锂离子电池化成方法及锂离子电池与流程

文档序号:22250666发布日期:2020-09-18 12:43阅读:393来源:国知局
锂离子电池化成方法及锂离子电池与流程

本发明涉及锂离子电池领域,特别是涉及一种锂离子电池化成方法及锂离子电池。



背景技术:

锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、长寿命及无记忆效应等特点,被广泛运用于航空航天、医疗及储能等领域,随着近年来,锂离子电池得到大型化应用的推进,动力锂离子电池的发展迅速,其制造工艺技术也随之有了巨大进步,其中,化成是锂电池生产过程中的重要工序,化成时在负极表面形成一层钝化层,即固体电解质界面膜,简称为sei膜(solidelectrolyteinterface),sei膜在形成过程中要消耗掉正极的一部分锂离子,同时,也与电解液发生反应,产生气体。

目前,传统工艺一般为:电池注液后,室温静置一段时间,再升温静置,然后进行化成,化成后常温静置,抽气封口成型,最后分容,传统化成工艺采用小倍率电流缓慢形成致密的sei膜,该方法虽然可取,效果良好,但是化成时间较长,设备利用率低,生产周期长,锂离子电池生产效率低,不利于提速增产。

同时,在锂离子电池高容高压实体系下,电解液的浸润较为困难,容易在化成过程中成膜不均一、不稳定,阻碍化成工序形成sei膜,同时,电解液浸润不均匀,导致成膜困难,sei膜的好坏直接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性及安全性等电化学性能,对电池影响较大,锂离子电池化成过程中产生气体,电池鼓胀,反应界面较差,会影响电池性能。



技术实现要素:

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种能够操作更加灵活,可以形成更加均一稳定的sei膜的锂离子电池化成方法及锂离子电池,提高了电池倍率放电性能,增加了放电容量,提高循环性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种锂离子电池化成方法,包括以下步骤:

提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作;

对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,再进行多次充电操作,充电至截止电压,得到锂离子电池中间品,其中,所述多次充电操作的充电电流逐次增大,充电电流为0.1c~1.5c,充电次数大于等于3,前后两次充电操作的电流差值为0.05c~1.0c;

对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,再进行排气封装操作,完成化成操作。

在其中一种实施方式,在对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作中,静置时间为10h~14h,并控制首次静置的温度为43℃~47℃。

在其中一种实施方式,在对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作中,控制加压压力为1.15mpa~1.25mpa。

在其中一种实施方式,在进行多次充电操作中,控制充电温度为55℃~65℃。

在其中一种实施方式,在进行多次充电操作中,充电荷电状态为≤70%,所述截止电压为3.9v~4.0v。

在其中一种实施方式,所述多次充电操作包括首次充电操作、二次充电操作、三次充电操作及四次充电操作。

在其中一种实施方式,所述首次充电操作的充电电流为0.1c~0.4c,充电荷电状态为≤5%soc,所述二次充电操作的充电电流为0.45c~0.65c,充电荷电状态为≤10%soc,所述三次充电操作的充电电流为0.7c~0.9c,充电荷电状态为≤20%soc,所述四次充电的充电电流为1.0c~1.5c,充电荷电状态为≤70%soc。

在其中一种实施方式,在对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作中,静置时间为2h~4h,并控制二次静置的温度为22℃~28℃。

在其中一种实施方式,在对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作之前,还对所述锂离子电池半成品进行预封口操作。

一种锂离子电池,采用由上述任意一项所述的锂离子电池化成方法制备得到。

与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:

本发明采用多次充电的方法对锂离子电池半成品进行化成,充电电流为0.1c~1.5c,且充电电流逐次增大,也就是说,通过逐次增流对锂离子电池半成品进行化成,使得sei膜形成的均匀度及速度更加灵活可控,有利于形成更加均一稳定的sei膜,从而有利于提高了锂离子电池倍率放电性能及循环性能,也有利于增加锂离子电池的放电容量,由于形成的sei膜稳定均一,使得锂离子电池的耐温性能更好,提高了锂离子电池的低温放电容量及高温倍率放电性能,同时,也有利于节省化成时间,提高生产效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例的锂离子电池化成方法的步骤流程图;

