專利名稱：：一種鋰離子二次電池的化成方法
技術領域：
：本發(fā)明是關于一種電池的化成方法，更具體地是關于一種鋰離子二次電池的化成方法。
背景技術：
：電池在使用前都必須進行化成，以便激活電池正、負極的活性物質，從而使電池達到充放電的最佳狀態(tài)?；芍苯記Q定了電池性能的好壞。在現(xiàn)有的生產領域中，電池的化成方法一般為在常溫下恒流或恒流恒壓對電池進行連續(xù)充電。CN1412880A公開了二次鋰離子電池開口正壓化成方法，該化成方法包括將己注入電解液并經陳化的電池，用膠紙將注液孔封住，放到充放電柜上，以0.001-1C的小電流恒流充電，再以0.05-10C的大電流恒流充電，然后在30-8(TC陳化0.5-160小時。由于充電過程中電池內部的各種反應導致電池產生大量的氣體，電解液可能溢出，致使化成后電解液殘余量較低，而且電極表面固體電解質界面(SolidElectrolyteInterface,SEI)膜(以下簡稱為"SEI膜")形成不均一，因此電池的容量較低、循環(huán)性能較差。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是為了克服采用現(xiàn)有的鋰離子二次電池化成方法制得的電池的電解液殘余量低、容量較低、電池循環(huán)性能較差的缺點，而提供一種能夠制得具有高電解液殘余量、高容量和良好循環(huán)性能電池的鋰離子二次電池化成方法。本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池化成方法，該方法包括對電池進行充電，該充電過程包括多個充電階段，其中，該方法還包括設置至少一個時間間隔，所述時間間隔位于任意兩個充電階段之間。本發(fā)明的方法包括至少一個設置在任意兩個充電階段之間的時間間隔，在該時間間隔中停止對電池進行充電，此時，電池內部產生的氣體能夠充分吸收，從而能夠有效避免在充電過程中產生的大量氣體夾帶電解液漏出的現(xiàn)象，使電池的電解液殘留量得到提高，從而提高電池的容量。此外，由于在生產的過程中，正負極片存在不均勻性，因此充電時在電流一定的情況下，將導致極片表面電位存在差異，從而使部分表面存在過充，按照本發(fā)明的方法，在所述停止充電的時間間隔中，還有利于電池極片表面的高電位的電子向低電位的方向移動，從而達到整個極片電位一致，有利于SEI膜的形成，避免了后續(xù)充電時極片局部過充的可能，從而改善了電池的循環(huán)性能。具體實施方式本發(fā)明提供的鋰離子二次電池的化成方法包括對電池進行充電，該充電過程包括多個充電階段，其中，該方法還包括設置至少一個時間間隔，所述時間間隔位于任意兩個充電階段之間。按照本發(fā)明，在所述時間間隔內，將電池擱置，不對電池進行充電，有利于充電過程中產生氣體的吸收，為了使每個充電階段過程中產生的氣體能夠充分被吸收，該方法優(yōu)選在每兩個相鄰的充電階段之間均設置時間間隔，所述時間間隔為20-180分鐘，優(yōu)選為30-60分鐘。按照本發(fā)明，所述充電包括多個充電階段，所述充電過程可以為2-10個階段，為了縮短化成時間，優(yōu)選為3-5個階段；每個充電階段的充電時間通常為0.5-10小時，優(yōu)選為l-6小時；電池的化成溫度為20-6(TC，優(yōu)選為25-45。C。在每個充電階段，電池均以恒定電流進行充電，所述電流的大小為常規(guī)的鋰離子電池化成的電流，如0.001-5C，為了縮短化成時間，可以釆用5C左右的電流進行充電，但是，為了保證鋰離子電池在化成后能夠具有良好的性能，優(yōu)選采用小電流對電池進行充電，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當采用0.005-3C，更優(yōu)選為0.01-1C的小電流對電池進行充電，對電池在首次充電過程中SEI膜的形成非常有利，在該充電電流下形成的SEI膜更致密、穩(wěn)定，從而使得電池具有更好的循環(huán)性能。在整個電池的充電過程中，多個充電階段的充電電流可以相同也可以不同，為了最大限度的激活電池的活性物質，充分發(fā)揮電池性能，優(yōu)選情況下，多個充電階段的充電電流不同，變化的規(guī)律沒有特別限定，為了提高充電效率，縮短充電時間，優(yōu)選情況下，多個充電階段的充電電流為逐漸遞增，即后一充電階段的充電電流高于前一充電階段的充電電流，二者的差值可以為0.01畫1C，優(yōu)選為0.01-0.5CC下面通過實施例對本發(fā)明進行更詳細的描述。