钛酸锂锂离子电池波段化成的方法与流程

1.本发明涉及钛酸锂锂离子化成技术领域，具体而言，涉及一种钛酸锂锂离子电池波段化成的方法。


背景技术：

2.钛酸锂做负极活性物质的锂离子电池具有耐宽温、循环寿命长、高倍率、高安全的优点，但是现有的常规化成方法激活电池活性物质不足，且会影响电池寿命。
3.针对现有的钛酸锂锂离子电池化成方法的化成效果差的问题，目前尚未提出有效地解决方案。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种钛酸锂锂离子电池波段化成的方法，以解决现有技术中的钛酸锂锂离子电池化成方法的化成效果差的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种钛酸锂锂离子电池波段化成的方法，包括：将待化成电池连接到化成夹具的正负极接线柱头上；将电池注液嘴与化成设备排气装置连接，并将烘箱设备进行温度设定80℃后进行升温；将电池进行化成作业，将电池化成完成后，将烘箱设备进行自然降温至40℃，然后及时封堵电池的注液嘴；对化成后的电池进行电压测试、内阻测试，根据测试后的电压值和内阻值判断化成后的电池是否合格。
6.进一步地，将电池进行化成作业包括以下步骤：s01：将电池静置，静置时间范围为90min至92min之间；s02：将电池以0.2ac的恒流电流充电0.2/a
×
1.2
×
60min，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，a为额定电流，c为电荷量的单位；s03：将恒压设定为截止电压，将电池充电至0.2ac，容量保护为电池的额定容量的1.1倍，时间保护为0.2/a
×
1.2
×
60min；s04：将步骤s03中的电池静置第一预设时间；s05：以0.5ac的恒流电流放电至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为0.2/a
×
1.2
×
60min；s06：将步骤s05中的电池静置第二预设时间；s07：以0.5ac的恒流电流充电至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min；s08：将恒压设定为截止电压，将电池充电至0.5ac，容量保护为电池的额定容量的0.1倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min；s09：将步骤s08中的电池静置15分钟；s10：以1
×
ac的恒流电流放电至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为a
×
1.2
×
60min；s11：将步骤s10中的电池静置第三预设时间；s12：以1
×
ac的恒流电流充至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min；s13：将恒压设定为截止电压，将电池充电至0.5ac，容量保护为电池的额定容量的1.1倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min后，结束电池的化成作业。
7.进一步地，电池进行化成作业中，上限保护电压为u1，其中，u1≤截止电压+0.005v。
8.进一步地，第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间均相同。
9.进一步地，第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间中的至少一个为15min。
10.应用本发明的技术方案，首先将待化成电池连接到化成夹具的正负极接线柱头上，然后将电池注液嘴与化成设备排气装置连接，并将烘箱设备进行温度设定80℃后进行升温，最后将电池进行化成作业，将电池化成完成后，将烘箱设备进行自然降温至40℃，然后及时封堵电池的注液嘴，以及对化成后的电池进行电压测试、内阻测试，根据测试后的电压值和内阻值判断化成后的电池是否合格，提供了一种新的对钛酸锂锂离子电池的波段化成方法，达到了充分活化电池的目的，提高了电池的活化效果。采用本技术的技术方案，有效地解决了现有的钛酸锂锂离子电池化成方法的化成效果差的问题。
附图说明
11.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
12.图1示出了根据本发明的钛酸锂锂离子电池波段化成的方法的实施例的流程示意图。
具体实施方式
13.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
14.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
15.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
16.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
17.现有的钛酸锂电池的化成方法通常使用同一种电池倍率进行短期活化，电池活化缺少渐变提升活性物质的过程，活性物质未完全活化，且起始大倍率容易使隔膜孔闭塞影响电池的后期性能发挥。采用本技术的波段化成方法，环境温度为80℃，采用目前常规电池量产中使用的充放电设备即可进行波段电流充放电，以达到充分活化电池的目的。现有的