图2为本发明的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5及对比例1的电池放电容量比对比图;

图3为本发明的实施例3、实施例4、实施例5及对比例1的电池在60℃高温储存后1c/3c电池放电循环性能测试图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式,请参阅图1,一种锂离子电池化成方法,包括以下步骤:

s110、提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作。

需要说明的是,锂离子电池的制备过程一般是先通过正极浆料及负极浆料分别涂布加工得到正极片及负极片,再将得到的正极片、负极片及隔膜装配成型,形成极芯,将极芯放入到铝塑膜中,并注入电解液,得到锂离子电池半成品,由于电解液浸润不均匀,会影响后续sei膜形成,导致成膜困难,而sei膜的成型效果会直接影响锂离子电池成品的性能,因此,通过对锂离子电池半成品进行首次静置操作,使电解液与极芯充分接触,有利于电解液更好地浸润极芯,也就是更好地浸润正极片、负极片及隔膜,电解液浸润效果好,浸润均匀,有利于后续形成sei膜的顺利进行。

在其中一个实施例中,在对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作中,静置时间为10h~14h,并控制首次静置的温度为43℃~47℃。需要说明的是,电解液是在锂离子电池正极片及负极片之间起传导作用的离子导体,锂离子电池充放电过程中,在正极片及负极片之间往返地传输锂离子,电解液的浸润效果会对sei膜的成膜效果造成影响,从而影响锂离子电池成品性能,其中,随着静置时间的延长,有利于保证电解液充分浸润正极片及负极片,达到良好的浸润效果,但是,静置时间较长会降低生产效率,导致设备利用率低,同时,在室温下对锂离子电池半成品进行静置需要较长的静置时间,才能保证电解液充分浸润正极片及负极片,不利于提高生产效益,随着静置温度的升高,有利于促进电解液中物质分子的运动,使得电解液更快更好地对正极片及负极片进行浸润,而温度过高时,容易影响电解液的性质,可能对正极片、负极片及隔膜造成损坏,从而影响锂离子电池成品的性能,且需要投入较多的能量较多,能耗较高,不利于节能,综合考虑之下,控制静置时间为10h~14h,首次静置的温度为43℃~47℃为宜,如此,可以达到良好的浸润效果,并且可以有效地缩短首次静置时间,节省生产时间,提高生产效益。更优选地,在对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作中,静置时间为12h,并控制首次静置的温度为45℃。如此,可以进一步保证浸润效果,有利于后续更好地形成sei膜。

在其中一个实施例中,在对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作之前,还对所述锂离子电池半成品进行预封口操作。需要说明的是,锂离子电池的生产过程中,一般预留设置有气袋,由于后续形成sei膜的过程中会有气体产生,产生的气体可以储存于气袋中,通过对锂离子电池半成品进行预封口操作,也就是将气袋的开口封住,可以将正极片、负极片及隔膜装配形成的极芯及电解液密封起来,避免与外部环境接触,避免外部环境对后续sei膜形成过程造成影响,从而有利于降低生产操作中对环境的要求,有利于降低生产难度,同时,预留的气袋区域可以用于储存气体,保证后续充电操作的正常进行。

s120、对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,再进行多次充电操作,充电至截止电压,得到锂离子电池中间品,其中,所述多次充电操作的充电电流逐次增大,充电电流为0.1c~1.5c,充电次数大于等于3,前后两次充电操作的电流差值为0.05c~1.0c。

需要说明的是,可以将锂离子电池半成品放置于夹板中,通过压力设备对锂离子电池半成品进行加压操作,使锂离子电池半成品受到一定压力,由于在后续对锂离子电池进行充电操作,形成sei膜的过程中,会有气体产生,会产生乙烯、氢气、一氧化碳等气体,通过对锂离子电池半成品进行加压,一方面,可以保证电解液与正极片及负极片更好地接触,促进sei膜的形成,在sei膜形成过程中,另一方面,有利于促进气体从电解液中逸出,气体逸出后储存于预留的气袋中,避免影响充电操作的正常进行,有利于减少电解液中的气泡量,从而使得锂离子电池成品具有更大的电池容量,然后再对锂离子电池半成品进行多次充电操作,充电至截止电压,形成sei膜,在完成多次充电操作后,充电荷电状态为≤70%,截止电压为3.9v~4.0v,值得一提的是,在对锂离子电池半成品进行加压操作中,避开对预留的气袋区域进行加压,可以使得气体逸出后储存于气袋中,保证后续充电操作的正常进行。

