凝胶锂离子电池化成方法和应用及凝胶锂离子电池与流程

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种凝胶锂离子电池化成方法和应用及凝胶锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种高电压、高能量密度且对环境友好的电池，广泛应用于3c、动力汽车等人们日常生活的各个领域。但是近年来，对于动力电池着火爆炸事件也屡有发生，因此在追求越来越高的能量密度的同时，锂离子电池的安全问题也不容忽视。作为一种安全性能的优化方案，凝胶锂离子电池受到了广泛的关注，凝胶电池通过固化电解液，降低电解液的流动性，可以显著提升电池的安全性能。

2、现有技术中在电池装配注液完成后，通过化成和老化工艺对电池进行激活，使形成的sei膜性质和组成更加稳定，保证电池电化学性能的稳定性。但是为了保证电池的性能，通常电池在高温条件下均放置较长的时间。

3、现有的凝胶电解液普遍采用热聚合方式，即在电解液中加入聚合单体和引发剂，再通过加热聚合实现电解液凝胶化。但是现有技术中，通过引发剂聚合的凝胶化不均匀，同时由于电解液中引发剂的引入，包括单体的残留，对正负极的兼容性不佳，电池的性能影响较大。容易导致凝胶电池内阻过大而导致电池倍率、低温、循环等性能不佳的问题，及电芯胀气，如何保证凝胶电池安全性能的同时提高电池的电性能是当前行业中面临的重要问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有化成工艺下凝胶锂离子电池内阻过大而导致电池倍率、低温、循环等性能不佳问题，提供一种凝胶锂离子电池化成方法和凝胶锂离子电池。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种凝胶锂离子电池化成方法，其中，将未化成的锂离子电池依次进行第一阶段化成和第二阶段化成；其中，

3、第一阶段化成包括阶梯充电化成；

4、第二阶段化成包括，在第二阶段化成的条件下进行静置；

5、其中，所述第二阶段化成的条件包括：采用渐进式充电至电池电压为vs，然后在第二阶段化成的条件下进行静置；

6、其中，所述渐进式充电包括：以电流cs1充电至电池电压为vs1，然后在vs1下恒压充电至截止电流为cs2，再以电流cs2充电至电池电压为vs；

7、其中，vs为4-4.2v，vs1＜vs，cs2＜cs1；

8、其中，所述第二阶段化成的条件包括：静置温度ts为60-90℃，静置时间ts为1-10h。

9、本发明第二方面提供上述第一方面所述的化成方法在凝胶锂离子电池制备过程中的应用。

10、本发明第三方面提供一种凝胶锂离子电池，其中，所述凝胶锂离子电池是未化成的锂离子电池通过上述第一方面所述的化成方法处理得到的。

11、本发明获得的有益效果如下：

12、(1)本发明提供的凝胶锂离子电池化成方法，针对采用电化学聚合的凝胶电池可以有效提升凝胶单体的凝胶效率和效果，通过第一阶段化成和第二阶段化成即可完成化成工艺步骤，再进行二封后即可进行正常的分容，大幅缩短现有技术中化成-老化工艺的时间，提高生产效率，配合引入可电化学原位聚合的单体，能够实现聚合单体在电极表面原位固化。

13、(2)通过本发明提供的凝胶锂离子电池化成方法获得的凝胶锂离子电池，可以在保证电池安全性能的同时，有效降低电池内阻，提高电池的倍率、低温和循环性能。

技术特征：

1.一种凝胶锂离子电池化成方法，其特征在于，将未化成的锂离子电池依次进行第一阶段化成和第二阶段化成；其中，

2.根据权利要求1所述的方法，其中，vs1为3.95-4.05v，vs为4-4.15v；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一阶段化成中，所述阶梯充电化成包括三段阶梯充电化成，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，c1为0.01-0.1c，c1下充电时间t1为2-5h；c2为0.05-0.2c，c2下充电时间t2为1-4h；c3为0.1-0.3c，c3下充电时间t3为0.5-3h。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一阶段化成中，温度t1为30-60℃，优选为50-60℃；电池的外加压力p1为0-0.5mpa，优选为0.2-0.4mpa。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述未化成的锂离子电池所包含的电解液中含有电聚合单体；

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述电聚合单体的聚合电压为4-4.2v，优选为4-4.1v；

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述电聚合单体具有式(1)所示的结构：

9.权利要求1-8中任意一项所述的化成方法在凝胶锂离子电池制备过程中的应用。

10.一种凝胶锂离子电池，其特征在于，所述凝胶锂离子电池是未化成的锂离子电池通过权利要求1-8中任意一项所述的化成方法处理得到的。

技术总结
本发明涉及锂离子电池领域，公开了凝胶锂离子电池化成方法和应用及凝胶锂离子电池，该方法包括：将未化成的锂离子电池依次进行第一阶段化成和第二阶段化成；第一阶段化成包括阶梯充电化成；第二阶段化成包括，以电流C<subgt;s1</subgt;充电至电池电压为V<subgt;s1</subgt;，然后在V<subgt;s1</subgt;下恒压充电至截止电流为C<subgt;s2</subgt;，再以电流C<subgt;s2</subgt;充电至电池电压为V<subgt;s</subgt;，然后在第二阶段化成的条件下进行静置；V<subgt;s</subgt;为4‑4.2V，V<subgt;s1</subgt;＜V<subgt;s</subgt;，C<subgt;s2</subgt;＜C<subgt;s1</subgt;；所述第二阶段化成的条件包括：静置温度T<subgt;s</subgt;为60‑90℃，静置时间t<subgt;s</subgt;为1‑10h。通过上述方法制得的凝胶锂离子电池，可以在保证电池安全性能的同时，有效降低电池内阻，提高电池的倍率、低温和循环性能。

技术研发人员：钟海敏,胡家玲,赵文文
受保护的技术使用者：恒大新能源技术（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16