进行档位分选，不符合档位的即为不合格品。本专利中电芯为18650-3000mah电芯，按实施例进行化成分容后分选合格率如下：出货电芯情况实施例1实施例2实施例3壳体底部内部发黑否否否容量合格率99.87％99.68％99.79％k值合格率99.54％99.42％99.37％内阻ir合格率99.97％99.99％99.96％ocv合格率99.23％99.33％99.32％总合格率98.62％98.43％98.45％实施例1将锂电池依次进行预充、常温老化、化成、高温老化、k值测试、分容和分选，所述预充步骤为：(1)将装配好的电池进行搁置3min，温度在22～28℃；(2)对电池进行0.5c电流恒流充电4min；(3)对充电完成后的电芯进行第一次ocv检测，要求预充后的电池电压范围在2.0～2.2v。所述常温老化，其温度为为22～28℃，老化时间为48h。所述化成步骤为：(1)将常温老化完的电池在0.1c电流下恒流充电，充电时间为120min，充电电压上限截止3.6v，将电池搁置，搁置时间8min；(2)将充电后的电池在0.5c进行恒流充电，充电时间为105min，充电电压上限截止4.2v，将电池搁置，搁置时间8min；(3)将电池在1c进行恒流放电，放电时间为60min，放电电压下限截止2.5v，将电池搁置，搁置时间8min；(4)将电池在0.5c进行恒流充电，充电时间为45min，充电电压上限截止3.7v，将电池搁置，搁置时间8min；(8)对化成结束的电池进行第二次ocv测试，要求化成后的电压范围在3.6～3.65v。所述高温老化温度为45℃，老化时间为72h，高温老化后，在22～28℃温度下，搁置24h。所述k值测试步骤为：在高温老化工序结束后进行第三次ocv测试，之后电池在22～28℃环境中，搁置120h，搁置完成后进行第四次ocv测试，计算第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值，其中第三次ocv和第四次ocv的电压范围分别为3.58～3.63v与3.56～3.61v，要求第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值在5～10mv以内。所述的分容步骤为：(1)将k值测试后的电池在0.3c恒流恒压充电，充电电压上限截止4.2v，截止电流为0.02c，将电池搁置，搁置时间10min；(2)将电池在1c恒流放电，放电时间为54min，将电池搁置，搁置时间10min；(3)将电池在0.2c恒流放电，放电电压下限截止为2.5v，将电池搁置，搁置时间10min；(4)将电池在0.3c恒流恒压充电，充电电压上限截止为3.55v，截止电流为0.02c，将电池搁置，搁置时间10min；所述的分选步骤为：(1)对分容后的电池进行第五次ocv检测和ir检测；(2)对电池分容后的容量、k值、内阻ir、ocv电压进行档位分选，不符合档位的即为不合格品。实施例2将锂电池依次进行预充、常温老化、化成、高温老化、k值测试、分容和分选，所述预充步骤为：(1)将装配好的电池进行搁置5min，温度在22～28℃；(2)对电池进行0.3c电流恒流充电10min；(3)对充电完成后的电芯进行第一次ocv检测，要求预充后的电池电压范围在2.2～2.5v。所述常温老化，其温度为为22～28℃，老化时间为24h。所述化成步骤为：(1)将常温老化完的电池在0.2c电流下恒流充电，充电时间为60min，充电电压上限截止3.6v，将电池搁置，搁置时间5min；(2)将充电后的电池在0.33c进行恒流充电，充电时间为160min，充电电压上限截止4.2v，将电池搁置，搁置时间5min；(3)将电池在0.8c进行恒流放电，放电时间为75min，放电电压下限截止2.5v，将电池搁置，搁置时间5min；(4)将电池在0.33c进行恒流充电，充电时间为68min，充电电压上限截止3.7v，将电池搁置，搁置时间5min；(9)对化成结束的电池进行第二次ocv测试，要求化成后的电压范围在3.6～3.65v。所述高温老化温度为55℃，老化时间为36h，高温老化后，在22～28℃温度下，搁置36h。