其中,多次充电操作中,充电次数大于等于3,也就是说,采用3次及3次以上的多次充电操作,对锂离子电池半成品进行化成,形成sei膜,例如,多次充电操作的充电次数为3次、4次、5次、6次或6次以上,充电电流为0.1c~1.5c,可以避免充电电流过高或过低,充电电流适中,前后两次充电操作的电流差值控制为0.05c~1.0c,如此,可以保证逐次增加电流对锂离子电池半成品进行充电操作,同时,避免各次充电操作之间的电流差太大,有利于形成均一稳定的sei膜结构,sei膜成膜效果好,与传统的一步充电操作相比,多次充电操作的充电电流及充电时间更加灵活可控,从而,sei膜形成的均匀度及速度更加灵活可控,有利于得到更加稳定均一的sei膜,从而有利于提高了锂离子电池倍率放电性能及循环性能,也有利于增加锂离子电池的放电容量,由于形成的sei膜稳定均一,使得锂离子电池的耐温性能更好,提高了锂离子电池的低温放电容量及高温倍率放电性能,同时,也有利于节省化成时间,提高生产效益。

在其中一个实施例中,在进行多次充电操作中,前后两次充电操作中,所述锂离子电池半成品搁置时间≤3min。需要说明的是,由于对锂离子电池半成品采用多次充电操作,且充电电流逐次增大,在每次充电操作完成后,需要停止充电,重新增大充电电流,再对锂离子电池半成品进行下一次充电,在更换电流的过程中,锂离子电池半成品会搁置一定时间,搁置时间≤3min,当搁置时间大于3min时,搁置时间过长,一方面,会影响sei膜形成反应的正常进行,从而影响得到的sei膜结构的稳定性,另一方面,过长的搁置时间,大大增加了时间成本,不利于提高生产效率,综合考虑之下,前后两次充电操作中,所述锂离子电池半成品搁置时间≤3min。

在其中一个实施例中,在对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作中,控制加压压力为1.15mpa~1.25mpa。需要说明的是,对锂离子电池半成品进行加压操作中,由于正极片及负极片容易受到损坏,需要控制合适的加压压力,避免对锂离子电池半成品造成损坏,当加压压力大于1.25mpa时,锂离子半成品受到的压力过大,容易出现损坏,过大的加压压力可能导致正极片及负极片出现断裂、碎片现象,影响得到的锂离子电池成品的性能及品质,当加压压力小于1.15mpa时,压力较小,作用效果不明显,不利于电解液中的气体排出,影响sei膜的形成,综合考虑之下,控制加压压力为1.15mpa~1.25mpa。优选地,在对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作中,控制加压压力为1.2mpa。如此,加压压力适中,可以使得电解液中的气体更好地排出,同时,避免对锂离子半成品造成损坏。

在其中一个实施例中,在进行多次充电操作中,控制充电温度为55℃~65℃。需要说明的是,多次充电操作中,每次充电操作的充电温度均控制为55℃~65℃,随着温度的升高,有利于加快充电操作的进行,有利于提高生产效益,但是,温度过高时,容易影响电解液的性质,影响sei膜形成反应的正常进行,使得得到的sei膜结构不均一,不稳定,影响成膜效果,且温度过高可能对正极片、负极片及隔膜造成损坏,从而影响锂离子电池成品的性能,投入的能量也较多,能耗较高,不利于节能,综合考虑之下,在进行多次充电操作中,充电温度均控制为55℃~65℃,更优选地,在进行多次充电操作中,控制充电温度为60℃。

