一种增强锂离子电池稳定性的化成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于裡离子电池技术领域，特别是设及一种增强裡离子电池稳定性的化成 方法。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池W其比能量高、循环寿命长、无记忆效应、工作电压平稳、安全性能高 等优点而得到广泛的应用。在首次化成充电过程中，裡离子嵌入负极，电解液被氧化产生的 部分产物沉积在负极表面，形成固体电解质中间相（SEI)膜。SEI膜形成后的稳定性对电 池的电化学性能和循环寿命影响很大，相对较低的化成电流密度和溫度有利于形成稳定的 沈I膜。
[0003] 目前，对于裡离子电池的化成普遍采用0.1 C充放电，运不利于形成稳定的SEI膜。 且对于不同的裡离子电池体系，其SEI膜形成的电位范围不尽相同。现有技术存在针对性 差，化成效果差，得到的SEI膜致密稳定性差，不利于提高裡离子蓄电池的电化学性能和循 环寿命等技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种增强裡离子电池稳定性的 化成方法。 阳〇化]本发明的目的是提供一种具有工艺简单，针对性强，化成效果好，SEI膜致密稳定， 提高了裡离子蓄电池的电化学性能和循环寿命等特点的增强裡离子电池稳定性的化成方 法。
[0006] 本发明采用单程动电位线形扫描伏安法对特定体系裡离子蓄电池的SEI膜成膜 电位范围进行测量。首先随机挑选特定批次中待化成裡离子蓄电池若干只进行测量，由于 裡离子蓄电池在活性物质晶格内的固态离子传递系数较低，因此本测量选取相对较低的动 电位扫描速率，在0.0 OlmV/s-0.1 mV/s之间，优选0.0 lmV/s。从开路电位向阴极方向扫描， 当裡离子电池内形成SEI膜时会在单程线形动电位扫描曲线上形成还原峰，该峰型的起始 电位和终止电位基本对应SEI膜的形成电位范围，为了更准确进行精确化成，可W在该电 位范围基础上外扩5% W充分抵消电池极化影响。该方法可W准确测量出不同体系或批次 等情况下裡离子蓄电池SEI膜的成膜电位范围，有较强的针对性，能有效避免不同体系或 批次等影响下造成裡离子电池SEI膜成膜电位差异性对后续化成方法造成的影响。其次是 对该特定体系下的裡离子蓄电池进行SEI膜的成膜电位下低电流密度反复充放电的分步 化成。首先是采用0.0 lC电流对裡离子电池充电，并在上一步测量得到的SEI膜成膜电位 范围内进行2-3次0.0 lC循环充放电过程，该方法类比电沉积锻膜法能使得SEI更加致密 稳定。此后采取0.1 C对裡离子电池进行2-3次充放电化成即可。
[0007] 本发明增强裡离子电池稳定性的化成方法所采取的技术方案是：
[0008] 一种增强裡离子电池稳定性的化成方法，其特点是：增强裡离子电池稳定性的化 成方法的工艺步骤为，首先进行测量确定裡离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次是在 SEI膜的成膜电位下进行低于0.1 C电流密度反复充放电，实现分步化成。
[0009] 本发明增强裡离子电池稳定性的化成方法还可W采用如下技术方案：
[0010] 所述的增强裡离子电池稳定性的化成方法，其特点是：测量确定裡离子电池的 SEI膜的成膜电位范围是采用单程动电位线形扫描伏安法对裡离子蓄电池的SEI膜成膜电 位范围进行测量。
[0011] 所述的增强裡离子电池稳定性的化成方法，其特点是：裡离子电池的SEI膜的成 膜电位范围为0.0 OlmV/s-0.1 mV/s。
[0012] 所述的增强裡离子电池稳定性的化成方法，其特点是：在SEI膜的成膜电位下进 行低于0.1 C电流密度反复充放电时，电流密度为0.0 lC至0.1 C ;反复充放电过程：首先采 用0.0 ic电流对裡离子电池充电，在沈I膜的成膜电位范围内进行2-3次0.0 ic循环充放 电过程，然后采取0.1 C对裡离子电池进行2-3次充放电。
[0013] 本发明具有的优点和积极效果是：
[0014] 增强裡离子电池稳定性的化成方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技 术相比，本发明具有W下显著特点：
[0015] 1、采用单程动电位线形扫描伏安法对特定体系裡离子蓄电池的SEI膜成膜电位 范围进行测量。该方法可W准确测量出不同体系或批次等情况下裡离子蓄电池SEI膜的 成膜电位范围，有较强的针对性，能有效避免不同体系或批次等影响下造成裡离子电池SEI 膜成膜电位差异性对后续化成方法造成的影响。
[0016] 2、采取对特定体系下的裡离子蓄电池进行SEI膜的成膜电位下低电流密度反复 充放电的分步化成。可W使得裡离子电池形成更加致密稳定的SEI膜，有利于提高裡离子 蓄电池的电化学性能和循环寿命。
【具体实施方式】
[0017]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举W下实施例，并详细说明 如下： 阳〇1引实施例1