所述k值测试步骤为：在高温老化工序结束后进行第三次ocv测试，之后电池在22～28℃环境中，搁置72h，搁置完成后进行第四次ocv测试，计算第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值，其中第三次ocv和第四次ocv的电压范围分别为3.58～3.63v与3.57～3.62v，要求第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值在3～12mv以内。所述的分容步骤为：(1)将k值测试后的电池在0.5c恒流恒压充电，充电电压上限截止4.2v，截止电流为0.02c，将电池搁置，搁置时间10min；(2)将电池在1c恒流放电，放电时间为54min，将电池搁置，搁置时间10min；(3)将电池在0.1c恒流放电，放电电压下限截止为2.75v，将电池搁置，搁置时间10min；(4)将电池在0.5c恒流恒压充电，充电电压上限截止为3.55v，截止电流为0.01c，将电池搁置，搁置时间10min；所述的分选步骤为：(1)对分容后的电池进行第五次ocv检测和ir检测；(2)对电池分容后的容量、k值、内阻ir、ocv电压进行档位分选，不符合档位的即为不合格品。实施例3将锂电池依次进行预充、常温老化、化成、高温老化、k值测试、分容和分选，所述预充步骤为：(1)将装配好的电池进行搁置4min，温度在22～28℃；(2)对电池进行0.8c电流恒流充电2min；(3)对充电完成后的电芯进行第一次ocv检测，要求预充后的电池电压范围在1.8～2.0v。所述常温老化，其温度为为22～28℃，老化时间为72h。所述化成步骤为：(1)将常温老化完的电池在0.3c电流下恒流充电，充电时间为50min，充电电压上限截止3.7v，将电池搁置，搁置时间10min；(2)将充电后的电池在0.6c进行恒流充电，充电时间为90min，充电电压上限截止4.2v，将电池搁置，搁置时间10min；(3)将电池在1c进行恒流放电，放电时间为60min，放电电压下限截止2.75v，将电池搁置，搁置时间10min；(4)将电池在0.3c进行恒流充电，充电时间为90min，充电电压上限截止3.75v，将电池搁置，搁置时间10min；(10)对化成结束的电池进行第二次ocv测试，要求化成后的电压范围在3.7～3.75v。所述高温老化温度为60℃，老化时间为30h，高温老化后，在22～28℃温度下，搁置36h。所述k值测试步骤为：在高温老化工序结束后进行第三次ocv测试，之后电池在22～28℃环境中，搁置96h，搁置完成后进行第四次ocv测试，计算第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值，其中第三次ocv和第四次ocv的电压范围分别为3.68～3.73v与3.65～3.71v，要求第三次ocv测试和第四次ocv测试的差值在6～15mv以内。所述的分容步骤为：(1)将k值测试后的电池在0.6c恒流恒压充电，充电电压上限截止4.2v，截止电流为0.02c，将电池搁置，搁置时间10min；(2)将电池在0.5c恒流放电，放电时间为108min，将电池搁置，搁置时间10min；(3)将电池在0.25c恒流放电，放电电压下限截止为2.5v，将电池搁置，搁置时间10min；(4)将电池在0.3c恒流恒压充电，充电电压上限截止为3.55v，截止电流为0.02c，将电池搁置，搁置时间10min；所述的分选步骤为：(1)对分容后的电池进行第五次ocv检测和ir检测；(2)对电池分容后的容量、k值、内阻ir、ocv电压进行档位分选，不符合档位的即为不合格品。本发明主要用于动力型高能量密度圆柱电池，通过在化成前增加预充以及各工序中增加ocv检测工序，且在以上工艺基础上进行工艺参数的优化选择，达到可有效筛选出因在浆料、极片和卷芯等过程工序中产生的不良因素而造成的不良电芯，最终提升成品电池合格率与电性能一致性的目的。本发明操作方便，采用本实施例方案进行化成分容可将本型号电芯(18650-3000)的生产总合格率提升至98％以上，相对于常规化成分容制度约90％的总合格率而言，可大大提升出货产品的合格率，适用于实际生产。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。当前第1页12