在其中一个实施例中,所述多次充电操作包括首次充电操作、二次充电操作、三次充电操作及四次充电操作。需要说明的是,分别通过首次充电操作、二次充电操作、三次充电操作及四次充电操作对锂离子电池半成品进行充电,也就是说,通过对锂离子电池半成品进行四次充电,实现对锂离子电池半成品的化成操作,多次充电操作的次数设置为四次,充电次数适中,有利于节省更换电流操作的人工成本投入,同时,保证充电电流及充电时间更加灵活可控,有利于得到更加稳定均一的sei膜,从而有利于提高了锂离子电池倍率放电性能及循环性能,也有利于增加锂离子电池的放电容量,由于形成的sei膜稳定均一,使得锂离子电池的耐温性能更好,提高了锂离子电池的低温放电容量及高温倍率放电性能,同时,也有利于节省化成时间,提高生产效益。

具体地,为了保证形成稳定均一的sei膜,同时,提高化成效率,在其中一个实施例中,所述首次充电操作的充电电流为0.1c~0.4c,充电荷电状态为≤5%soc,所述二次充电操作的充电电流为0.45c~0.65c,充电荷电状态为≤10%soc,所述三次充电操作的充电电流为0.7c~0.9c,充电荷电状态为≤20%soc,所述四次充电的充电电流为1.0c~1.5c,充电荷电状态为≤70%soc。需要说明的是,在首次充电操作中,采用0.1c~0.4c电流进行充电,也就是说,首次充电操作中,采用小电流对锂离子电池半成品进行充电,有利于缓慢形成致密的sei膜结构,有利于得到结构更加稳定的sei膜,优选地,控制首次充电操作的充电时间为4.5min~5.5min,充电荷电状态为≤5%soc,更优选地,控制首次充电操作的充电电流为0.3c,首次充电操作的充电时间为5min,在二次充电操作中,采用0.45c~0.65c电流进行充电,增大了充电电流,有利于加快充电操作的速度,促进sei膜的形成,使得更好更快地形成sei膜,优选地,控制二次充电操作的充电时间为4min~5min,充电荷电状态为≤10%soc。更优选地,控制二次充电操作的充电电流为0.5c,二次充电操作的充电时间为4.5min,在三次充电操作中,采用0.7c~0.9c电流进行充电,进一步增大了充电电流,有利于进一步加快充电操作的速度,进一步促进sei膜的形成,有利于提高生产效率,提高生产效益,优选地,控制三次充电操作的充电时间为4.5min~5.5min,充电荷电状态为≤20%soc,更优选地,控制三次充电操作的充电电流为0.8c,三次充电操作的充电时间为5min,在四次充电操作中,采用1.0c~1.5c电流进行充电,进一步增大了充电电流,大大加快充电操作的速度,有利于节省化成时间,提高生产效率,优选地,控制四次充电操作的充电时间为23min~25min,充电荷电状态为≤70%soc,截止电压为3.9v~4.0v,更优选地,控制四次充电的充电电流为1.3c,四次充电操作的充电时间为24min。

可以理解的是,通过四次充电法来对锂离子电池半成品进行化成操作,在首次充电操作中,采用0.1c~0.4c小电流进行充电,有利于形成致密的sei膜结构,由于采用小电流对锂离子电池半成品进行化成操作,需要很长的化成时间,影响生产效率,因此,在二次充电操作、三次充电操作及四次充电操作中,分别采用0.45c~0.65c、0.7c~0.9c及1.0c~1.5c的电流对锂离子电池半成品进行充电,通过逐次增大充电电流,一方面,可以逐步加快充电速度,提高化成效率,另一方面,逐步增大充电电流,使得各步充电操作之间的电流差较小,有利于形成均一稳定的sei膜结构,sei膜成膜效果好,如此,不仅提高了化成效率,也保证了sei膜的成膜效果,有利于提高锂离子电池成品的性能及品质,提高了锂离子电池倍率放电性能、循环性能及耐温性能,也增加了放电容量。

s130、对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,再进行排气封装操作,完成化成操作。

需要说明的是,在对锂离子电池半成品完成充电操作后,得到锂离子电池中间品,由于在充电过程中,会存在极化现象,传质及传荷都有极化,导致电压偏高,通过对锂离子电池中间品进行二次静置操作,可以消除极化,同时,也有利于电解液进一步浸润正极片及负极片,有利于进一步提高锂离子电池的容量,然后,再进行排气封装操作,实现化成操作,具体地,在真空条件下进行排气封装操作,先将气袋扎破,进行抽真空,将气袋中的气体抽出,再进行封口操作,并将气袋裁切除去,完成化成操作。