[0019] 一种增强裡离子电池稳定性的化成方法，工艺步骤为，首先进行测量确定裡离子 电池的沈I膜的成膜电位范围，其次是在沈I膜的成膜电位下进行0.0 ic至0.1 C低电流密 度反复充放电，实现分步化成。
[0020] 测量确定裡离子电池的SEI膜的成膜电位范围是采用单程动电位线形扫描伏安 法对裡离子蓄电池的SEI膜成膜电位范围进行测量。裡离子电池的SEI膜的成膜电位范围 为0.0 OlmV/s-0.1 mV/s。在SEI膜的成膜电位下进行低电流密度反复充放电时，电流密度 为；反复充放电过程：首先采用0.0 lC电流对裡离子电池充电，在SEI膜的成膜电位范围内 进行2-3次0.0 lC循环充放电过程，然后采取0.1 C对裡离子电池进行2-3次充放电，即可 完成化成。
[0021] 本实施例的具体实施过程： 阳0巧 1、正极制备
[0023]用W LiCo02所示的裡复合金属氧化物作为正极活性物质。使用乙烘黑作为导电 剂。使用聚四氣乙締和簇甲基纤维素作为粘结剂。使用水作为溶剂。使用Al锥作为集电 体（正极集电体）。将正极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂混合，得到正极合剂浆料。正极 合剂浆料中，正极活性物质：导电剂：粘结剂：溶剂的重量比为92:3:5:45。粘结剂中，聚 四氣乙締：簇甲基纤维素的重量比为9:1。
[0024]将正极合剂浆料涂布于Al锥的两面，干燥，得到干燥片材，将该片材用漉压机加 压，然后焊接侣制的引线，得到正极片材。 阳0对2、负极制备
[00%] 使用天然石墨作为负极材料。使用簇甲基纤维素作为粘结剂。使用水作为溶剂。 使用铜锥作为集电体（负极集电体）。将负极材料、粘结剂和溶剂混合，得到负极合剂浆料。 负极合剂浆料中，负极材料：粘结剂：溶剂的重量比为98:2:110。将负极合剂浆料涂布于 铜锥的两面，干燥，得到干燥片材，将该片材用漉压机加压，然后焊接铜制的引线，得到负极 片材。
[0027] 3、裡离子电池制备
[0028]将上述正极片材、隔膜、负极片材、隔膜依次层叠，卷曲，将所得电极组收纳于电池 筒中，然后将电解液注入筒内，制造裡离子二次电池。 阳029]4、测量裡离子电池的SEI膜成膜电位范围
[0030] 测试溫度20°C
[0031] 采用单程动电位线形扫描伏安法对裡离子电池进行0.0 lmV/s伏安扫描，得出氧 化峰电位范围为1. 5-1. 9V，外扩5%选择1. 4V-2. OV为该裡离子蓄电池的SEI膜成膜电位 范围。 阳03引5、化成
[0033]试验溫度20°C，化成制度如下：
[0035]本实施例具有所述的工艺简单，针对性强，化成效果好，SEI膜致密稳定，提高了裡 离子蓄电池的电化学性能和循环寿命等积极效果。
【主权项】
1. 一种增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特征是：增强锂离子电池稳定性的化成 方法的工艺步骤为，首先进行测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次是在SEI 膜的成膜电位下进行低于〇. 1C电流密度反复充放电，实现分步化成。2. 根据权利要求1所述的增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特征是：测量确定锂 离子电池的SEI膜的成膜电位范围是采用单程动电位线形扫描伏安法对锂离子蓄电池的 SEI膜成膜电位范围进行测量。3. 根据权利要求1或2所述的增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特征是：锂离子 电池的SEI膜的成膜电位范围为0. 001mV/s-0.lmV/s。4. 根据权利要求1或2所述的增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特征是：在SEI 膜的成膜电位下进行低于〇. 1C电流密度反复充放电时，电流密度为0. 01C至0. 1C;反复充 放电过程：首先采用0. 01C电流对锂离子电池充电，在SEI膜的成膜电位范围内进行2-3次 〇. 01C循环充放电过程，然后采取0. 1C对锂离子电池进行2-3次充放电。
【专利摘要】本发明涉及一种增强锂离子电池稳定性的化成方法。本发明属于锂离子电池技术领域。一种增强锂离子电池稳定性的化成方法，其特点是：增强锂离子电池稳定性的化成方法的工艺步骤为，首先进行测量确定锂离子电池的SEI膜的成膜电位范围，其次是在SEI膜的成膜电位下进行低于0.1C电流密度反复充放电，实现分步化成。本发明具有工艺简单，针对性强，化成效果好，SEI膜致密稳定，提高了锂离子蓄电池的电化学性能和循环寿命等优点。
【IPC分类】H01M10/44
【公开号】CN105390760
【申请号】CN201510753809
【发明人】王盼, 孙毅
【申请人】中国电子科技集团公司第十八研究所
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月5日