化成方法中的产线常用设备使用同一种固化电流大小，容易使设备长期处于同一种状态，造成采集失真，模块元器件记忆化。
18.结合图1所示，根据本技术的具体实施例，提供了一种钛酸锂锂离子电池波段化成的方法。
19.钛酸锂锂离子电池波段化成的方法，包括：
20.s1，将待化成电池连接到化成夹具的正负极接线柱头上；
21.在该步骤之前，首先挑选注液完成，高温静置45℃，静置96h后的待化成的电池进行物料准备。记录该电池的内阻、电压和容量，并准备一台量产化成设备作为测试使用。
22.s2，将电池注液嘴与化成设备排气装置连接，并将烘箱设备进行温度设定80℃后进行升温；
23.s3，将电池进行化成作业，将电池化成完成后，将烘箱设备进行自然降温至40℃，然后及时封堵电池的注液嘴；
24.s4，对化成后的电池进行电压测试、内阻测试，根据测试后的电压值和内阻值判断化成后的电池是否合格。
25.在一个示例性实施例中，将电池进行化成作业包括以下步骤：
26.s01：将电池静置，静置时间范围为90min至92min之间；
27.可选地，时间上限保护为92min。
28.s02：将电池以0.2ac的恒流电流充电0.2/a
×
1.2
×
60min，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，a为额定电流，c为电荷量的单位；即以恒流0.2a*c充电至规定截止电压，容量保护采用1.2*额定容量，时间保护为0.2/a*1.2*60min，进一步地，电压保护为截止电压+0.005v。
29.s03：将恒压设定为截止电压，将电池充电至0.2ac，容量保护为电池的额定容量的1.1倍，时间保护为0.2/a
×
1.2
×
60min；也就是说，充电至0.2a*c截止电流，容量保护采用0.1*额定容量，时间保护为0.2/a*1.2*60min，电压保护为截止电压+0.005v。
30.s04：将步骤s03中的电池静置第一预设时间；优选地，第一预设时间为15min。
31.s05：以0.5ac的恒流电流放电至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为0.2/a
×
1.2
×
60min；可选地，此过程电压保护为截止电压+0.005v。
32.s06：将步骤s05中的电池静置第二预设时间；优选地，第二预设时间为15min。
33.s07：以0.5ac的恒流电流充电至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min；可选地，此过程电压保护为截止电压+0.005v。
34.s08：将恒压设定为截止电压，将电池充电至0.5ac，容量保护为电池的额定容量的0.1倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min；可选地，此过程电压保护为截止电压+0.005v。
35.s09：将步骤s08中的电池静置15分钟；
36.s10：以1
×
ac的恒流电流放电至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为a
×
1.2
×
60min；
37.s11：将步骤s10中的电池静置第三预设时间；
38.s12：以1
×
ac的恒流电流充至截止电压，容量保护为电池的额定容量的1.2倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min；也就是说，恒流a*c充电至规定截止电压，容量保护采用1.2*额定容量，时间保护为0.5/a*1.2*60min，电压保护为截止电压+0.005v。
39.s13：将恒压设定为截止电压，将电池充电至0.5ac，容量保护为电池的额定容量的1.1倍，时间保护为0.5/a
×
1.2
×
60min后，结束电池的化成作业。举例来说，恒压设定规定的截止电压，充电至0.5a*c截止电流，容量保护采用0.1*额定容量，时间保护为0.5/a*1.2*60min，电压保护为截止电压+0.005v。
40.在一个可选实施例中，电池活化流程完成，自然降温至40℃，然后及时封堵注液嘴。
41.进一步地，电池进行化成作业中，上限保护电压为u1，其中，u1≤截止电压+0.005v。
42.第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间均相同。
43.第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间中的至少一个为15min。
44.采用本技术的技术方案，采用波段化成的方法可以提高电池的活化效率，使电池尽量接近完全活化状态，保证电池的后期性能发挥，同时利用波段电流消除设备的记忆疲劳，且便于发现设备的不良状态，进一步地，电池在测试过程中增加多层监控保护，防止电池因接触不良及设备不良造成损伤，在电池过流、过压、过容时，系统可实现自动保护停止。
45.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
46.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
47.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。