在其中一个实施例中,在对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作中,静置时间为2h~4h,并控制二次静置的温度为22℃~28℃。需要说明的是,随着静置时间的延长,有利于保证极化完全消除,也有利于电解液更好地浸润正极片及负极片,但是,静置时间过长,会增加生产时间成本的投入,降低生产效率,而且,继续增加静置时间,对锂离子电池容量的提升效果并不明显,综合考虑之下,控制二次静置操作的静置时间为2h~4h,静置温度为22℃~28℃。更优选地,在对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作中,静置时间为3h,并控制二次静置的温度为25℃。如此,可以保证消除极化现象。

一种锂离子电池,采用由上述任意一项所述的锂离子电池化成方法制备得到。

本发明还提供一种锂离子电池,采用由上述任意一项所述的锂离子电池化成方法制备得到。又如,所述锂离子电池软包锂离子电池。需要说明的是,所述锂离子电池,通过采用由上述任意一项所述的锂离子电池化成方法制备得到,由于形成的sei膜稳定均一,能够提高锂离子电池倍率放电性能、耐温性能及循环性能,增加了锂离子电池的放电容量,锂离子电池成品品质高。值得一提的是,锂离子电池在化成之前以及在化成之后的制备工艺请参照现有技术,本发明在此不再赘述。

与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:

本发明采用多次充电的方法对锂离子电池半成品进行化成,充电电流为0.1c~1.5c,且充电电流逐次增大,也就是说,通过逐次增流对锂离子电池半成品进行化成,使得sei膜形成的均匀度及速度更加灵活可控,有利于形成更加均一稳定的sei膜,从而有利于提高了锂离子电池倍率放电性能及循环性能,也有利于增加锂离子电池的放电容量,由于形成的sei膜稳定均一,使得锂离子电池的耐温性能更好,提高了锂离子电池的低温放电容量及高温倍率放电性能,同时,也有利于节省化成时间,提高生产效益。

下面是具体实施例部分。

实施例1

s111、提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行预封口操作,将所述锂离子电池半成品的气袋开口封住,再对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作,静置10h,并控制首次静置的温度为43℃。

s121、将首次静置后的所述锂离子电池半成品放置于夹板中,对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,控制加压压力为1.15mpa,再进行首次充电操作,0.4c恒流充电5min,充电荷电状态为3.5%soc,控制首次充电操作的温度为55℃,对首次充电后的所述锂离子电池半成品进行二次充电操作,0.45c恒流充电8min,充电荷电状态为6%soc,控制二次充电操作的温度为55℃,对二次充电后的所述锂离子电池半成品进行三次充电操作,0.5c恒流充电10min,充电荷电状态为12%soc,控制三次充电操作的温度为55℃,对三次充电后的所述锂离子电池半成品进行四次充电操作,0.55c恒流充电50min,充电荷电状态为60%soc,控制四次充电操作的温度为55℃,充电至截止电压3.9v,得到锂离子电池中间品。

s131、对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,静置2h,并控制二次静置的温度为25℃,在真空条件下进行排气封装操作,先将气袋扎破,进行抽真空,将气袋中的气体抽出,再进行封口操作,并将气袋裁切除去,完成化成操作。

实施例2

s112、提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行预封口操作,将所述锂离子电池半成品的气袋开口封住,再对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作,静置12h,并控制首次静置的温度为45℃。

s122、将首次静置后的所述锂离子电池半成品放置于夹板中,对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,控制加压压力为1.2mpa,再进行首次充电操作,0.4c恒流充电5min,充电荷电状态为3.5%soc,控制首次充电操作的温度为60℃,对首次充电后的所述锂离子电池半成品进行二次充电操作,0.6c恒流充电4.5min,充电荷电状态为8.5%soc,控制二次充电操作的温度为60℃,对二次充电后的所述锂离子电池半成品进行三次充电操作,0.8c恒流充电5min,充电荷电状态为16%soc,控制三次充电操作的温度为60℃,对三次充电后的所述锂离子电池半成品进行四次充电操作,1.0c恒流充电24min,充电荷电状态为65%soc,控制四次充电操作的温度为60℃,充电至截止电压3.95v,得到锂离子电池中间品。

s132、对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,静置3h,并控制二次静置的温度为25℃,在真空条件下进行排气封装操作,先将气袋扎破,进行抽真空,将气袋中的气体抽出,再进行封口操作,并将气袋裁切除去,完成化成操作。