實施例1該實施例說明本發(fā)明提供的鋰離子二次電池的化成方法。1、電池的制備(1)正極的制備將100克正極活性成分LiCo02、2克粘結劑聚偏二氟乙烯(PVDF)和2克導電劑乙炔黑與40克N-甲基吡咯烷酮混合，然后在真空攪拌機中攪拌形成均勻的正極漿料。將該槳料均勻地涂布在鋁箔上，然后15(TC下烘干、輥壓、裁切制得尺寸為540x43.5毫米的正極，其中含有6.1克活性成分LiCo02。(2)負極的制備將100克負極活性成分天然石墨、1克粘結劑聚偏二氟乙烯(PVDF)與40克N-甲基吡咯烷酮混合，然后在真空攪拌機中攪拌形成均勻的負極漿料。將該漿料均勻地涂布在銅箔上，然后在9(TC下烘干、輥壓、裁切制得尺寸為500x44毫米的負極，其中含有2.8克活性成分天然石墨。(3)電池的裝配和陳化將上述正、負極與聚丙烯膜巻繞成一個方型鋰離子電池的極芯，將極耳與電極片點焊后放入電池殼體內，將電池殼與蓋板激光焊接密封后，將LiPF6按l摩爾Z升的濃度溶解在ECZDMC-1:1的混合溶劑中形成非水電解液，將該電解液以3.8g/Ah的量注入電池殼中，在45'C的高溫環(huán)境中放置24小時進行陳化，以達到電解液充分浸潤電芯中電極活性物質的目的，使化成過程中形成的SEI膜比較均勻、致密。隨后，準備進行化成。2、電池的化成按照上述方法制備300支鋰離子電池，用膠紙將注液孔封住，在25。C下，先以0.01C的電流充電8小時，然后停止充電，擱置30分鐘，再以0.02C的電流繼續(xù)充電5小時，然后停止充電，擱置40分鐘，再繼續(xù)以0.1C的電流充電6小時后，完成電池化成并密封注液孔。得到化成后的鋰離子電池。實施例2該實施例說明本發(fā)明提供的鋰離子二次電池的化成方法。按照實施例1的方法制備鋰離子二次電池并對電池進行化成，不同的是，將300支鋰離子電池，用膠紙將注液孔封住后，在40"C下先以0.01C的電流進行充電6小時，然后停止充電，擱置35分鐘，再以0.03C的電流繼續(xù)充電5小時，然后停止充電，擱置45分鐘，然后繼續(xù)用0.05C電流充電4小時，然后停止充電，擱置60分鐘，再以0.07C電流充電3小時，然后停止充電，擱置60分鐘，最后再以0.09C電流充電1小時后，完成電池化成并密封注液孔。得到化成后的鋰離子電池。實施例3該實施例說明本發(fā)明提供的鋰離子二次電池化成方法。按照實施例1的方法制備鋰離子二次電池并對電池進行化成，不同的是，將300支鋰離子電池，用膠紙將注液孔封住后，在30。C下先以0.01C的電流進行充電4小時，再以0.04C的電流繼續(xù)充電2小時，然后停止充電，擱置45分鐘，然后以0.1C電流充電2小時，再接著以0.5C電流充電2小時，最后用1C電流充電1小時后，完成電池化成并密封注液孔。得到化成后的鋰離子電池。實施例4該實施例說明本發(fā)明提供的鋰離子二次電池化成方法。按照實施例1的方法制備鋰離子二次電池并對電池進行化成，不同的是，所述三個充電階段的充電電流均為0.05C。對比例1該對比例說明鋰離子二次電池的參比化成方法。按照實施例1的方法制備鋰離子二次電池并對電池進行化成，不同的是，將300支鋰離子電池，用膠紙將注液孔封住后，在25。C下，先以0.05C的電流充電4小時，再以0.1C的電流充電6小時，然后停止充電，完成電池化成并密封注液孔。得到參比鋰離子電池。對比例2該對比例說明鋰離子二次電池的參比化成方法。按照實施例1的方法制備鋰離子二次電池并對電池進行化成，不同的是，將300支鋰離子電池，用膠紙將注液孔封住后，在25匸下，先以0.03C的電流充電6小時，再以3C的電流充電6小時，然后停止充電，完成電池化成并密封注液孔。得到參比鋰離子電池。實施例5-8下列實施例分別對實施例1-4得到的鋰離子電池的電解液殘余量進行測定，并從實施例l-4得到的化成后的鋰離子電池中隨機抽取的電池Al、A2、A3和A4，對它們的循環(huán)性能進行測定。(1)電解液殘余量測定分別對實施例1-4得到化成后的300支電池進行稱重，并計算出電解液的殘余量，記錄最大值和最小值，并計算出平均值。結果如表1所示。(2)循環(huán)性能測定在室溫條件下，將電池分別以800mAh電流充電至4.2V，在電壓升至4.2V后以恒定電壓充電，截止電流為0.05C，擱置10分鐘；再以800mAh電流放電至3.0V，擱置5分鐘，記錄電池的首次放電容量。