实施例3

s113、提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行预封口操作,将所述锂离子电池半成品的气袋开口封住,再对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作,静置14h,并控制首次静置的温度为47℃。

s123、将首次静置后的所述锂离子电池半成品放置于夹板中,对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,控制加压压力为1.25mpa,再进行首次充电操作,0.4c恒流充电5min,充电荷电状态为3.5%soc,控制首次充电操作的温度为65℃,对首次充电后的所述锂离子电池半成品进行二次充电操作,0.45c恒流充电8min,充电荷电状态为6%soc,控制二次充电操作的温度为65℃,对二次充电后的所述锂离子电池半成品进行三次充电操作,0.5c恒流充电10min,充电荷电状态为12%soc,控制三次充电操作的温度为65℃,对三次充电后的所述锂离子电池半成品进行四次充电操作,1.5c恒流充电24min,充电荷电状态为70%soc,控制四次充电操作的温度为65℃,充电至截止电压4.0v,得到锂离子电池中间品。

s133、对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,静置4h,并控制二次静置的温度为25℃,在真空条件下进行排气封装操作,先将气袋扎破,进行抽真空,将气袋中的气体抽出,再进行封口操作,并将气袋裁切除去,完成化成操作。

实施例4

s114、提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行预封口操作,将所述锂离子电池半成品的气袋开口封住,再对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作,静置12h,并控制首次静置的温度为45℃。

s124、将首次静置后的所述锂离子电池半成品放置于夹板中,对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,控制加压压力为1.2mpa,再进行首次充电操作,0.4c恒流充电5min,充电荷电状态为3.5%soc,控制首次充电操作的温度为60℃,对首次充电后的所述锂离子电池半成品进行二次充电操作,0.6c恒流充电4.5min,充电荷电状态为8.5%soc,控制二次充电操作的温度为60℃,对二次充电后的所述锂离子电池半成品进行三次充电操作,0.8c恒流充电40min,充电荷电状态为65%soc,控制三次充电操作的温度为60℃,充电至截止电压3.95v,得到锂离子电池中间品。

s134、对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,静置3h,并控制二次静置的温度为25℃,在真空条件下进行排气封装操作,先将气袋扎破,进行抽真空,将气袋中的气体抽出,再进行封口操作,并将气袋裁切除去,完成化成操作。

实施例5

s115、提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行预封口操作,将所述锂离子电池半成品的气袋开口封住,再对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作,静置12h,并控制首次静置的温度为45℃。

s125、将首次静置后的所述锂离子电池半成品放置于夹板中,对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,控制加压压力为1.2mpa,再进行首次充电操作,0.4c恒流充电5min,充电荷电状态为3.5%soc,控制首次充电操作的温度为60℃,对首次充电后的所述锂离子电池半成品进行二次充电操作,0.6c恒流充电4.5min,充电荷电状态为8.5%soc,控制二次充电操作的温度为60℃,对二次充电后的所述锂离子电池半成品进行三次充电操作,0.8c恒流充电5min,充电荷电状态为16%soc,控制三次充电操作的温度为60℃,对三次充电后的所述锂离子电池半成品进行四次充电操作,1.0c恒流充电10min,充电荷电状态为45%soc,控制四次充电操作的温度为60℃,对四次充电后的所述锂离子电池半成品进行五次充电操作,1.2c恒流充电10min,充电荷电状态为65%soc,控制五次充电操作的温度为60℃,充电至截止电压3.95v,得到锂离子电池中间品。

s135、对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,静置3h,并控制二次静置的温度为25℃,在真空条件下进行排气封装操作,先将气袋扎破,进行抽真空,将气袋中的气体抽出,再进行封口操作,并将气袋裁切除去,完成化成操作。