分別重復以上步驟50次、100次、150次、200次、250次、300次、350次、400次、450次和500次，得到電池循環(huán)后的容量，由下式計算循環(huán)前后容量維持率容量維持率=(第n次循環(huán)放電容量/首次循環(huán)放電容量)xlOO%結果如表2所示。對比例3-4該對比例說明對對比例1-2得到的參比鋰離子電池的電解液殘余量進行測定，并分別從對比例1和對比例2制得的參比鋰離子電池中隨機抽取的電池AC1和AC2的循環(huán)性能進行測定。采用與實施例5-8中相同的方法進行測定，不同的是測定的電池是由對比例1-2的方法得到的參比電池以及從中隨機抽取的參比鋰離子電池AC1和AC2。測定結果分別如表1和表2所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表l的結果可以看出，按照本發(fā)明的方法對電池進行化成后，電池的電解液殘留量明顯高于按照現(xiàn)有方法化成后的鋰離子電池的電解液殘留量。因此，電池容量得以提高。從表2的結果可以看出，按照本發(fā)明的方法化成后得到的鋰離子電池在連續(xù)充放電50次、100次、150次、200次、250次、300次、350次、400次、450次和500次后電池的容量保持率均明顯高于采用現(xiàn)有化成方法得到的鋰離子電池的容量保持率。上述結果說明，按照本發(fā)明的化成方法得到的鋰離子電池容量高，循環(huán)性能良好。權利要求1、一種鋰離子二次電池的化成方法，該方法包括對電池進行充電，該充電過程包括多個充電階段，其特征在于，該方法還包括設置至少一個時間間隔，所述時間間隔位于任意兩個充電階段之間。2、根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在每兩個充電階段之間均設置時間間隔。3、根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述時間間隔為20-180分鐘。4、根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述時間間隔為30-60分鐘。5、根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述充電過程包括2-10個充電階段，每個充電階段的充電時間為0.5-10小時。6、根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述充電過程包括3-5個充電階段，每個充電階段的充電時間為1-6小時。7、根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在每個充電階段，電池均以恒定電流進行充電，所述電流大小為0.005-3C。8、根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述電流大小為0.01-1C。9、根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，多個充電階段的充電電流不同，后一充電階段的充電電流高于前一充電階段的充電電流，二者的差值為0.01-0.5C。10、根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，電池的化成溫度為20-6(TC。全文摘要本發(fā)明公開了一種鋰離子二次電池的化成方法，該方法包括對電池進行充電，該充電過程包括多個充電階段，其中，該方法還包括設置至少一個時間間隔，所述時間間隔位于任意兩個充電階段之間。在該時間間隔內停止對電池進行充電，此時，電池內部產生的氣體能夠被吸收，從而能夠有效避免在充電過程中產生的大量氣體夾帶電解液漏出的現(xiàn)象，使電池的電解液殘留量得到提高，從而提高電池的容量。此外，所述時間間隔便于SEI膜的形成，避免了后續(xù)充電時極片局部過充的可能，從而改善了電池的循環(huán)性能。文檔編號H01M10/38GK101154747SQ200610152270公開日2008年4月2日申請日期2006年9月27日優(yōu)先權日2006年9月27日發(fā)明者桑英杰申請人:比亞迪股份有限公司