对比例1

提供完成注入电解液的锂离子电池半成品,对所述锂离子电池半成品进行预封口操作,将所述锂离子电池半成品的气袋开口封住,再对所述锂离子电池半成品进行首次静置操作,静置12h,并控制首次静置的温度为45℃。

将首次静置后的所述锂离子电池半成品放置于夹板中,对首次静置后的所述锂离子电池半成品进行加压操作,控制加压压力为1.2mpa,再进行首次充电操作,0.4c恒流充电5min,充电荷电状态为3.5%soc,控制首次充电操作的温度为60℃,对首次充电后的所述锂离子电池半成品进行二次充电操作,0.4c恒流充电10min,充电荷电状态为8.5%soc,控制二次充电操作的温度为60℃,对二次充电后的所述锂离子电池半成品进行三次充电操作,0.4c恒流充电10min,充电荷电状态为16%soc,控制三次充电操作的温度为60℃,对三次充电后的所述锂离子电池半成品进行四次充电操作,0.4c恒流充电75min,充电荷电状态为65%soc,控制四次充电操作的温度为60℃,充电至截止电压3.95v,得到锂离子电池中间品。

对所述锂离子电池中间品进行二次静置操作,静置3h,并控制二次静置的温度为25℃,在真空条件下进行排气封装操作,先将气袋扎破,进行抽真空,将气袋中的气体抽出,再进行封口操作,并将气袋裁切除去,完成化成操作。

实验:将本发明实施例1~实施例5及对比例1完成化成的锂离子电池中间品通过分容及包装得到锂离子电池,测试:(1)电池的倍率性能,(2)60℃高温储存后的倍率性能,(3)在低温-10℃下电池放电容量,(4)60℃高温储存后电池放电循环性能。测试结果显示,相对于对比例1,本发明各实施例的锂离子电池在不同倍率下的电池倍率性能优良,特别地,60℃储存后锂离子电池在不同倍率下也能保持良好的电池倍率性能,且放电循环性能更加,证明本发明各实施例的锂离子电池在高温条件下的倍率性能及放电循环性能更优,而在-10℃条件下,本发明各实施例的锂离子电池的放电容量比也比对比例1的好,证明本发明个实施例的锂离子电池在低温条件下放电容量更优,具体详见表1及图2~图3。其中,为了避免图中数据过于密集难以分辨,图3只选取实施例3、实施例4、实施例5的数据与对比例1的数据制图,结果见图3。其他实施例的效果与实施例3相似,不再赘述。

表1倍率测试对比表

由表1可见,相对于对比例1,在提高化成效率的同时,本发明实施例1~实施例5的锂离子电池分别在25℃条件下,进行不同倍率测试,以及在60℃储存后,进行不同倍率测试下,本发明实施例1~实施例5的锂离子电池的容量保持率均更高,电池倍率性能更佳,其中,实施例3的电池倍率性能最佳。

图2为本发明的实施例1~实施例5及对比例1在低温-10℃下1c/3a脉冲电池放电容量比对比图。其中,db代表对比例1的锂离子电池;sy-1代表实施例1的锂离子电池;sy-2代表实施例2的锂离子电池;sy-3代表实施例3的锂离子电池;sy-4代表实施例4的锂离子电池;sy-5代表实施例5的锂离子电池。由图2可见,相对于对比例1,实施例1~实施例5的锂离子电池在低温条件下,放电容量更优。

图3为本发明的实施例3~实施例5及对比例1的电池在60℃高温储存后电池放电循环性能测试图。其中,db代表对比例1的锂离子电池;sy-3代表实施例3的锂离子电池;sy-4代表实施例4的锂离子电池;sy-5代表实施例5的锂离子电池。由图3可见,在60℃高温储存后实施例3~实施例5的锂离子电池的容量保持率比对比例1更高,证明本发明所述方法制备的锂离子电池,在高温(60℃温度)条件下使用的循环性能更佳,且缩短了化成工艺时间,提高了生产效益。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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